積分項周期延拓快速計算大尺寸菲涅爾全息圖

姚建云，應曉霖，許富洋，吳瓊，張海花，李勇

（1 浙江師范大學信息光學研究所，浙江金華，321004）

（2 浙江省光信息檢測與顯示技術研究重點實驗室，浙江金華，321004）

0 引言

全息術由GABOR D 在1948年提出［1］，三維顯示是全息術的重要應用領域之一［2-7］。全息圖能夠同時記錄物光場的振幅和相位信息，其再現像可以提供人眼觀察所需的所有深度線索，因此全息技術被認為是理想的三維顯示技術。隨著計算機技術與電子技術的不斷發展，計算全息（Computer Generated Hologram，CGH）應運而生［8-9］。它通過計算機數值計算代替光學記錄過程來獲得全息圖，再將全息圖加載到空間光調制器或輸出到記錄介質上實現三維物體的再現。這一技術的出現使得虛實場景結合的全息圖制作成為可能，并且大大推動了動態全息三維顯示的發展。

龐大的計算量是實現高質量計算機制全息三維顯示的瓶頸之一。研究者提出了一系列的全息圖快速算法。常見的CGH 算法有點元法、面元法及層析法等等。點元法將物體分解為一系列離散發光點，每個點發出球面波。全息圖由這些球面波在全息面上疊加后的物光與參考光干涉形成。該方法適合計算復雜場景的全息圖。為提高點元法的計算速度，國內外學者提出了諸多算法，如查表法［10-13］（Look-up Table，LUT）、差分法［14］、分離變量法［15］及波前記錄面［16-17］（Wave Recording Plane，WRP）法等。面元法主要分為基于采樣的面元法［18-19］和解析面元法［20-21］。同一物體的面元數量遠小于點元數量，因此面元法計算量比點元法少，但是該方法計算紋理復雜物體的全息圖依然耗時較多。……