[发明专利]一种多视角真人全息投影方法

说明书

技术领域

本发明涉及全息光场技术领域，尤其是一种多视角真人全息投影方法。

背景技术

计算全息处理2D图像技术已经很成熟，应用也十分广泛。然而在实际生活中的物体大多数是3D的，3D物体的数据量比2D图形大很多，直接对3D物体进行编码计算，计算量过于庞大，要解决此问题，一是需要提高计算机硬件运算速度，二则需要对编码方法进行改进。

发明内容

本发明提出的一种多视角真人全息投影方法，可以在一定角度范围内还原3D物体的形貌。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种多视角真人全息投影方法，包括以下步骤：

步骤1：3D物体的多视角投影描述

将3D物体放在一个固定坐标系(x,y,z)中，同时还有一系列的投影坐标系W，W'，W”，假设观测点W_ij位于同一矩阵中，其中i＝1,2,3…N；j＝1,2,3…N'，观测点W_ij与物体中心点o相距z₀，设透视平面为T_ij，且与视线oW_ij垂直，平面T_ij到W_ij的距离为z_w，以物体中心点o重新建立一个新坐标系(x`,y`,z`)，其中x`轴与x轴的夹角为θ,y'轴与y轴的夹角为φ,则新坐标系中的点和原坐标系中的点(x,y,z)的坐标变换关系如下

将透视平面T_ij的坐标系设为(μ,v),并让(μ,v)分别于x`轴和y'轴平行。则物体上的点A(x,y,z)和透视平面T_ij上相应的投影点B(μ,v)的对应关系如下:

通过以上的投影关系式，求出不同投影方向的投影图的物波描述函数；

步骤2：计算全息图的制作

假设在观测点W_ij获得的投影图W_ij(x,y)对其进行傅里叶变换，求出全息平面的光场分布T_ij(x,y)，再用博奇编码法对其进行编码,就可获得基元全息图H_ij(μ,v)，最后将这些基元全息图按照角标排列，就可得到合成的计算全息图；

步骤3：3D图像的再现

将之前合成的计算全息图放在透镜的前焦面上，用准直激光光束对其进行照射，把空间滤波器放在频谱面的位置上，用来选择再现像的衍射级次，合成全息图的再现像位于像平面处，要想观看到再现的3D图像，观察者的双眼必须处于像平面上，如此一来，双眼才能看到物体在不同投影角度的再现像，因为视差效应，所以能看到3D立体像。

本发明通过提供的多视角真人全息投影方法，其有益效果在于：以原3D物体在某个方向上的投影图还原的该方向上的3D图形为基础建立的，再给每一幅投影图增加相应的倾斜因子，然后进行积分计算，将将其积分值当做该视角投影图在全息图中对应的像素值,最后获得3D物体的全息图。通过多个角度的投影计算，可以在一定角度范围内还原3D物体的形貌。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为物体的多视角投影图；

图2为多视角投影法合成全息图再现过程；

图3为物体E的原始位置；

图4为物体E平移50次后图像；

图5为物体E平移100次后图像；

图6为物体E平移150次后图像；

图7为叠加后的计算全息图；

图8为再现像图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

多视角投影法是利用人的双眼的视差效应,左右眼分别看同一物体两个不同视角的投影像后,在大脑中形成3D立体像。

本实施例的一种多视角真人全息投影方法，包括以下步骤：

步骤1：3D物体的多视角投影描述