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擬轉(zhuǎn)化成果 | 北郵桑新柱團(tuán)隊(duì)3D顯示成果集錦
來(lái)源:中國(guó)光學(xué)《液晶與顯示》（ESCI,、Scopus收錄,，中文核心期刊）2022 年第 5 期 | 作者:4SHQ | 發(fā)布時(shí)間: 969天前 | 3219 次瀏覽 | 分享到:
編者按


由北京航空航天大學(xué) 王瓊?cè)A 教授組織的”3D 顯示技術(shù)及應(yīng)用”專(zhuān)刊發(fā)表在《液晶與顯示》（ESCI,、Scopus收錄，中文核心期刊）2022 年第 5 期（專(zhuān)刊鏈接>）,，該專(zhuān)刊圍繞光場(chǎng) 3D 顯示,、多視點(diǎn) 3D 顯示、全息 3D 顯示,、近眼顯示和3D 交互等內(nèi)容進(jìn)行原創(chuàng)成果的展示和研究進(jìn)展的專(zhuān)題綜述,。其中，北京郵電大學(xué)信息光子學(xué)與光通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室桑新柱教授研究團(tuán)隊(duì)集中展示了四項(xiàng)重要研究成果,。


在全息 3D 顯示方面,，桑新柱等人提出了基于數(shù)字微鏡器件的高分辨率計(jì)算全息顯示，實(shí)現(xiàn)了大尺寸高分辨率的動(dòng)態(tài)全息顯示效果,。在光場(chǎng) 3D 顯示方面,，高鑫等人提出了基于預(yù)處理卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提升 3D 光場(chǎng)顯示視覺(jué)分辨率的方法，展示了 70 度視角的光場(chǎng)顯示效果,；于迅博等人提出了一種裸眼 3D 顯示中的多視點(diǎn)校正方案,，解決了空間視點(diǎn)分布和采集分布不匹配的問(wèn)題。在多視點(diǎn) 3D 顯示方面,，于迅博等人提出了一種視點(diǎn)均勻分布的桌面式光場(chǎng)顯示系統(tǒng),，改善了視點(diǎn)間的串?dāng)_問(wèn)題。以上一系列 3D 顯示技術(shù)及應(yīng)用研究成果的展示,，希望能為廣大 3D 顯示領(lǐng)域同行提供借鑒,，帶來(lái)一些有益的啟發(fā)，同時(shí)希望能推動(dòng) 3D 顯示的技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用推廣,。


1. 基于數(shù)字微鏡器件的高分辨率計(jì)算全息顯示

全息顯示技術(shù)通過(guò)記錄和再現(xiàn)物體的波前來(lái)重建具有正確深度信息的三維圖像,，可以克服其他三維顯示技術(shù)中輻輳調(diào)焦不匹配、人眼視覺(jué)疲勞等不足,，在教育,、軍事,、工業(yè),、醫(yī)療、娛樂(lè)等行業(yè)中應(yīng)用廣泛,。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件性能的提升和光電器件技術(shù)的發(fā)展,，基于空間光調(diào)制器的計(jì)算全息顯示成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，可以存儲(chǔ)或顯示虛擬的目標(biāo)物體,，方便進(jìn)行異地傳輸,、遠(yuǎn)程連接或?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)顯示等。然而,，空間光調(diào)制器都是像素化的調(diào)制器件,，其調(diào)制動(dòng)態(tài)范圍和精度有限，因此計(jì)算全息受到光電器件參數(shù)（例如器件像素大小和總體尺寸）和計(jì)算負(fù)荷等的影響，很難實(shí)現(xiàn)高分辨率大尺寸的動(dòng)態(tài)全息顯示,。


針對(duì)全息圖局部信息可完整再現(xiàn)物面信息的特性,，桑新柱、李會(huì)等人提出了一種基于數(shù)字微鏡器件的高分辨率大尺寸全息顯示方法,。該方法利用計(jì)算機(jī)渲染或相關(guān)變換方法生成高分辨率輸入圖像,，利用菲涅爾衍射算法和傅立葉變換并行計(jì)算提升全息圖的分辨率，根據(jù)數(shù)字微鏡器件特性進(jìn)行衍射圖像的時(shí)空復(fù)用與動(dòng)態(tài)融合,，有效提升計(jì)算全息顯示的分辨率與動(dòng)態(tài)效率,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法可實(shí)現(xiàn)大尺寸高分辨率的動(dòng)態(tài)全息顯示效果,，突破了數(shù)字微鏡器件固有的像素?cái)?shù)目及分辨率限制,，利用并行計(jì)算方法大大提升了高分辨率計(jì)算全息顯示的計(jì)算效率。當(dāng)加載不同時(shí)間序列的子全息圖時(shí)均可達(dá)到高分辨率重建,，根據(jù)人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng),，使用像素分辨率為 2K 的數(shù)字微鏡器件可顯示 8K 甚至更高分辨率的重建圖像。