目前高辨別率電尋址液晶空間光調(diào)制器的像素尺寸達(dá)到了微米量級，已經(jīng)可以直接用于數(shù)字全息圖的實時光電再現(xiàn)。
根據(jù)體視圖原理，如圖1所示，選取合適的角度攝取一對體視對圖片，並有 a=arctan(B／2l)，B爲(wèi)人眼一般瞳距62mm，l取明視距離300mm，則可計算得 a=5．9度。計算全息術(shù)根據(jù)光學(xué)全息的原理，使用計算機(jī)計算獲得物光波在全息平面上的分布，並對光場的分布進(jìn)行編碼，獲得數(shù)字化的全息圖。對二維光場分布，計算全息的記錄原理如圖2所示，設(shè)二維物光場分布爲(wèi)f(x。，y。)， Zo滿足菲涅耳衍射條件，則全息面 xh一yh 上的物光波分布爲(wèi) ：
Zo是物平面到全息面的距離，爲(wèi)常數(shù)。略去常數(shù)項exp(jkz。)／jAZo後，式(1)可以表達(dá)成：
則全息面上的物光分布可以通過 f(X。，Y。)P( X。，Y。)的傅里葉改換獲得，改換頻率 在計算全息中物光波是離散化的，三維物體由計算機(jī)設(shè)計并獲得相應(yīng)不同視角視圖的數(shù)字圖像，因而可用快速傅里葉改換(FFTr)計算菲涅耳衍射。用博奇編碼法制作獲得1024×768像素的離軸菲涅耳計算全息圖。對體視對中的兩個圖像分別計算獲得兩幅全息圖。為實現(xiàn)合成全息顯示結(jié)果，將三維物體不同側(cè)面對應(yīng)體視圖計算并處置獲得的系列全息圖按順序存儲。
目前高辨別率電尋址液晶空間光調(diào)制器的像素尺寸達(dá)到了微米量級，已經(jīng)能用于對數(shù)字全息圖光學(xué)再現(xiàn)獲得二維圖像J，再現(xiàn)系統(tǒng)光路原理圖如圖3所示，全息圖通過計算機(jī)視頻接口輸出至SLM，平行激光光束鉛直照射SLM，透射光經(jīng)L，會聚在焦面處獲得全息再現(xiàn)像，再現(xiàn)像的大小與空間光調(diào)制器像素尺寸、L，的焦距和再現(xiàn)光的波長有關(guān)。由于SLM的周期性像素化結(jié)構(gòu)，再現(xiàn)像有多組±1級衍射像出現(xiàn)，同時伴有零級衍射光，在L焦面處加光闌F選取一組合適的再現(xiàn)像，同時排除零級衍射光的影響。
合成全息圖實現(xiàn)立體顯示要求左右視圖對應(yīng)的全息圖同時再現(xiàn)，並且再現(xiàn)像滿足雙目觀察要求。
因而使用兩個液晶空間光調(diào)制器同時進(jìn)行光電再現(xiàn)的實驗系統(tǒng)油然而生，如圖4所示。實驗系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵是如何將左右視圖的全息圖同時分別輸出到兩個SLM，這裏是采用TLE09X一02Fd3一b型液晶背投影光學(xué)引擎系統(tǒng)，光學(xué)引擎中三個SLM是EPSON産的r胛一LCD，性能參數(shù)如表1所示。光學(xué)引擎系統(tǒng)的驅(qū)動電路能夠?qū)⒂嬎銠C(jī)輸出VGA信號的RGB信號處理後同時分別驅(qū)動三個LCD。背投影光學(xué)引擎是用于非相幹光學(xué)信息處理的，用于全息光電再現(xiàn)時必須進(jìn)行改造，選用其中的R和B對應(yīng)的LCD，把它們從光學(xué)引擎上取下後重新固定，並按圖4所示組成實驗系統(tǒng)，再現(xiàn)像通過一雙孔光闌觀察，光闌的雙孔距離適合人眼一般瞳距取62mm。
采用光學(xué)引擎系統(tǒng)的要緊出發(fā)點(diǎn)是使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爲(wèi)RGB圖像的R和B重量，G重量可以任意，進(jìn)而把RGB三個重量用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(dāng)一幅RGB圖像通過計算機(jī)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。
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。依據(jù)菲涅耳全息的基本原理用Matlab語言編寫了計算全息順序，對所獲得的數(shù)字圖像序列，計算獲得相應(yīng)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圖像處置方法獲得RGB圖像陣列。用Visual Basic6．0編寫了控制順序，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，同時控制順序可以控制計算機(jī)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。使用人眼視覺殘留效應(yīng)，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自己的衍射功效的妨礙，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。
結(jié)共計算全息技術(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(jī)生成和實時光電再現(xiàn)技術(shù)，使用通過改造的液晶背投影光學(xué)引擎系統(tǒng)，設(shè)計了相應(yīng)的實驗系統(tǒng)，獲得了實驗結(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獵取、全息圖的計算到實時光電再現(xiàn)基本上由計算機(jī)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(jìn)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。
全息技術(shù)和數(shù)字全息圖的實時光電再現(xiàn)技術(shù)，提出了一種實現(xiàn)合成全息顯示的新方法，由計算機(jī)制作三維物體模型并獲得體視圖陣列，計算每一視角二維體視圖的全息圖，再現(xiàn)時使用兩個液晶空間光調(diào)制器同時對一對體視圖的兩幅全息圖進(jìn)行實時光電再現(xiàn)，同時使再現(xiàn)像適合人眼雙目視覺需要以達(dá)成立體顯示結(jié)果，計算機(jī)控制全息圖陣列按一定頻率輸出，代表傳統(tǒng)合成全息中的空間面積分割，從而實現(xiàn)合成全息的顯示結(jié)果，同時可以便宜的觀察合成全息動感。
