高分辨真彩色動態全息三維顯示關鍵技術的研究

《高分辨真彩色動態全息三維顯示關鍵技術的研究》是依託北京理工大學，由王涌天擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：高分辨真彩色動態全息三維顯示關鍵技術的研究
• 依託單位：北京理工大學
• 項目負責人：王涌天
• 項目類別：重點項目

項目摘要

顯示產業是國民經濟發展的戰略型新興產業，三維顯示是近年來國際上的研究熱點，在消費電子、軍事、醫療等領域具有重要的套用前景。全息三維顯示可以提供人眼所能感知的全部深度暗示，是符合人眼觀察習慣的理想三維可視化手段。為實現高分辨真彩色動態全息三維顯示，需解決以下科學問題：複雜三維場景計算全息圖快速生成、彩色全息三維影像的噪聲干擾、光電器件空間頻寬積及解析度有限導致的視場角受限等。為此本項目將研究：1.部分相干光計算全息基本理論框架和模型；2.多GPU並行計算環境下基於視覺感知特性的高分辨動態全息圖序列的快速算法；3.動態全息三維顯示圖像解析度的制約因素及解決方法；4.真彩色三維全息實像的可視化；5.具有國際領先指標的寬視角高分辨真彩色動態全息三維顯示系統設計及樣機研製。項目的研究成果將為動態全息三維顯示的實現提供新的基礎理論和技術方法，將推動我國顯示產業的產品升級換代，具有重要的理論意義和套用。

結題摘要

本項目主要針對如下關鍵科學問題開展研究：複雜三維場景計算全息圖快速生成、彩色全息三維影像的噪聲干擾、光電器件空間頻寬積及解析度有限導致的視場角受限等。本項目已完成了如下研究內容：提出並構建了部分相干光計算全息基本理論框架和模型；提出並實現了多 GPU 並行計算環境下基於視覺感知特性的高分辨動態全息圖快速算法群；深入分析了動態全息三維顯示圖像解析度的制約因素並提出了可行性的解決方案；提出並完成了真彩色三維全息的可視化和顯示方案；研製了高分辨真彩色動態全息三維顯示系統和原理樣機一套，具體硬體系統由6 組純位相空間光調製器無縫瓦接同時4個GPU 組成並行高速運算平台，系統能夠達到Gbit/s的高速數據傳輸；三維全息顯示系統可提供60 幀/秒的幀頻，圖像尺寸為500mm×300mm×500mm；三維物體再現像的總像素數達到1.59×109，24位真彩色。在本項目資助下，項目執行期間發表了SCI檢索文章44篇（其中3篇IF＞10），包括2篇Nature子刊；授權國家發明專利17項；在國際會議上做特邀報告18次；出版專著2部。博士後出站1名，培養博士生14人、畢業7人，培養碩士生24人、畢業24人。培養學生獲國家獎學金10人次，獲北京市優秀畢業生4人次；1人次獲全國光學工程學科優秀博士學位論文提名，3人次獲北京理工大學博士優秀研究生論文，1人次獲王大珩高校學生光學獎，10人次獲北京理工大學碩士優秀論文，該部分研究內容獲國家技術發明二等獎。 總之，本項目超額完成了預期目標。