电子学报 ›› 2020, Vol. 48 ›› Issue (9): 1755-1761.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2020.09.013

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基于随机场的全息采样及三维显示

范诚1, 宋占杰2,4, 汪火根3,4, 蔡志森1, 江朝川1, 张硕5   

  1. 1. 深圳市泛彩溢实业有限公司, 广东深圳 518104;
    2. 天津大学数学学院, 天津 300354;
    3. 天津大学电气自动化与信息工程学院, 天津 300072;
    4. 天津大学电视与图像信息研究所, 天津 300072;
    5. 天津财经大学数学系, 天津 300222
  • 收稿日期:2018-11-13 修回日期:2020-01-20 出版日期:2020-09-25
    • 通讯作者:
    • 汪火根
    • 作者简介:
    • 范诚 男,1991年毕业于四川大学,获理学博士学位,长期从事全息显示技术的研发工作.现任深圳市泛彩溢实业有限公司董事长.E-mail:drfan@afctech.com
      宋占杰 男,1965年11月生于河北.现为天津大学教授、博士生导师.主要研究方向为随机信号采样、重构与逼近及其应用.E-mail:zhanjiesong@tju.edu.cn
      江朝川 男,1992年毕业于四川大学,获博士学位.现就职于深圳市泛彩溢实业有限公司,长期从事全息显示技术的研发工作.E-mail:ccjiang01@139.com
      蔡志森 男,1979年出生.现就职于深圳市泛彩溢实业有限公司,长期从事全息显示技术的研发工作.E-mail:samchoi@afctech.com
      张硕 女,1980年10月生于河北,现为天津财经大学数学系讲师,主要研究方向为随机场局部采样、重构及其应用.E-mail:shuozhang@tju.edu.cn
    • 基金资助:
    • 国家自然科学基金 (No.91746107,No.61901294)

Holographic Sampling and Holographic Display of Three-Dimensional Space Information Based on Random Fields

FAN Cheng1, SONG Zhan-jie2,4, WANG Huo-gen3,4, CAI Zhi-sen1, JIANG Chao-chuan1, ZHANG Shuo5   

  1. 1. AFC Technology CO., LTD., Shenzhen, Guangdong 518104, China;
    2. School of Mathematics, Tianjin University, Tianjin 300354, China;
    3. School of Electrical and Information Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China;
    4. Institution of TV and Image Information, Tianjin University, Tianjin 300072, China;
    5. Department of Mathematics, Tianjin University of Finance and Economics, Tianjin 300222, China
  • Received:2018-11-13 Revised:2020-01-20 Online:2020-09-25 Published:2020-09-25

摘要: 虽然真彩色实时全息显示技术在近几年已经取得了阶段性的发展,如何实现符合人眼视觉条件的理想三维显示是一项具有很有挑战性的工作.本文提出了基于随机场的局部平均采样理论,并借助光子波函数的四维傅里叶变换,搭建了以体像素和空间谱为基本抽样单位的三维空间信息的全息抽样框架,并进一步通过实例将这一新的数学模型成功应用于三维空间信息的离散采样、完整恢复与全息显示.最后借助商用4K平面显示器,结合小透镜阵列和全息功能屏,成功演示了人眼可分辨的典型完美全息三维场.

关键词: 全息采样, 全息显示, 全息功能屏, 体像素, 空间谱, 随机场, 局部平均采样, 四维傅里叶变换

Abstract: Although real-time holographic display technology has been developed in recent years,how to develop an ideal 3D(three dimension) display that meets human visual condition is always a challenging task.Based on the four-dimensional Fourier transforms of the wave function of photons,a holographic sampling theory is proposed for the information of a three-dimensional space with the sampling unit by hoxel and spectrum (spatial spectrum).It is successfully applied to the practice of three dimensional information processing such as discrete acquisition,integral restoration and holographic display of a three dimensional space.Based on a commercial 4K flat-panel displayer and the microlens arrays combined with a holographic functional screen,the perfect holographic three-dimensional displays for human vision is demonstrated.

Key words: holographic sampling, holographic display, holographic functional screen, hoxel, spactrum, random field, local average sampling, four dimensional Fourier transforms

中图分类号: