近年來(lái),三維立體顯示技術(shù)有了巨大的發(fā)展。在眾多的立體顯示方法中,全息顯示可以重建出整個(gè)三維場(chǎng)景的全部光波場(chǎng)。除了傳統(tǒng)圖像所能傳遞的幅度信息,其還可以表達(dá)出光波的相位信息,以此來(lái)顯示三維場(chǎng)景的深度變化。然而,傳統(tǒng)的計(jì)算全息圖（CGH）生成方法需要很長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間。對(duì)此,本論文提出利用光線跟蹤技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算全息圖的快速生成。逆向地追蹤光線可以渲染效果逼真、高質(zhì)量的圖像,并且可以利用圖形處理器（GPU）的高度并行性來(lái)大幅減少全息圖的計(jì)算時(shí)間。首先,本論文提出了一種基于光線跟蹤技術(shù)的高效逼真的計(jì)算全息圖生成方法。在不同的光照環(huán)境下光線被并行地發(fā)射和追蹤,以此來(lái)計(jì)算得出全息平面的光波復(fù)振幅函數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了這種方法的有效性和高效性,和傳統(tǒng)的點(diǎn)云法計(jì)算全息圖相比,基于100×100條的被跟蹤光線,生成一幅具有連續(xù)深度變化的全息圖并重建其光學(xué)再現(xiàn)像的時(shí)間減少至約24秒。最后,本論文提出了一種基于光線跟蹤技術(shù)和波前記錄平面（WRP）法的計(jì)算全息圖實(shí)時(shí)生成方法。光線被并行地發(fā)射和追蹤來(lái)得到光線和物體表面的碰撞點(diǎn),以此來(lái)計(jì)算到達(dá)波前記錄平面上有效像素范圍內(nèi)的復(fù)光波場(chǎng),然后通過(guò)由波前記錄平面至全息平面的衍射... 

【文章來(lái)源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１人眼觀察到物體遠(yuǎn)近的信息：（ａ）雙目視差?（ｂ）視軸輻合??，二，

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，人眼能感知三維世界是因?yàn)槲矬w發(fā)出的光或者反射光的空間分布不同。正??常人的兩只眼睛相距約６５毫米左右［２］，所以其實(shí)每只眼睛看到的空間物體側(cè)面是不同的，??如圖１－１?（ａ）所示，這就是視網(wǎng)膜上的雙目視差成像，其可以為大腦提供物體所在位置的遠(yuǎn)??近信息［３］。如圖１－１?（ｂ）所示，在看近處或遠(yuǎn)處的物體時(shí)，雙眼的視線分別會(huì)向正中會(huì)聚或??近似于平行，眼部肌肉控制視軸輻合時(shí)人就可以感知三維深度［４］。??維物體?遠(yuǎn)處＾勿點(diǎn)??ｃｄＩｃｄ?Ａ??Ａ?Ａ??々丨《?；ｒ：ＩＭ?Ｇ眼??圖１－１人眼觀察到物體遠(yuǎn)近的信息：（ａ）雙目視差?（ｂ）視軸輻合??如今，人們漸漸不再滿(mǎn)足于觀看二維平面的靜態(tài)照片和動(dòng)態(tài)視頻，進(jìn)而追求更有立體??感的視覺(jué)體驗(yàn)。三維立體顯示有兩種情況：一種是將空間中三維物體的信息以平面投影或??透視圖像等形式展現(xiàn)出來(lái)，這種立體感知不是因?yàn)殡p目視差且物體不擁有其他側(cè)面，而是??與人的主觀印象有關(guān)系［５］，如圖１－２所示，可以利用前后遮擋、陰影明暗或透視關(guān)系等來(lái)??感知立體效果［６］；另一種是在空間中客觀地形成物體立體分布的影像，觀看者可以通過(guò)移??動(dòng)來(lái)看到物體的不同側(cè)面，并感知到它在空間中的位置，這正是我們所努力追求的理想的??三維立體顯示效果。????圓＿！??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??

首先投影顯示設(shè)備發(fā)射出調(diào)制好的疊加圖像，然后助視眼鏡再將左右視差圖像分開(kāi)。??根據(jù)調(diào)制原理和分光方式的不同，助視式眼鏡可以大致分為色差原理［９］、偏振原理［１°］和時(shí)??序快門(mén)方式Ｍ，其原理分別如圖１－３所示。??．?ＷＷ??？醜６ＱＨｚＷ換??⑷?（ｂ）?（Ｃ）??圖１－３助視式眼鏡：（ａ）色差原理（ｂ）偏振原理（ｃ）時(shí)序快門(mén)方式??色差眼鏡主要利用了補(bǔ)色的原理，一般是紅藍(lán)眼鏡或藍(lán)綠黃眼鏡。視差圖像分別被不??同的顏色編碼調(diào)制在一起，通過(guò)不同顏色的濾光片吸收這種顏色的光，左右眼就看到了不??同的視差圖像。這種技術(shù)原理簡(jiǎn)單、調(diào)制容易、成本低，但人眼看到的色彩失真較嚴(yán)重，??導(dǎo)致立體感不強(qiáng)且長(zhǎng)時(shí)間觀看后影響人眼健康［９］。??２??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]計(jì)算全息三維顯示系統(tǒng)中相關(guān)問(wèn)題的研究和實(shí)現(xiàn)[D]. 鄧征標(biāo).中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
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[7]CUDA光線跟蹤渲染器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 黃鑫.北京郵電大學(xué) 2012
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