可環繞觀賞之傳統圓盤型複合全像片｜國立中央大學博碩士論文系統

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研究生：	林詩珩 Shi-Heing Lin
論文名稱：	可環繞觀賞之傳統圓盤型複合全像片 360° viewable traditional disk-type multiplex holography
指導教授：	鄭益祥 Yih-Shyang Cheng
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 光電科學與工程學系 Department of Optics and Photonics
畢業學年度：	92
語文別：	中文
論文頁數：	126
中文關鍵詞：	圓盤型複合全像術、影像變形修正、複合全像術
外文關鍵詞：	disk-type multiplex holography, image distortion remedy, multiplex holography
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摘要
傳統圓盤型複合全像術是由本實驗室學長蘇威宏、張瑞城於1996年提出，其拍攝方法的特性為在物光系統中加入了一圓柱透鏡，以縮小物光的曝光面積。在歷經了前後數位學長的努力後，於2002年蘇永添學長終於研究出了實用性極高的『可環繞觀賞之成像面圓盤型複合全像術』（在物光系統中並未加入圓柱透鏡來縮小曝光面積），不但能重建出漂浮於圓盤上方的立體影像，並且又能同時提供物體360°水平視角的影像給環繞於圓盤周圍的人觀賞。
本論文的目的即在於以傳統在物光系統中加入圓柱透鏡的方式來拍攝具有可環繞觀賞效果的圓盤型複合全像片。由於圓柱透鏡的像散聚焦效應，所以最後重建出來的影像會產生相當嚴重的變形。因此，我們便利用物光光路行進的特性，以逆光路的方式來推算出所需輸入的二維變形影像，來修正最後所重建之三維影像的變形，並對修正後之結果作分析，然後再由此得出更進一步的修正方法，以得到更趨近完美無變形的影像。
在論文的最後，我們也會分別對修正前及修正後和以『可環繞觀賞之成像面圓盤型複合全像術』的拍攝方式所得到的立體影像作簡單的特性分析與比較。

360° viewable disk –type multiplex holograms was at first fabricated as an image-plane hologram , which is capable of providing 3D real-images for the people viewing around the hologram disk simultaneously . We demonstrate that the traditional method ,which is adding a cylindrical lens in the optical system to reduce the area of exposure for a single hologram, could also be adopted to fabricate a disk-type multiplex hologram for 360° viewing.
Since the process utilizes the astigmatic focusing effect of the cylindrical lens, severe image distortion will present. We have found out methods based on the characteristics of the optical system to remedy the distortion of the reconstructed image and an almost distortionless image was reconstructed.
The results from both experiments and numerical simulation for the original and distortion-corrected images were compared and discussed ,and the characteristics of them were analyzed .

目次
摘要                                    i
致謝                                    ii
目錄                                    v
圖目錄                                 viii
表目錄                                  xi
第一章 導論                             1
第二章 實驗基礎                         7
2.1 圓盤型複合全像片之影像觀賞原理        7
2.2 傳統圓盤型複合全像術                 10
2.2.1 成像面在光學系統中的意義             14
2.2.2 傳統圓盤型複合全像片的重建           17
2.3 可環繞觀賞之成像面圓盤型複合全像術   19
第三章 光學系統與理論計算               23
3.1 系統架構及參數設定                   23
3.1.1 系統參數設定                        27
物光系統的參數設計                            29
參考光與重建參考光的位置設定                  32
3.2 光路追跡                             34
3.2.1 物光系統                             34
3.2.2參考光系統                           45
3.3 繞射光的計算                         46
3.3.1 底片座標與圓盤座標之間的轉換         46
3.3.2 重建光方向餘弦                       49
3.3.3 繞射物光方向餘弦的計算               50
3.4 計算兩眼視線之交會點                 52
第四章 拍攝結果與影像變形之修正         57
4.1 拍攝結果                             57
4.2 初步影像修正                         59
4.2.1 觀賞線修正法                        60
4.2.2 修正後的拍攝結果與分析               75
4.3 進一步的影像修正                     79
4.3.1 眼位修正法                          79
4.3.2 觀測圓修正法                        81
第五章 特性分析與比較                   87
5.1 影像的特性分析                       87
5.1.1 未修正前之影像分析                  87
5.1.2 觀測線法修正後之影像分析            89
5.1.2 觀測圓法修正後之影像分析            93
5.2 成像面圓盤全像術的影像特性           96
第六章 結論與未來研究方向              100
附錄一 液晶面板相應旋轉角度公式推導     103
附錄二 MATLAB程式碼                        108
參考資料                                      126

                                

參考資料
[1] D.Gabor, ”A new microscopic principle,” Nature ,161(1948) 777-778
[2] D.Gabor, ”Microscope by reconstructed wavefronts,” Proc.of the Physical Society of Americans 197(1949) 454-487
[3] E.N.Leith and J.Upatnieks, “Wavefront reconstruction with diffused illumination and three dimensional objects,” JOSA ,154(1964) 1295-1301
[4] S.A Benton, “Hologram reconstruction with extended light sources,” JOSA 59(1969) 1545
[5] D.J Debitetto, “Hologram panoramic stereograms synthesized from white-light recordings,” Appl.Opt 8(1966) 1740-1741
[6] L.Cross, “The multiple technique for cylindrical holographic stereograms,” Proc.SPIE (1977)
[7] L.Huff and R.L.Fusek, “Cylindrical holographic stereograms,” International Symposium on Display Holography 1(1981) 91-147
[8] Yih-Shyang Cheng, Wei-Hong Su and Ray-Cheng Chang, “Disk-type multiplex holography,” Appl.Opt. 38(1999) 3093-3100
[9] 陳志宏『成像面圓盤型複合全像術』(2000)
[10] 蘇永添『可環繞觀賞之成像面圓盤型複合全像術』(2002)
[11] RJ Collier, “Optical holography,” ₤8.3.2 P.204-206
[12] 郭浩然『成像面圓錐型複合全像術』(2001)

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