全息桌台
Holo-Table


简介

  Holo-Table是一种裸眼3D成像装置。其利用了双目视差,将水平方向的高清晰度视差图片,投射到人的左、右眼里。观察者由视差图片产生景深,从而实现立体三维图像的效果,如图1所示。Holo-Table的显示效果如图2所示,属于光线再现的空间立体显示方式。



图1 双目视差原理简图

图2 Holo-Table的显示效果
基本组成

  Holo-Table主要由旋转显示部分,投影部分以及控制部分组成。
  旋转显示部分位于系统的桌面顶部,其光学结构由垂直漫射器及全息屏组成,视差图像将在这里显示出来。
  投影部分包括一个空间光调制器以及RGB三色投影光源。光学系统使用菲涅耳准直透镜搭建了一个远心系统。视差图片通过准直透镜从底部被垂直地投影在全息图屏幕上。
  控制部分可选择投影的视差图片的方向,并同步全息屏幕的角度信息和空间光调制器的投影时间。




图3 Holo-Table的基本构成
光学原理




  Holo-Table实现空间立体显示的基础是光线再现方法。运用这个方法能够用平缓动态视差创造三维图像。高密度方向性图像使用单一空间光调制器从唯一的平行光束中成像。这些高密度方向性图片,即视差图片是三维物体的正射投影。这种方法需要将这些视差图片投影到对应的方向上去,通过左图所示的平行光线。当光线角度间距变得足够小的时候,从显示器发出的光线重建了从三维物品发出的光线。
  一个简单的薄型全息光栅水平地旋转,它能改变光线的方向。出射光线发生衍射而且光线角会因为全息图的布拉格匹配而变化。通过旋转光栅,参考光线的入射角会如左图所示的那样相应地改变方向。将全息媒介当作显示屏,即为全息屏幕。这个衍射角的改变的可通过对应的垂直视角的方向来确定,全息桌子的衍射角大小为45度。根据全息屏幕的旋转角,水平视差图片能够在这个三维显示系统中被同步改变。
图4,Holo-Table的基本构成




This Page was written by Information Optics Laboratory (ryh@bit.edu.cn); at Mar. 20, 2015.