专利名称：一种计算全息动画的快速生成方法
技术领域：
本发明涉及利用全息技术取得光学图像的方法，具体是一种计算全息动画 的快速生成方法。
背景技术：
全息图能同时记录物光波的强度和相位信息，可以逼真地再现物体的三维 像，其应用范围覆盖了商品虚拟展示、广告、娱乐、教育及艺术等领域，显示 了巨大的市场潜力。计算全息图是一般是通过计算机计算出全息图，然后通过 绘图仪或打印机生成到透明胶片上。因此，计算全息图的产生不需要复杂而精 密的相干光设备，并且可以产生现实世界中并不存在的物体的全息图，且能非 常容易地进行参数的调整。
动画相对于静态图片具有更多的优势。虽然目前有一些技术可以产生静态 的计算全息图，但产生计算全息动画的方法报道很少。在现有的技术中，产生 计算全息动画的主要方法是，将每帧动画看作一幅静态图片，然后利用静态计 算全息图的方法来制作。静态计算全息图的生成本身需要大量计算，而每秒动
画帧的数量一般要达到15帧，因此，现有技术生成计算全息动画需要极大的计算量。
一些新技术利用计算全息图与空间光调制器的配合可以在空间显示全息 像，而不需使用全息胶片。这样，只要通过实时改变计算全息图，就可以形成 全息动画。但是，其技术瓶颈在于计算全息图的产生需要很大的计算量，因此， 使用静态的计算全息图技术连续快速地生成动画帧的方法并不可行。
发明内容
本发明在于克服现有技术的不足，提供一种方便简易、效率高、设备要求 低的计算全息动画的快速生成方法。
本发明的目的是通过以下方案实施的 一种计算全息动画的快速生成方法， 包括以下步骤
(1)输入动画序列，对第一帧的物光场进行等间距采样，进行离散傅立叶
5变换，根据公式得到变换后的全息图面光场
《Jr 二l ^少、1 "/77 /7W
w=0 w=0 乂
其中，(x，y)是物光场所在平面的坐标，f/。(x，力为物光场，(u，v)是全息图
面光场所在平面的坐标，K(pA^Av)可简记作^(/^)，为全息图面光场，j2=_l， 采样点数为A^.iV" A^和A^都取2的幂次，m、 n是物光场采样点的编号，p、 q
是全息图面光场采样点的编号，P、 q的取值范围与m、 n的范围相同；
(2) 设步骤(1)变换后的全息图面光场由多个表示单元组成，每个表示单 元上设置一个长方形作为衍射的孔径，通过公式计算每个表示单元上长方形的 相关参数，即每个长方形的高度Wy和长方形距其所在的表示单元中心的偏移量 S :
(a) 通过下列公式求得每个长方形的高度Wy: >v =-
其中，h为表示单元的高度，IXl表示求X的模，函数Max表示求最大值；
(b) 通过下式求得全息图面光场上各表示单元中长方形距其所在的表示单元
中心的偏移量S :
d =--
2;r sin 26
其中，/l为波长，函数arg表示取幅角主值，20是重构时入射光与全息面法 线间的夹角；
根据每个单元中长方形的Wy与5参数，生成计算全息图，即全息帧，经过物 光场重构产生新的动画帧；
(3) 判断是否有剩余动画帧，若没有则动画结束；有则继续计算下一帧动 画的运动参数，即该动画横向平移距离Xd与纵向平移距离yd以及该动画的旋转 角度"；
(4) 根据步骤(3)求得的下一帧动画的运动参数中的平移距离Xd与纵向平
移距离yd以及该动画的旋转角度"，判断下一帧与当前帧相比是否有变化，若
无变化则转步骤(3);若有变化，则根据步骤(3)求得的下一帧动画的运动参
数中的平移距离Xd与纵向平移距离yd判断动画是否平移，若无平移则直接进行 步骤(5)，若有平移则通过公式计算全息图面光场每个采样点的相位变化o^和
计算平移后的全息图面光场上各表示单元中长方形距其所在的表示单元中心的
偏移量J〃 根据公式计算全息图面光场每个采样点的相位变化a^:
附 W
将该相位变化反映到当前帧全息图面光场，即将^0^)在原基础上乘相位因子
根据公式计算平移后的全息图面光场上各表示单元中长方形距其所在的表示单
元中心的偏移量f: 加"。
2;r sin 2夕
'5'-义/sin2W"/2sin20 3〃 = _义/2 sin 2""义/2 sin 26> (T +义/sin 2^， < -义/2 sin
^表示动画因平移造成的表示单元中长方形的位移，^为前一帧表示单元中长方
