三维物体计算全息图压缩及加速生成技术研究

来源 :清华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tireda
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
三维显示技术,尤其是全息三维显示技术,以其真实的立体感、身临其境般的融入感受到了极大的关注。作为传统全息术与计算机相结合的新兴技术,计算全息以其独有的灵活性、高效率、便于存储及传输等优势,受到了学界极大的重视。但由于三维物体本身包含的信息量巨大,以及在记录全息图的过程中会产生冗余信息,这些因素导致了全息图的计算过程复杂、耗时,而且所需存储空间较大,在全息图的传输和显示中引起困难。本文从理论研究、数字仿真和光学实验三方面对三维物体的计算全息动态显示及存储进行了研究,并利用并行化算法及离散余弦变换分别实现了全息图的加速生成和信息量压缩,取得了一定的成果。文章的研究内容主要由六个部分构成。首先介绍了几种常见的三维显示技术,并阐述了基于计算全息的三维显示技术在国内外的研究现状及发展方向。第二章对二维情况下全息术的原理、分类及本文用到的光学实验平台等进行了讨论和介绍,研究了Fresnel全息及层析法,并给出了数字模拟及光学再现结果。此外,全息图巨大的信息量以及零级光斑导致存储和传输过程的难度加大、造成原始像模糊。为了减小全息图存储时占用的空间以及零级亮斑的不良影响,本文在第三章中利用DCT对全息图进行去冗余和消亮斑处理,减少了64.8%的冗余信息量,缩小了计算全息图存储时需要的空间。第四章对三维物体计算全息图的生成算法进行了调研,并选择相干光追迹法(CRT)作为实现算法,分别对四个三维物体进行了全息图的记录和再现,并讨论了影响再现像位置及视角的几个因素。本文在第五章利用并行算法对计算过程进行了加速。经过理论分析发现,CRT算法具有高度的并行性,由此利用并行化算法对该过程进行加速。本文着重研究了GPUmat、GPUArray和Parfor三种并行方法。仿真结果表明,在对算法并行化后,全息图的计算过程最多能够节省97.6%的时间,速度上最快能够达到40倍的提升。本文中的数字及光学再现结果说明了基于并行化的全息图生成算法能够极大地缩短计算耗时,DCT变换能够有效去除全息图中的信息冗余。最后,在第六章中总结了本文的研究内容,并对未来的研究方向提出了一定的设想。
其他文献
植物的功能性状与水分利用效率能够对环境的变化产生响应,不同的适应对策会有不一样的功能性状以及水分利用效率。干热河谷具有的独特气候与植被类型,独特的生境条件导致这一
热轧板坯中添加硅元素,有利于热轧产品强度提升、制造成本降低,同时提高产品的塑性及韧性。但是,随着硅元素的添加,热轧高强带钢的生产过程中会出现典型的红锈表面缺陷。研究
目的:应用RNA干扰技术,通过构建针对人VCAM-1的慢病毒载体并转染人口腔鳞癌HN12细胞株,研究其对口腔鳞癌HN12细胞中VCAM-1基因表达的影响及抑制口腔鳞癌HN12细胞增殖情况,初步
目前,高血压、高血脂、高血糖的人群数量越来越多,对于“三高”治疗一般以药物为主,副作用大,蓝莓叶作为蓝莓生长过程中的产物,含有大量的多酚物质,具有降血脂、降血压等功效
站在新的历史发展起点上,审视抗战文献可顺应世界潮流、把握国内趋势。时代化视域下抗战文献具有时代所赋予的历史使命和时代发展的精神引领作用。新的历史时期研究和探讨抗
改善城市门户地区景观环境有助于树立正面的城市形象,让外来人员进入城市时能够形成正确的认知。以榆林市西门户景观设计为例,通过对现状自然生态环境、历史人文环境、现代人
将空气质量分指数(IAQI)的计算公式拆分进行理解,其实质就是两部分指数相加,一部分指数是通过各浓度值与该级别浓度段值的比算出该浓度的空气指数分担值,另一部分为起点值。
<正>广告道德是一种特殊的职业道德,从广义上说广告道德不仅仅是一般意义上的广告从业者的职业道德准则和道德规范,而且是对除广告受众以外的一切与广告活动发生关系的参与者
随着时代的发展,人们生活水平的不断提升,汽车已经逐渐成为人们日常生活当中不可缺少的一种交通工具。尤其是随着我国近年来经济实力的不断增强,越来越多的家庭都拥有了私家
文字形体讹变在上世纪三十年代已被学者注意和研究,对讹变字的研究多停留在分析讹变字的产生原因以及特征和分类等方面,而对讹变字现象所呈现的当时汉字的特征等研究较少,这