基于空間光調(diào)制器的合成全息顯示技術(shù)研究

采用光學引擎系統(tǒng)的主要出發(fā)點是利用其能將彩色圖像通過RGB三個通道，將三基色圖像分別顯示于三個LCD，用于合成全息顯示時，則需要對全息圖作一定的處理，處理方法如圖5所示，將左右視圖的全息圖分別作為RGB圖像的R和B分量，G分量可以任意，進而把RGB三個分量用Matlab圖像處理的方法處理合成一幅1024×768的RGB彩色圖像，這樣當一幅RGB圖像通過計算機視頻接口輸出時，就同時輸出了一對體視全息圖到再現(xiàn)光路系統(tǒng)中，通過實時光電再現(xiàn)，使人眼觀察到立體像。

4 實驗結(jié)果及分析

在實驗中，三維物體由軟件3D Max 5．0制作，為一小桌子，其下空間有一球，三維物體繞z軸轉(zhuǎn)動，每轉(zhuǎn)過6。取得一幅數(shù)字圖像。根據(jù)菲涅耳全息的基本原理用Matlab語言編寫了計算全息程序，對所得到的數(shù)字圖像序列，計算得到相應的全息圖陣列，其中物光和參考光波長選用514．8nm，物面與全息面距離為300mm。對所得的全息圖陣列每相鄰兩幅全息圖按圖5所示用Matlab圖像處理方法得到RGB圖像陣列。用Visual Basic6．0編寫了控制程序，控制RGB圖像液晶空間光調(diào)制器輸出，再現(xiàn)光波長為510nm，L。焦距300mm，同時控制程序可以控制計算機以一定頻率輸出RGB格式的全息圖序列，且輸出頻率可調(diào)，輸出最大頻率為60Hz。利用人眼視覺殘留效應，可以觀察到連續(xù)動感的再現(xiàn)立體像。實驗中同時也發(fā)現(xiàn)，由于激光功率、液晶空間光調(diào)制器開口率和透過率以及全息圖本身的衍射效率的影響，再現(xiàn)圖像的亮度受到了一定的限制。其次，由于液晶空間光調(diào)制器像元尺寸的限制，再現(xiàn)像的大小有限。

5 結(jié)論

結(jié)合計算全息技術(shù)和液晶空間光調(diào)制器，系統(tǒng)研究了合成全息圖的計算機生成和實時光電再現(xiàn)技術(shù)，利用經(jīng)過改造的液晶背投影光學引擎系統(tǒng)，設計了相應的實驗系統(tǒng)，得到了實驗結(jié)果。相比于傳統(tǒng)合成全息顯示技術(shù)，該方法中從體視圖的獲取、全息圖的計算到實時光電再現(xiàn)都是由計算機控制完成，提高了全息制作和顯示的可靠性和實時性，對促進合成全息顯示技術(shù)的發(fā)展和實用化提供了一個有效的途徑。