[發明專利]多視角圖形輸入的三維圖形直寫方法

有效

• 申請號: 200910028296.7
• 申請日: 2009-02-06
• 公開（公告）號: CN101477326A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 陳林森;浦東林;周小紅;魏國軍;朱鵬飛;吳智華
• 申請（專利權）人: 蘇州蘇大維格光電科技股份有限公司;蘇州大學
• 主分類號: G03H1/12
• 分類號: G03H1/12;G03H1/26
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明涉及一種三維圖形制作方法，具體涉及一種適用于大幅面三維圖形 的制版，可應用于三維顯示、立體印刷和虛擬現實的多視角圖形輸入的三維圖 形的直寫方法。

背景技術

人在觀察物體時，光從物體上反射出來，形成波前(wavefront)，向空間 各個方向傳播，人眼從不同方向觀察到光的不同的波前，如果能夠將波前記錄 與重現出來，則即使物體不存在，人眼仍然可以觀察到虛擬的物體的存在。

傳統全息照相技術是一種有效的記錄光波前的方法，采用具有相干性的激 光，通過在物光基礎上，引入參考光進行干涉的方法，來同時記錄物體的強度 與位相信息，通過合適的光路設計(如彩虹全息光路)和記錄材料的選擇(如 反射全息記錄材料)，制作出來的全息圖像可在白光下再現三維圖像，觀察這 種三維圖像不需要借助任何輔助工具，有很好的視覺效果。彩虹全息和模壓復 制技術的發明，使得這種三維圖像可以大規模生產，迅速商品化，在印刷、包 裝、防偽、廣告和展示領域獲得應用。

全息照相與普通攝影最本質的不同是，前者不僅僅記錄了物體的強度(振 幅)信息，同時記錄了物體的位相信息(視角)，而普通攝影僅僅記錄了物體 的強度信息，丟失了立體信息。因此，普通攝影的圖形沒有立體感。

現有技術中的一種常用方法是兩步法制作彩虹全息圖：

附圖1是兩步法制作彩虹全息圖示意圖。圖1(a)是第一步光路，激光1 經過分束器2分成兩束光，一束光經過反射鏡3、空間濾波器4擴束，照射到 物體5上，另一束光經過反射鏡6、空間濾波器7、準直透鏡8照射到光刻膠 全息干板9上，與從物體5上反射的光形成干涉，制作一張菲涅耳離軸全息圖 H1。

圖1(b)是第二步光路。激光10經過分束器11分成兩束光，一束光經 過反射鏡12、空間濾波器13擴束、準直透鏡14，共軛照射到第一步制作的 H1上，形成物體的像15，在像15附近放置全息干板16，另一束光經過反射 鏡17、空間濾波器18、照射到全息干板16上，與像光束形成干涉，曝光處理 后形成全息圖H2。

H1的結構如圖2所示，在第一步拍攝過程中，根據所需全息圖的要求對 H1的結構進行設計，進行多次曝光記錄，形成狹縫全息圖。狹縫全息圖在x 方向的空間分布可以對圖像進行顏色設計，在y方向的分布可以對圖像進行視 角設計。若在x方向設計三條狹縫，如圖2中21、22、23所示，可以對全息 圖進行真彩色顏色設計。

狹縫的位置可以用公式xi=(sinθR-λ0λisinθP)z0]]>計算。x_i表示狹縫在H1上的 位置，θ_R表示第一步光路中參考光和H1法線的夾角，θ_p表示觀察時照明光和 全息圖法線的夾角，λ₀是記錄光波長，λ_i是對狹縫進行顏色編碼的波長，z₀是 第二步光路中H1和干板的距離。例如，干板到H1的距離為250mm，拍攝 H1的參考光角度為35度，觀察再現角度為40度，記錄波長為441.6nm，紅、 綠、藍顏色編碼波長分別取645.2nm、526.3nm、444.4nm，那么三條狹縫在 H1上的位置分別為33.4mm、8.6mm、-16.3mm，紅、藍狹縫間距49.7mm。