Color transmission analysis of color computer-generated holography

Abstract

A color transmission approach between a computer display and a color computer-generated holography (CCGH) colorimetric system is proposed based on color matching theory. Firstly, the conversion between color quantities of a computer display and a CCGH colorimetric system is discussed based on color matching theory. Secondly, the isochromatic transfer relationship of color quantity and amplitude of the object light field is proposed. Thirdly, the color object light field was encoded into a hologram, and then the hologram was reconstructed numerically. The simulation results demonstrate that our novel approach is feasible.

Large scale and high resolution computer generated synthetic color rainbow hologram

“…The color rainbow hologram is a promising holographic display method for more flexible reconstruction with white light [15][16][17][18]. Numerous interesting methods have been proposed to achieve a color rainbow hologram.…”

“…Numerous interesting methods have been proposed to achieve a color rainbow hologram. Among them, we have proposed a method for fusion of three-dimensional coordinates and color information into one dimension to achieve faster computation of a rainbow hologram [16] and use of color transmission analysis of the hologram to produce a 3D hologram with better color quality [17]. A relatively high resolution computer generated color rainbow hologram with a resolution of 20 026×17 356 was realized for the display of a color 3D portrait of a real woman [16].…”

“…On the other hand, other more hardware based methods used to produce high resolution holograms often involve the use of expensive output hardware such as electron beam writing [25], wave-front printing [26], and the projection exposure method [16,17,27]. Among those methods, electron beam writing for high resolution hologram printing is time consuming and very expensive.…”

Color evaluation of computer-generated color rainbow holography

“…Computer-generated color rainbow holography (CGCRH) is a practical holographic imaging technique with a flexible wavefront reconstruction ability, which can easily fabricate holograms of real objects and virtual objects [1][2][3][4]. For practical color computer-generated holography (CCGH), one of the goals is to obtain a holographic image in true color as close as possible to a color object on a computer monitor (CRT or LCD) [5][6][7][8][9]. It is well known that the color of CGCRH is always from a digital color image, which can be taken from virtual 3D modeling or real object capturing.…”

Survey on Methods and Systems of Color Holographic Display

“…。光全息术诞生于 1948 年， 主要分为波阵面记录与重现是两个独立过程 [4] 。徐大雄 [5][6] 在激光全息方面开 展了诸多开创性的工作， 提出和研制了多种高衍射效率、 高分辨率全息新记录介质。尽管光全息术能够提供 逼真的彩色 3D 体验， 但是无法满足动态、 实时的需求。1993 年， 美国麻省理工学院(MIT)媒体实验室摒弃了机 械地模拟光全息物理过程的做法， 根据全息图重构时衍射成像的要求来计算全息图， 并且用动态空间光调制 器(SLM)-声光调制器(AOM)实现了世界上第一台视频全息显示系统， 实现了小尺寸彩色 3D 物体的显示 [7] 。 由此， 全息术由胶片时代发展到数字时代。因为视频全息显示技术在动态、 实时显示方面具有巨大的优势， 所 以国内外的众多研究者对视频全息显示的理论、 算法和系统实现进行了大量的相关论证研究 [8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18] 。 人可以辨别几千种颜色色调和亮度， 相比之下只能辨别几十种灰度层次， 因此， 颜色是信息描述的一种 重 要 载 体 。 彩 色 全 息 显 示 作 为 一 种 近 乎 完 美 的 成 像 技 术 ， 其 重 构 的 景 象 几 乎 与 原 始 的 景 物 一 样 ， 人 眼 分 辨 不 出 有 什 么 区 别 。 然 而 ， 彩 色 的 匹 配 记 录 和 显 示 对 所 有 的 媒 体 都 是 一 个 挑 战 ， 而 全 息 术 比 大 多 数 其 它 媒 体 还要困难。因此， 彩色全息显示的实现方法是视频全息显示的一个重要研究目标。彩色全息显示需要解决 [19][20][21][22] [23] [24][25][26] 。 数 字 记 录 得 到 全 息 图 的 方 法 具 有实时测量的潜力， 在许多情况下具有优势， 因此数字全息术成为一个备受关注的研究课题， 诸多学者开展 了光学系统、 减少散斑噪声以及波前重构算法等方面的研究 [27][28][29][30][31] 。需要指出的是， 数字全息术的最大局限在 于 CCD (或 CMOS)的分辨率是有限的， 而且该类电子装置记录的是正实数的 2D 阵列， 而光波场是由复值表 示的 3D 场。 计算机产生全息图(CGH)最早由 Lohmann 等 [32] 提出。他们引入了一种纯数字实现的全息图方法并称 [33] [34] 。CGH 作为复波场的一种 数值表示方法发展到今天可以实现相当广泛的波阵面变换。例如， 根据传播域可以分为菲涅耳和傅里叶型 等； 根据透射约束， 有灰度值、 二值、 相位和振幅型等； 同时， 根据记录的手段， 它们也可以分为基于点像素或 基于单元的全息图。CGH 的研究热点在于如何在保证重构质量的情况下减少运算量 、 提高计算速度， 目前 已经从算法改进、 优化以及硬件提升等方面开展了很多相应的研究 [35][36][37][38][39][40][41] 。近期， Tsang 等 [39] 提出了一种基于 插值波前记录平面技术...…”