形距其所在的表示单元中心的的偏移量，^'为当前帧表示单元中长方形距其所
在的表示单元中心的的偏移量，^是对^的修正，使其表示的相位在-" "之
间；
(5)根据步骤(3)求得的下一帧动画的运动参数中的旋转角度"，判断下 一帧与当前帧相比是否有旋转，若无旋转则直接生成计算全息图，然后经过物 光场重构产生动画帧；若有旋转则对当前帧的全息图面光场旋转"
将当前帧的全息图面光场"0^)的频谱中心从矩阵的原点移到矩阵的中心 后得到，当前帧坐标为(r,",其范围为-(/2^/^^/2-1 ，
-AV2S"iV/2-l，经旋转后，对应采样点的坐标是( ): = r x cos(a) + s x sin(") k' = —r x sin(a) + 5* x cos(")
旋转后的全息图面光场为^(/, )，对旋转后的全息图面光场采用最近邻采样方 式或双线性插值采样方式进行重新采样，设采样后的全息图面光场为^v力， 然后把KV，力的频谱中心从矩阵的中心移回到矩阵的原点，即转换成用正频率
系数表示的全息图面光场"(/^)，然后转步骤(2)。
为更好的实现本发明，步骤(5)所述通过最近邻采样方式对当前帧的全息
图面光场重新采样，具体是指
—丁f/c(腦"D，腦m/CO), - A^/2^'^7V2-1,-A^/2S" 1 ""^" = 1 0, ,〈-A^/2或/2A^/2或s'〈-iV /2或s'》iV /2
其中，函数round表示四舍五入取整。
7步骤(5)所述通过用双线性插值采样方式对当前帧的全息图面光场重新釆 样，具体是指
原图旋转后，其图上一点(r',)的数值由距其最近的四个点决定，通过符号
「1、 L」分别对^向上、下取整，就可以得到这四个具有整数坐标的点，经下
式插值得到新的全息图面光场
+- W(l/J - ^+i)"H'J)+(厂'-L,J)"' - (Wkl) 考虑到原图旋转后，其光场定义域与待求光场的定义域不一致，若 r(I/1I/J> 、 k(L,J^'1) 、 r(kl^'J) 、中任意一个不存在，则取":(w)=o 。
本发明的作用原理是 一帧全息动画的产生本质上是一个二维傅立叶变换
问题，动画的第一帧通过传统方法计算迂回相位型全息图，接下来，首先判断 下一帧动画是否发生了平移，如果发生了平移，则直接计算出全息图面光场上
相位的变化情况，并将该变化反映到下一帧的迂回相位型全息图面光场中；然
后再判断是否发生了旋转，如果发生旋转，则将当前帧全息图面光场旋转同样 角度，并按照原采样点的位置重新采样，然后将相位与模的变化反映到下一帧 的迂回相位型全息图面光场中。通过上述步骤，就可以避免每一帧动画都进行 傅立叶变换，而直接产生计算全息动画，计算量显著减少。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果
(1)节省了大量的计算时间，传统的方法是通过分别计算每一帧动画来产 生计算全息动画，这需要进行大量的傅立叶变换，非常耗时，同时也难以达到 实时显示的目的，本发明根据时域中平移和旋转动画与频域中计算全息图的内 在联系，直接根据平移和旋转参数，利用初始帧的计算全息图，直接得到其它 各帧的计算全息图，消除了计算冗余。
设物光场采样点的个数为mx"，静态计算全息图需要计算二维离散傅立叶 变换，其计算量为
复数乘法次数^(log2m")，复数加法次数mw(log2m")。
此外，需要计算全息图面光场上表示单元的参数，即长方形衍射孔径的高 度与位置，需用常量级实数乘法和加法，因此总算量为O(mw)。这样静态计算 全息图的计算复杂度为0(mwlog2^w)，这就是传统方法计算全息动画每一帧的计
算复杂度。
新方法只需要计算第一帧的傅立叶变换，其计算量为常量，第一帧的计算 量分摊到后面各帧，如果动画帧数较多，该计算量可忽略。其它各帧上的表示
8单元参数根据其前一帧的参数，利用新方法直接计算，每个表示单元用常量级 实数乘法和加法，因此每帧动画的计算量为O(mw)。
从以上分析可以看出，传统方法计算全息动画每一帧的计算复杂度为 6>(m"l0g2m")，新方法每帧动画的计算量为O(臓)。新方法的时间复杂度比传
