基于光的波前三维重构技术是最忠实、最完美的三维显示技术，而全息术是实现波前重构三维显示最有效的手段。随着计算机和光电成像技术的飞速发展，各种新颖的全息三维显示技术相继出现，本书试图对已有全息显示理论和技术作一个总结。首先介绍与三维显示相关的一些基本问题，包括人眼的视觉特性、各类三维显示技术的基本原理、物光波传播理论及其信息量等问题；然后阐述光学全息、数字全息和彩色全息的基本原理以及各类全息三维显示的最新理论和技术；最后对全息三维显示的实用技术进行详细讨论，包括全息三维显示的颜色信息的传递与评价、全息动态三维显示以及各类全息图打印输出技术。
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序
前言
第1章人类的视觉1
1.1人眼结构与功能1
1.2人眼的光谱视效率和光度的计量4
1.3人眼的空间视觉7
1.3.1人眼横向分辨率7
1.3.2人眼的视野8
1.3.3人眼立体视觉10
1.4人眼的时间视觉11
1.5人眼的颜色视觉13
1.5.1三原色和格拉斯曼定律13
1.5.2颜色匹配和光谱刺激值15
1.6视觉恒常性18
参考文献19
第2章三维显示基本原理20
2.1人眼的立体视觉因素20
2.1.1深度感的生理学机能20
2.1.2深度感的心理学暗示21
2.2体视对三维显示24
2.3视差挡板立体显示26
2.4柱镜光栅立体显示28
2.5多视点光栅立体显示30
2.6体视对的拍摄31
2.7体三维立体显示32
2.8基于波前再现三维显示34
参考文献37
第3章物光波的传播及其信息量40
3.1物光波的传播特性40
3.1.1衍射积分40
3.1.2波前的空间频率和空间频谱42
3.1.3透镜对波前的变换45
3.2光学信息基本概念和定律49
3.2.1光场信息量定义49
3.2.2Laue-Lukosz自由度数不变定理50
3.3三维物体光场的信息量51
3.3.1物体光场在自由空间观察窗口中的自由度数51
3.3.2三维显示人眼可分辨的自由度数55
3.4全息图的信息量55
3.4.1全息图信息量的一般表达55
3.4.2全息图再现像的分离条件57
3.4.3全息图最小信息量60
3.5回转椭球波函数互强度分布及其光场信息量61
3.5.1回转椭球波函数集62
3.5.2互强度的回转椭球波函数集表示63
3.5.3光源照明条件对像面自由度的影响67
3.5.4成像光场的信息量68
参考文献68
第4章光学全息基本原理70
4.1光学全息的基本原理70
4.1.1光学全息的记录70
4.1.2光学全息再现75
4.2全息再现像分析80
4.2.1放大率80
4.2.2分辨率81
4.2.3全息再现像的色模糊和线模糊82
4.2.4全息图衍射效率85
4.3像面全息90
4.4彩虹全息91
4.4.1彩虹全息记录和再现原理91
4.4.2彩虹全息线模糊与色模糊95
4.5反射全息98
参考文献103
第5章数字全息三维显示105
5.1计算全息基本概念105
5.2计算机制全息图抽样108
5.2.1物体数据抽样108
5.2.2全息图抽样108
5.3计算机制全息图基本算法110
5.3.1迂回位相编码技术110
5.3.2修正离轴参考光全息图113
5.3.3相息图113
5.3.4纯相位全息图115
5.3.5菲涅耳计算全息图算法原理117
5.4计算彩虹全息图基本原理118
5.4.1记录平面的物光波118
5.4.2全息图的抽样121
5.4.3线全息图大小与位置123
5.5数字全息124
5.5.1数字全息的记录124
5.5.2记录器件参数对数字全息再现像的影响126
5.5.3合成孔径数字全息图130
参考文献131
第6章彩色全息三维显示134
6.1彩色全息图的记录和再现134
6.2彩色全息图再现伪像的消除140
6.2.1空间频谱分离法和彩色彩虹全息图140
6.2.2编码参考光法143
6.2.3空间取样法和彩色数字全息图144
6.2.4光谱衰减法和彩色反射全息图147
6.3单波长光学彩色彩虹全息图148
6.4单波长计算机制彩色彩虹色全息图155
6.4.1三原色物点的坐标变换155
6.4.2单波长计算彩色全息图再现和色串扰的消除156
6.4.3单波长彩色计算彩虹基元全息图大小与位置158
6.4.4单波长彩色彩虹全息计算流程159
参考文献162
第7章全息显示色度学164
7.1色度学基本原理165
7.1.1色度坐标和色度图165
7.1.21931CIE-XYZ系统166
7.1.3颜色的计算171
7.2彩色全息的三原色系统及其与CIEXYZ系统之间的关系173
7.3光学菲涅耳彩色全息显示的三原色系统178
7.4彩色彩虹全息三原色系统183
7.4.1彩虹全息再现像光谱扩展和色度坐标184
7.4.2光学彩色彩虹全息颜色系统光谱三刺激值187
7.5计算机制彩色全息三原色系统190
7.5.1计算全息物光波振幅与数字图像颜色量的关系190
7.5.2计算机制菲涅耳全息三原色系统193
7.5.3计算机制彩虹全息三原色系统194
7.6彩色反射全息图三原色系统199
7.7计算机制反射全息图三原色系统204
参考文献204
第8章彩色全息显示的颜色评价206
8.1均匀颜色空间和色差206
8.2光学彩色全息再现像的色差分析212
8.2.1光学彩色菲涅耳全息再现像颜色分析212
8.2.2光学彩色彩虹全息颜色评价217
8.3彩色计算机制全息颜色评价222
8.3.1计算机制菲涅耳全息颜色评价222
8.3.2计算机制彩虹全息颜色评价226
8.4彩色反射全息颜色评价232
参考文献234
第9章动态全息三维显示235
9.1动态全息显示信息量及其简化235
9.1.1全息图的信息压缩与简化237
9.1.2取样全息图栅栏效应的消除及垂直方向扩展241
9.2全息图的快速算法246
9.2.1查表法246
9.2.2多边形网格面元法计算全息图251
9.2.3层析法257
9.3全息影视系统259
9.3.1基于光声调制扫描全息投影显示系统260
9.3.2基于空间光调制器(SLM)全息投影显示系统261
9.3.3多个空间光调制器全息投影显示系统262
9.3.4时间复用全息投影显示系统263
9.3.5时空复用全息投影显示系统263
9.3.6基于数字全息的实时全息投影显示系统265
9.4三维物体数据获取技术266
9.4.1结构光照明三维测量原理267
9.4.2动态场景的三维信息获取270
参考文献273
第10章全息图打印机278
10.1光栅像素全息图打印系统278
10.2体视合成全息图打印系统283
10.3计算全息图打印机286
10.4全息波前打印机290
参考文献291
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