
【计】 computing holography
calculate; compute; cast; count; figure up; calculation; computation
【计】 calc; calculating; computing; tallying
【经】 calculate; calculation; computation; computing element; reckon
reckoning
【化】 holography
计算全息术(计算全息术,Computer-Generated Holography, CGH)是一种通过计算机算法生成全息图的技术,其核心原理是利用数值计算方法模拟物体光波与参考光的干涉过程,并将计算结果编码为全息图。该技术突破了传统光学全息对物理实物的依赖,可直接生成虚拟物体的三维光场信息。其英文术语"Computer-Generated Holography"由美国光学学会(OSA)于1966年首次正式定义,特指通过计算机模拟波前传播实现全息重建的方法。
从技术实现层面分析,计算全息术包含三个关键步骤:
$$
U(x,y) = mathcal{F}^{-1}left{ mathcal{F}{O(x,y)} cdot H(f_x,f_y) right}
$$
在应用领域方面,该技术已广泛应用于:
值得注意的是,中国科学院上海光机所2023年的实验表明,采用深度学习优化的CGH算法可将重建效率提升40%以上。斯坦福大学计算成像实验室最新研究则提出了基于神经辐射场(NeRF)的全息生成框架,显著改善了动态全息的视觉质量(参见Nature Communications第14卷)。
计算全息术是一种通过计算机模拟和生成全息图的技术,其核心在于利用算法替代传统全息术中物理干涉的记录过程。以下是详细解释:
计算全息术通过数学建模和计算机程序,直接生成全息图所需的干涉条纹模式,无需实际物体光波的参与。它结合了光学原理与数字计算技术,将物体的三维信息编码为数字全息图,再通过光学设备(如空间光调制器)或数字显示技术实现三维影像的再现。
对比维度 | 传统全息术 | 计算全息术 |
---|---|---|
记录方式 | 物理干涉(需实际物体和激光) | 计算机模拟干涉(无需实际物体) |
灵活性 | 受限于实验条件 | 可生成虚拟物体或复杂结构 |
应用场景 | 静态全息显示、防伪标签 | 动态全息投影、虚拟现实、光学加密 |
总结来看,计算全息术通过数字化手段扩展了全息技术的应用边界,尤其在动态显示和虚拟成像领域具有重要价值。其核心公式可简化为: $$ H(x,y) = mathcal{F}^{-1}left{ mathcal{F}{O(x,y)} cdot mathcal{F}{R(x,y)} right} $$ 其中,(O(x,y))为物光波函数,(R(x,y))为参考光波函数,(mathcal{F})表示傅里叶变换。
铋土肠变形虫属存储逻辑碘化钴迭缝带环多重反射二十六烷富马酸苄酯共轭键系焊波加工出口区降龙脑烯酸抗磨金属两相的离心增压机面斜倾喷洒器切速清廉的容差商业溶剂商用航空事业生甜味基食物论收缩裕度酸白蛋白填波发报法添煤道提桶