统方法节省了一个对数量级。通过实验对比，新方法需要的计算时间比传统方法 低两个数量级，如图1所示。
(2) 实现了计算全息动画实时显示的可能，由于计算量极大的限制，目前 尚没有利用计算全息图技术连续生成动画帧实时显示的现实应用，本专利的实 施可以快速地在空间制造出动态变化的三维图像，实现真正的三维显示，效果 逼真。
(3) 硬件设备的要求低，投入少，更容易实现。如用传统方法，因为它的 计算量极大，所以需要更昂贵的专用硬件，目前的成像系统大多需要投影屏等 相关设备，在大型晚会、广场等场合需要安装固定设备，用过后一般就要拆除， 既浪费时间，又浪费人力、财力、物力；而用本发明的快速计算方法，减少了 设备投入，计算全息图配合空间光调制器就可以在空间显示全息像。
图1是本发明方法与传统方法执行时间的对比关系表示图2是入射光产生迂回相位的示意图3是全息图面光场中表示单元的结构示意图4(a)是物光场的示意图4(b)是计算全息图的示意图5(a)是平移前的原始物面光场示意图5(b)是平移前的原始计算全息图的示意图5(C)是平移后的计算全息图的示意图5(d)是平移后的物光场重构的示意图6是全息图面光场进行重新排列；
图7是全息图面光场进行旋转；
图8(a)是原始物光场的示意图8(b)是原始全息图面光场旋转0度后物光场重构的示意图； 图8(c)是原始全息图面光场旋转n /12后物光场重构的示意图； 图8 (d)是原始全息图面光场旋转^ /6后物光场重构的示意图；图8 (e)是原始全息图面光场旋转k /4后物光场重构的示意图； 图8 (f)是原始全息图面光场旋转/3后物光场重构的示意图； 图8(g)是原始全息图面光场旋转5 :i /12后物光场重构的示意图； 图8(h)是原始全息图面光场旋转K /2后物光场重构的示意图； 图9是计算全息动画产生的流程图。
具体实施例方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方 式不限于此。
本计算全息动画的快速生成方法，包括以下步骤，如图9所示
(1) 输入动画序列，对第一帧的物光场进行等间距采样，进行离散傅立叶 变换，设存在一个焦距为f的无限大透镜，物光场与全息图面光场分别位于该
透镜的前、后焦平面上，设波长为义，则全息图面光场仏(",vO和物光场C/。Ocj)间 的关系为
1 2;r 仏(","=17 J j K "力exp[—y + v;;,办
々—i 々
其中j2二-i，常量因子iM/可以舍弃，它只影响到全息像的亮度。令全息图平
面的采样间隔为(A"，Av)和物面的采样间隔为(Ax,AjO，并对物光场施加随机 相位，通过下列公式进行离散傅立叶变换得到全息图面光场
"( ， — = J] JX (wAx, "A力exp[y.2;r(， +1)] ( 1 )
其中，采样点数为A^AV A^和^都取2的幂次，m、 n是物光场采样点的
编号，P、 q是全息图面光场采样点的编号，p、 q的取值范围与m、 n的范围相 同。
(2) 如图2所示，采用迂回相位法表示计算全息图。设用一个离轴的平面
波照射全息片，入射光束的方向与全息片间的夹角为20，则照射到全息图面上
的光场分布为
t/p (x,力=exp[—y.2;n: sin 26 /义]
如图3所示，将计算全息图面光场划分为A^A^个表示单元，各表示单元在
X方向的宽度等于A/sin2^，这样，入射光在各表示单元间呈周期分布，每个单 元内部，包含了-" "的所有相位。各表示单元在y方向高度取值h没有限定， 高度值h增大，则成像的亮度增大。每个表示单元都代表一个傅立叶系数，在 表示单元上，设置一个长方形，作为衍射的孔径。
10出于迂回相位法本身的需要，长方形的宽度v^要比表示单元宽度小很多，
但是考虑到衍射效率，又不能太窄。这里选择^为
<formula>formula see original document page 11</formula>
长方形的高度Wy与傅立叶系数的模成正比，将所有傅立叶系数模的最大值
表示为M似(l " I)，则Wy由下式求出
<formula>formula see original document page 11</formula>
其中，h为表示单元的高度，IXl表示求任意复数X的模，函数Max表示求 最大值；
