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专利号: 2013100091716
申请人: 浙江师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 摄影术;电影术;利用了光波以外其他波的类似技术;电记录术;全息摄影术〔4〕
更新日期:2023-08-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种计算机制合成彩色彩虹全息图的制作方法,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤一,三维物体序列视图采集:分为实际三维物体或三维建模物体视图采集两种,使用照相机沿着水平方向依次拍取三维物体的照片作为序列视图或者采用旋转平台,固定相机位置,物体置于旋转平台上,旋转一小角度拍摄一个视图,最终获取视图序列;或通过建模软件制作三维模型沿水平方向渲染得到序列视图,然后确定出每个视图与一个小的观察窗口的位置关系;

步骤二,参数设定:设定物体在xoy平面内的y方向和x方向的线度为Io和Wo,全息面上采样间隔Δu,求出全息面上采样点数Mo×NO;设定三基色参考光波长λr,λg.λb及物参夹角θ,求出频域内频移量;

步骤三,设定每个小的观察窗口大小,对于每一个视图进行三基色分色,根据该视图所对应观察窗口及其频域关系,计算频域范围,求出该频域范围内的采样点数,然后按照采样点数对视图的三通道数据进行插值,分别进行傅里叶变换,算出其对应频域范围内的数据;

对所有视图依次进行上述处理,最终合成对应三个基色的合成频谱;

步骤四,分别对三基色频谱进行行方向傅里叶逆变换;建立一个全零矩阵Mo×NO,按照(14)求出的频移量将行方向傅里叶逆变换的结果放入所建立矩阵的对应位置,进行列方向一维傅里叶逆变换,求出实部,加上一偏置分量保证全息条纹透射率大于等于0;

2.根据权利要求1所述的计算机制合成彩色彩虹全息图的制作方法,其特征在于该方法由以下步骤组成:三维物体序列视图采集:分为实际三维物体或三维建模物体视图采集两种,使用照相机沿着水平方向依次拍取三维物体的照片作为序列视图或者采用旋转平台,固定相机位置,物体置于旋转平台上,旋转一小角度拍摄一个视图,最终获取视图序列,或通过建模软件制作三维模型沿水平方向渲染得到序列视图,然后确定出每个视图与一个小的观察窗口的位置关系;

参数设定:设定物体在xoy平面内的y方向和x方向的线度为Io和Wo,全息面上采样间隔Δu,根据(13)式可以求出全息面上采样点数;设定三基色参考光波长λr,λg.λb及物参夹角θ,根据(14)式可以求出频域内频移量,三基色频带合成:对于所获取的每一个视图,进行三基色分色,设定每一个视图对应的观察窗口大小为3mm×3mm,根据(10)和(12)式计算出频域位置,根据(15)式计算出视图三通道的采样点数,对视图三通道图像按计算出的采样点数进行插值,然后分别进行二维傅里叶变换,得到与该视图所对应的频域位置的三基色频谱;依次对所有视图进行处理,最终将频谱数据放入对应位置合成三基色物光在频域内的三个频带分布,合成彩虹全息条纹的计算,具体的计算步骤为:

a、对合成的三基色频带分布分别进行行方向一维傅里叶逆变换;

b、将步骤a计算的结果沿着ξ方向平均分为N份,以第一份为例进行说明,创建一个M0×n的零矩阵,按照频移量,将红、绿、蓝三基色频谱一维傅里叶变换后的结果的置入矩阵对应位置,进行列方向一维傅里叶逆变换,取实部,保存文件名为file1,求出对应这份局部数据的实部最大值和最小值;依次对后续N-1份进行处理,文件命名为file2-fileN;

c、全息条纹计算,从步骤b中所保存所有局部最大值和最小值中算出对应所有数据的最大值ma和最小值mi,作为归一化参数,依次将file1到fileN读入内存,进行归一化处理,拼接组成最后的全息图;

归一化公式如下所示:

i=1:N (18)

其中datai为第i个文件的数据。

3.根据权利要求2所述的计算机制合成彩色彩虹全息图的制作方法,其特征在于该方法包括以下步骤:A、对合成的三基色频带分布分别进行行方向一维傅里叶逆变换;

B、将步骤A计算的结果沿着ξ方向平均分为N份,对N等份采用N个处理器并行计算。

以第一份为例进行说明,创建一个M0×n的零矩阵,按照频移量,将红、绿、蓝三基色频谱一维傅里叶变换后的结果的置入矩阵对应位置,在第一个处理器中进行列方向一维傅里叶逆变换,取实部,保存文件名为file1,求出对应这份局部数据的实部最大值和最小值;将其它N-1份分别在其它处理器上同时进行处理,文件命名为file2-fileNC、全息条纹计算,从步骤B中所保存所有局部最大值和最小值中算出对应所有数据的最大值ma和最小值mi,作为归一化参数,依次将N个处理器处理后的文件file1到fileN读入内存,进行归一化处理,拼接组成最后的全息图;

归一化公式如下所示:

i=1:N (18)

其中datai为第i个文件的数据。

4.根据权利要求1所述的计算机制合成彩色彩虹全息图的制作方法,该方法包括以下步骤:步骤一,三维物体序列视图采集:采用相机在x方向和y方向上进行拍照,获得三维物体整个视场的视图;

步骤二,对每个视图进行三基色分色,按照观察窗口与频域的关系,可以求出三个频谱分布;

步骤三,采用频谱融合的方法制作傅里叶变换全息,步骤二中的三个频谱分布引入参考光编码为三个傅里叶变换全息图,该傅里叶变换全息图采用二维傅里叶逆变换方法得到具有水平视差和垂直视差的像面全息,或者通过光学拍照的方法得到具有水平和垂直视差的像面全息。