学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

光波场绘制技术的原理及应用

作　者: 吴旻升
导　师: 刘慎权；王介生
学　校: 中国科学院研究生院（计算技术研究所）
专　业: 计算机应用
关键词: 计算机图形学 光波场绘制 成像模型 波前变换 波动图形学 基于图像的绘制 三维显示 计算全息学 傅立叶光学
分类号: TP391.41
类　型: 博士论文
年　份: 1997年
下　载: 143次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


多年来，有关三维物体视觉信息的完整记录和立体重建技术，一直是应用光学领域工程技术人员努力追求的目标；与此同时，计算机图形学领域也不断有人试图将光的波动理论应用到真实感图形绘制技术中来。本文结合波动图形学、计算全息学和傅立叶光学等研究领域的相关技术，将波动的概念引入光场绘制过程，根据定态光波场的解析特性，使用平面或封闭曲面波前上的二维复振幅分布，来表示无源空间中三维的光波场，提出了一种基于光波场的绘制技术，用于三维物体的视点无关绘制和立体真实再现。 文中以波动光学中定态光波场的波前变换理论为基础，给出了光波场绘制的基本方法和主要流程，具体讨论了光波场的采样、合成和显示等三个主要步骤。其中采样过程利用传统绘制软件或光学仪器获取光波场的二维原始采样图像，并从原始采样图像序列中提取出相应的原始采样波前上的振幅和位相信息；合成过程决定光波场的具体表示形式，包括波前的形状、在空间的位置以及相应的采样模式等，利用各种波前变换手段，将原始采样波前统一为同一形式，使用加、减、乘、除等合成运算，最终给出光波场的二维复数数组表示；而显示过程则使用多种技术手段，将二维复数数组表示的波前上的复振幅信息转化为可以直接显示或观察的图像信息或视频控制信号。 在光波场采样方面，文中着重讨论了原始采样波前的获取问题，包括二维原始采样图像的绘制和拍摄，采样图像中振幅和位相信息的提取，直接波前绘制，以及全息图中复振幅分布信息的分离方法等。在一般基于图像的绘制技术中，通常只接受一系列的原始采样图像及其相应的照相机参数，作为绘制流程的输入。根据光波场绘制过程的具体情况，本文将绘制流程的输入扩展至带有深度信息和位置参数的传统绘制结果图像，由波前绘制方法直接得到的波前，以及从全息图中获取的复振幅分布信息等。 在波前合成方面，本文根据傅立叶光学中平面波谱传播理论，给出了一

全文目录


中文摘要  4-6
英文摘要  6-12
第一章 绪论  12-24
  §1.1 基于图像的绘制技术的基本原理  13-14
  §1.2 基于图像的绘制技术综述  14-19
    §1.2.1 动态图  14
    §1.2.2 环境图  14-15
    §1.2.3 图像变形  15-16
    §1.2.4 视点插值  16-17
    §1.2.5 全视造型  17-18
    §1.2.6 光场绘制  18-19
  §1.3 现状总结  19-21
  §1.4 本文的工作  21-24
第二章 光波场绘制的基本原理  24-38
  §2.1 光波场  24-29
    §2.1.1 光波的几何描述  25-26
    §2.1.2 光波的复振幅描述  26-27
    §2.1.3 亥姆霍兹方程  27-29
  §2.2 波前  29
  §2.3 标量衍射理论  29-34
    §2.3.1 格林定理  30-31
    §2.3.2 基尔霍夫衍射积分公式  31-32
    §2.3.3 瑞利-索末菲衍射积分公式  32-34
  §2.4 定态光波场的解析性  34-35
  §2.5 波前再现原理  35-36
  §2.6 光波场与波前的等价性  36
  §2.7 光波场绘制的基本流程  36-38
第三章 光波场的采样技术  38-52
  §3.1 基本原理  38-40
  §3.2 由虚拟场景计算波前  40-47
    §3.2.1 次波迭加法  42
    §3.2.2 z缓冲器方法  42-44
    §3.2.3 光线跟踪方法  44-46
    §3.2.4 辐射度方法  46-47
  §3.3 由图像序列求波前  47-48
  §3.4 从全息图中提取波前  48-52
第四章 光波场的合成技术  52-68
  §4.1 波前变换  52-56
    §4.1.1 采样波长  52-53
    §4.1.2 采样密度和波前大小  53
    §4.1.3 波前的形状和位置  53-56
  §4.2 视图插值  56-58
    §4.2.1 数据形式  56-57
    §4.2.2 插值方法  57-58
  §4.3 波前合成的基本运算  58-60
  §4.4 平面波前的传播变换  60-68
    §4.4.1 三维波场的平面波谱  61-63
    §4.4.2 波前变换的平面波谱处理方法  63-64
    §4.4.3 平行平面之间的波前变换  64-65
    §4.4.4 倾斜平面之间的波前变换  65-68
第五章 光波场的显示技术  68-78
  §5.1 透镜成像  68-71
  §5.2 小孔成像  71-73
  §5.3 滤波成像  73-76
  §5.4 全息记录  76-78
第六章 光波场绘制技术的应用  78-86
  §6.1 三维交互显示  78-81
    §6.1.1 三维显示的基本原理  79
    §6.1.2 立体图  79-80
    §6.1.3 全息显示器  80-81
  §6.2 立体合成照相  81-83
  §6.3 光学计算机上的图形技术  83-86
第七章 结束语  86-88
参考文献  88-98
汉英名词对照表  98-100
作者简介  100-102
部分结果图片  102-105

相似论文

  1. 菲涅尔数字全息成像技术研究,O438.1
  2. 基于多尺度几何分析的相干光图像,TP391.41
  3. 基于LED扫描的光场还原三维显示技术及仿真,TP391.41
  4. 三维显示的计算机相关技术研究,TP391.41
  5. 三维动态显示技术研究,TP391.41
  6. 裸眼可周视立体显示设备上的三维图像生成,TP391.41
  7. 图像绘制及其深度提取技术研究,TP391.41
  8. 车载导航装置人机交互系统研发,U495
  9. 基于面阵发光板的体三维显示系统结构研究,TN27
  10. 计算机辅助手术导航系统的研究与开发,TP311.52
  11. 无线电频谱监测管理系统研究,TN98
  12. 高频雷达三维显示系统的开发,TN957.5
  13. 胸双极立体心电图可视化研究,R318
  14. 船舶避碰智能决策系统与三维显示的应用,TP319
  15. 用编码结构光方法实现的物体三维重构,TP391.41
  16. 基于NURBS的风机叶片CAD的研究,TH43
  17. 自动立体液晶显示技术研究,TN27
  18. 基于DirectX的三维数字地形真三维显示关键技术的研究,TP391.9
  19. 三维显示中的图像放大相关技术研究,TP391.41
  20. 伽玛刀治疗计划系统中三维表面重建技术研究,TH777

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
© 2012 www.xueweilunwen.com