长方形单元距其所在的表示单元中心的偏移量S与傅立叶系数的相位成正 比，可由下式求出
2;r sin 26
其中，A为波长，函数arg表示取幅角主值；
假设物光场由一幅图像表示如图4(a)，那么经过上述步骤的计算，就可以 得到一幅由迂回相位法表示的计算全息图4(b)。
(3) 判断是否有剩余动画帧，若没有则动画结束；有则继续计算下一帧动 画的运动参数，即该动画横向平移距离Xd与纵向平移距离yd以及该动画的旋转 角度a。
(4) 根据步骤(3)求得的下一帧动画的运动参数中的平移距离xa与纵向平 移距离yd以及该动画的旋转角度"，判断下一帧与当前帧相比是否有变化，若 无变化则转步骤(3);若有变化，则根据步骤(3)求得的下一帧动画的运动参 数中的横向平移距离Xd与纵向平移距离yd判断动画是否平移，若无平移则直接 进行步骤(5)，若有平移则通过公式计算全息图面光场每个采样点的相位变化 dV和计算全息图面光场上各表示单元中长方形距其所在的表示单元中心的偏
移量5〃
原始全息图面光场^经式(1)求出，则变换后的全息图面光场《为 C7 A—) = C/ a OA"，咖)exp(-jO w )
附 "
上式说明，根据平移距离可求相位变化。相位的变化反映在表示单元中， 为长方形衍射孔径距中心的偏移量的变化。因此，需要将该相位的变化，直接 转换成长方形衍射孔径的偏移量f。这样，就不需要再次的傅立叶变换了。因动画平移造成的表示单元中长方形的位移^为
--^ (2)
2;r sin 29
将其叠加到前一帧表示单元中长方形距其所在的表示单元中心的偏移量^上，得
到当前帧表示单元中长方形的距其所在的表示单元中心的偏移量^': 5' = "^ (3)
用式(4)计算平移后的全息图面光场上各表示单元中长方形距其所在的表示单
元中心的偏移量5〃
'5'-;i/sin2W>;i/2sin2e <T =《-；i/2sin26> W"/2sin29 (4) +义/sin 2 W < -义/2 sin
r是对^的修正，使其表示的相位在-" "之间。
(5)根据步骤(3)求得的下一帧动画的运动参数中的旋转角度"，判断下 一帧与当前帧相比是否有旋转，若无旋转则直接生成计算全息图，然后经过物
光场重构产生动画帧；若有旋转则对当前帧的全息图面光场旋转"，采用最近邻
采样方式或双线性插值采样方式进行重新采样，采样后的全息图面光场为 t/:>,"，然后把^V力的频谱中心从矩阵的中心移回到矩阵的原点，然后转步骤
(2);
设动画当前帧的全息图面光场为^(A《)，若没有平移动画则为前一帧求出 的^(M",^v)，否则是步骤(3)中求出的《(M^A"。由于它们是通过离散傅立 叶变换得到的，所以^(p,《)每个值表示的是正频率系数，它们都在第一向限。
为了实施"旋转"，即绕坐标原点旋转，因此要进行重新排列。如图6，将当前 帧的全息图面光场"(P,《)的频谱中心从矩阵的原点移到矩阵的中心后得到 "c(W)，这里_( /2 " < ( /2,-/2 " < iV少/2 :
将当前帧坐标(r力旋转后，对应采样点的坐标是C): JV'=厂x cos(") + x sin(") L = —r x sin(") + s x cos(cr)
设旋转后的全息图面光场为^( )，如图7中虚线部分。因为前一帧全息 图面光场的表示是在一个横平竖直的矩形范围内，因此要在该区域内重采样， 使得到的当前帧全息图面光场形式为图7中的实线部分。在两者区域重叠的部 分，可以通过最近邻采样或双线性插值采样方式进行重采样，非重叠的部分近 似为0。
对旋转后的全息图面光场进行重采样，设采样后的全息图面光场为"V,"，
12然后把f/:(/^)的频谱中心从矩阵的中心移回到矩阵的原点，即转换成用正频率
系数表示的全息图面光场[/,Q^)。
为更好的实现本发明，步骤(5)所述通过最近邻采样方式对当前帧的全息
图面光场重新采样，具体是指
一^/c(謂"d(,'),纖"牟'))，-A^/2S"'SiV2-l,-"2"'S "2-1 "(,，""i 0, r'<—(/2或,2 A^/2或^〈一A^/2或,^A^/2
其中，函数round表示四舍五入取整。
