基於二值脈衝寬度調製的灰度顯示，讓兔子的三維影像更逼真了

日本高知大學的Naoki Takada教授與千葉大學的Tomoyoshi Ito教授組成的合作團隊提出一種使用二進製加權計算全息圖的灰度表示方法。通過二進製的脈寬調製技術控製圖像顯示在數字微鏡器件上，該方法可以實現對於具有灰度特征的三維重建圖像的光強的輕鬆控製。

通過計算機處理從三維物體出射的光信號得到全息幹涉圖樣，計算全息技術能夠直接記錄並忠實地重建三維圖像。基於計算全息圖的電子全息技術有望實現高端的3D電視。

當下，用戶對影像質量的要求越來越嚴苛。為滿足其對色彩生動的需求，發展灰度表示方法實現三維重建圖像的多彩顯示對於彩色電子全息技術是至關重要的。目前，通過采用基於多位平麵的時分複用技術，三維重建圖像的灰度可以通過控製參考光的強度或顯示時間來實現。鑒於數字微鏡器件可被用作高速空間光調製器，並可實現3D電影的高速回放，開展使用數字微鏡器件來構建電子全息技術灰度方法的研究，對於實現高端3D電視非常重要。

來自日本高知大學的Naoki Takada教授與來自千葉大學的Tomoyoshi Ito教授組成的合作團隊提出了一種使用二進製加權計算全息圖的灰度表示方法，這一方法是通過二進製的脈寬調製技術控製圖像顯示在數字微鏡器件上。

圖1 利用灰度表示方法重建的三維圖像。該方法可以在不調整參考光強度的情況下實現對於具有灰度特征的三維重建圖像光強的輕鬆控製。

該方法可以實現對於具有灰度特征的三維重建圖像的光強的輕鬆控製，而不改變參考光的強度。相關研究成果發表在Chinese Optics Letters 2017年第6期上(Masato Fujiwara, et al., Gradation representation method using a binary-weighted computer-generated hologram based on pulse-width modulation)。

該方法采用包含二進製加權電子計算全息圖（基於二進製脈寬調製）的多位平麵。在這一方案中，二進製加權電子計算全息圖是通過將傳統使用黑白二色的二進製電子計算全息圖中的白色調整成灰色來產生的。重建物點的光強可以通過改變二進製加權電子計算全息圖的灰度來加以控製。根據三維物體上物點的灰度程度，可將其分配給多位平麵。這些位平麵以時分複用方式依次顯示。藉此，便實現了三維重建物體的灰度表示。

Naoki Takada教授表示，這一成果對於利用彩色電子全息技術來實現高端3D電視是不可或缺的。下一步工作將集中於利用該方法以多色彩方式呈現3維重建物體，並將之應用到實時的有色電子全息技術中去。

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