步骤(5)所述通过用双线性插值采样方式对当前帧的全息图面光场重新采 样，具体是指
原图旋转后，其上一点(r',O的数值由距其最近的四个点决定，通过符号「 1、 L」分别对,乂向上、下取整，就可以得到这四个具有整数坐标的点。经下式插
值得到新的全息图面光场
+ (, -L,J)(k」-s' + 1)"c(「,飞l/i) + (r' - 1/J)0' - kJ)"c(「,1 jV》
考虑到原图旋转后，其光场定义域与待求光场的定义域不一致，若
r(L,J^'》、r(Ld^'l)、 r(Plkl)中任意一个不存在，则取仏>力=0。
因为物光场信号在时域内旋转角度"，则频域中的全息图面光场旋转同样角 度，因此，根据该特性，计算出动画当前帧的全息图面光场后，只需要将该全 息图面光场旋转角度a，就能得到下一帧动画的计算全息图，从而避免再次使用 傅立叶变换，极大的加快运算速度。
图5 (a)到图5 (d)显示了动画物面光场经一系列平移后得到新的全息图 面光场后的重构情况。在图5(a)中是256X256个采样点的原始物面光场，代表 动画中的当前帧，根据步骤1、步骤2中的方法可以得到图5(b)所示的计算全 息图。物光场中的文字向右移动100个采样间隔、向下移动80个采样间隔后， 形成下一帧动画的计算全息图，见图5(c)，它是由步骤4介绍的方法得到的。 利用图5 (c)的计算全息图重构物光场，可得图5 (d)所示下一帧动画。对比图5 (a) 与图5(d)可知，新方法可以有效工作。
图8(a)到图8 (h)显示了动画物面光场经一系列旋转后，通过最近邻插值 采样得到的各帧计算全息图后的重构情况。可以看到，在0 n / 2各旋转角 度间，除在区间两端具有清晰影像外，中间的各图像都有重影，其规律是随 旋转角从O开始增大，影像从单独的一个逐渐扩展出多个，并且它们之间的距 离也逐渐增大；当旋转角超过^/4后，多个影像逐渐聚拢，并在旋转角达到 兀/ 2后，合并成一个单独的像。
13上述动画效果可以在空间制造出一种变幻的效果，用于空间物品的虚拟展 示可以带来很好的视觉感受。产生这种动画的原因是，当全息图面光场旋转后 的重新采样，会造成相位的较大误差，重构后具有重影。但是，在旋转角度是 "/ 2的整数倍时，重采样点网格与原始采样点网格完全重合，因此采样误差 很小，可以得到相当精确的重构，所以是一个单独影像。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实 施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修改 主、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围 之内。
权利要求
1、一种计算全息动画的快速生成方法，包括以下步骤(1)输入动画序列，对第一帧的物光场进行等间距采样，进行离散傅立叶变换，根据公式得到变换后的全息图面光场其中，(x，y)是物光场所在平面的坐标，Uo(x，y)为物光场，(u，v)是全息图面光场所在平面的坐标，Uh(pΔu，qΔv)可简记作Uh(p，q)，为全息图面光场，j2＝-1，采样点数为Nx·Ny，Nx和Ny都取2的幂次，m、n是物光场采样点的编号，p、q是全息图面光场采样点的编号，取值范围与m、n的范围相同；(2)设步骤(1)变换后的全息图面光场由多个表示单元组成，每个表示单元上设置一个长方形作为衍射的孔径，通过公式计算每个表示单元上长方形的相关参数，即每个长方形的高度wy和长方形距其所在的表示单元中心的偏移量δ(a)通过下列公式求得每个长方形的高度其中，h为表示单元的高度，|X|表示求X的模，函数Max表示求最大值；(b)通过下列公式求得全息图面光场上各表示单元中长方形距其所在的表示单元中心的偏移量δ其中，λ为波长，函数arg表示取幅角主值，2θ是重构时入射光与全息面法线间的夹角；根据每个单元中长方形的wy与δ参数，生成计算全息图，即全息帧，经过物光场重构产生新的动画帧；(3)判断是否有剩余动画帧，若没有则动画结束；有则继续计算下一帧动画的运动参数，即该动画横向平移距离xd与纵向平移距离yd以及该动画的旋转角度α；(4)根据步骤(3)求得的下一帧动画的运动参数中的平移距离xd与纵向平移距离yd以及该动画的旋转角度α，判断下一帧动画与当前帧动画相比是否有变化，若无变化则转步骤(3)；若有变化，则根据步骤(3)求得的下一帧动画的运动参数中的平移距离xd与纵向平移距离yd判断动画是否平移，若无平移则直接进行步骤(5)，若有平移则通过公式计算全息图面光场上每个采样点的相位变化Φpq和计算平移后的全息图面光场上各表示单元中长方形距其所在的表示单元中心的偏移量δ″根据公式计算全息图面光场上每个采样点的相位变化Φpq将该相位变化反映到当前帧全息图面光场，即将Uh(p，q)在原基础上乘相位因子exp(-jΦpq)；根据公式计算平移后的全息图面光场上各表示单元中长方形距其所在的表示单元中心的偏移量δ＂δ′＝δ+δdδd表示动画因平移造成的表示单元中长方形的位移，δ为前一帧表示单元中长方形距其所在的表示单元中心的的偏移量，δ′为当前帧表示单元中长方形距其所在的表示单元中心的的偏移量，δ″是对δ′的修正，使其表示的相位在-π～π之间；(5)根据步骤(3)求得的下一帧动画的运动参数中的旋转角度α，判断下一帧动画与当前帧动画相比是否有旋转，若无旋转则直接生成计算全息图，然后经过物光场重构产生动画帧；若有旋转则对当前帧的全息图面光场旋转α将当前帧的全息图面光场Uh(p，q)的频谱中心从矩阵的原点移到矩阵的中心后得到Uc(r，s)，当前帧坐标为(r，s)，其范围为-Nx/2≤r≤Nx/2-1，-Ny/2≤s≤Ny/2-1，经旋转后，对应采样点的坐标是(r′，s′)旋转后的全息图面光场为Uc(r′，s′)，对旋转后的全息图面光场采用最近邻采样方式或双线性插值采样方式进行重新采样，设采样后的全息图面光场为然后把的频谱中心从矩阵的中心移回到矩阵的原点，即转换成用正频率系数表示的全息图面光场Uh(p，q)，然后转步骤(2)。
2、根据权利要求l中所述的一种计算全息动画的快速牛成方法，其特征在(5' —义/sin2S,5' > A/2sin261 ■ <5', — ;i/2sin26> W"/2sin26>于步骤(5)所述通过最近邻采样方式对当前帧的全息图面光场重新采样，具 体是指 p7c(腦一'),腦"離'))，-7V2^'^/2 — l广A^/2"'《A^/2 —1其中，函数round表示四舍五入取整。
3、根据权利要求1中所述的一种计算全息动画的快速生成方法，其特征在 于步骤(5)所述通过用双线性插值采样方式对当前帧的全息图面光场重新采 样，具体是指原图旋转后，其上一点C)的数值由距其最近的四个点决定，通过符号「 1、 L」分别对/,向上、下取整，就可以得到这四个具有整数坐标的点，经下式插 值得到新的全息图面光场"》,"=(k'」-厂'+- ^+(L,丄[/J)+(L,」—,+-1/J)"c (L,丄kl)+(,—L, Jxl/」一 s'+(Ml/J)+o' - 1/J)0' -1/J)R. (「,"lfvi) 考虑到原图旋转后，其光场定义域与待求光场的定义域不一致，若r(L,丄kJ) 、 r(L,丄kl) 、 r(k"lkJ) 、 r(「,1^'1)中任意一个不存在，则取仏v力=o 。/ < —/2或r' 2 /2或V < —iV少/2或s' 2 /全文摘要
本发明公开了一种计算全息动画的快速生成方法，包括以下步骤(1)通过对物光场进行等间距采样，用离散傅立叶变换得到变换后的全息图面光场，生成计算全息图；(2)判断下一帧动画是否发生了平移，如果发生了平移，则直接计算出全息图面光场上相位的变化情况，并将该变化反映到下一帧的全息图面光场中；然后再判断是否发生了旋转，如果发生旋转，则将当前帧全息图面光场旋转同样角度，并按照原采样点的位置重新采样，然后将相位与模的变化反映到下一帧的全息图面光场中，从而产生下一帧的计算全息图。本发明实现了计算全息动画实时显示的可能，消除了计算冗余，节省了大量的计算时间，而且硬件设备的要求较低，投入小，容易实现。
文档编号G06T15/70GK101452581SQ200810220610
公开日2009年6月10日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者军 李, 李艳辉, 武建华 申请人:暨南大学