北京理工大学光电学院北京市混合现实与新型显示工程技术研究中心
- 作品数：27 被引量：85H指数：6
- 相关作者：胡翔更多>>
- 相关机构：中国科学院化学研究所清华大学机械工程学院精密仪器与机械学系清华大学医学院生物医学工程系更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：机械工程理学自动化与计算机技术医药卫生更多>>
- 多维度超表面光场调控和全息显示技术
- 2023年
- 超表面器件的亚波长单元结构能够与光产生强烈的相互作用。通过对超原子的优化设计,能够对光场的各个参量进行多维度调控,为包括全息显示在内的众多应用光学领域带来全新的解决思路与方案。针对全息显示中核心光电调制器件能力有限的问题,发挥超表面器件超强的光场控制能力,利用多维度的复用调控,实现对信息通道数量的扩展,提升显示质量与效果。随着对超表面光场调控机制与复用技术的深入研究,超表面自身与相关应用领域都得到了长足发展。本文围绕超表面进行论述,着重介绍本课题组在多维度超表面的光场调控及全息显示中的研究进展。
- 李昕李昕张晓彤杨静育郑龙昊黄玲玲王涌天
- 关键词：多维度全息显示
- 虚拟现实光学显示技术被引量：14
- 2016年
- 随着信息技术的快速发展,对高性能虚拟现实技术及虚拟现实系统的需求与日俱增,而虚拟现实设备营造高沉浸感的关键之一在于良好的显示效果.本文介绍了当今虚拟现实领域所涉及的主要显示技术,对每种技术的原理和特点进行了分析、比较和总结.特别地,对当前虚拟现实的最主流显示方式,即头盔显示器,进行了详细的分析,并通过头盔显示技术的演变阐述当前显示技术所致力解决的问题与期望达到的目标.最后对虚拟现实中显示技术的未来发展趋势进行了展望.
- 王涌天程德文许晨
- 关键词：虚拟现实光学设计体三维显示
- 相位恢复的蒙日-安培方程与迭代角谱复合型方法
- 2024年
- 融合几何光学的蒙日-安培方程方法和物理光学的迭代角谱算法,提出了一种复合型相位恢复方法。针对迭代角谱算法高度依赖初始值的问题,将蒙日-安培方程的解作为迭代初值,该初值通常比光强传输方程的解更准确。采用传统迭代角谱算法与混合输入输出算法的交替迭代策略,以避免算法过早陷入局部最优和迭代停滞。通过数值计算与仿真验证了所提复合型算法的优越性。
- 马骁陈椿元冯泽心
- 关键词：相位测量相位恢复蒙日-安培方程
- 基于高斯括号法的液体透镜调焦眼底相机光学系统设计被引量：7
- 2014年
- 提出了一种采用液体透镜(LTL)补偿人眼屈光度变化的新型眼底相机光学系统,应用高斯括号法推导了液体透镜光焦度与人眼屈光度的函数关系式,计算并搭建了包含人眼模型的眼底相机近轴光学系统。在优化过程中控制人眼瞳孔位置与液体透镜共轭并保证位于它们之间的光学系统放大率接近1,使成像光束能够通过液体透镜;光源与角膜共轭,采用环形光源结合偏振光照明,并在探测器前加入检偏器降低系统杂光。设计并研制了视场角为50°、物方工作距为40mm、总长小于220mm的便携式眼底相机光学系统,拍摄了不同屈光度状态下的模型眼在采用液体透镜和不采用液体透镜补偿的眼底图片,结果表明:通过液体透镜的电控变焦能对-10D^+10D(1D=1m-1)的人眼清晰成像。该系统结构紧凑、无机械运动部件,大幅降低了光机系统的复杂程度。
- 马晨程德文王其为许晨王涌天
- 关键词：光学设计
- 面向光束整形的自由曲面衍射光学设计方法(特邀)
- 2023年
- 光束整形技术能够实现激光光束能量分布的良好控制,在激光加工、医疗、激光核聚变等方面具有广泛的应用前景。光束整形方法主要分为几何光学方法和物理光学方法两大类,其中几何光学方法由于忽略了衍射效应,导致一些情形下的光束整形效果不够精细,但却能为物理光学方法提供良好的优化起点。结合几何光学方法和物理光学方法的复合设计方法能够设计出易于加工的自由曲面衍射光学元件,同时能抑制杂散光和散斑噪声。首先回顾了物理光学方法,然后综述了几何光学-物理光学复合设计方法的研究进展,最后对衍射光学元件设计方法的未来发展方向进行了一定的展望。
- 廖清明冯泽心
- 关键词：光束整形衍射光学元件自由曲面相位恢复
- 基于视频序列的虚拟人渲染方法
- 2015年
- 针对肢体动作有限的虚拟人仿真系统,提出了一种基于视频序列的虚拟人渲染方法。首先利用建模工具获取关键表情和口型的脸部模型,并对脸部模型进行预处理,在选取脸部模型后,采用基于模型的脸部姿态估计算法,将其叠加到包含肢体动作的图片上以生成具有新表情的图片;然后利用图像变形技术逐次生成含有虚拟表情的图像序列,并将图像序列转换为视频,通过播放视频渲染出逼真的虚拟人。实验结果表明,渲染得到的虚拟人的真实度有了明显的提高。
- 淮鸽刘越翁冬冬
- 关键词：图像变形图像序列
- 实现给定能量比离散光斑阵列的自由曲面分束器被引量：1
- 2020年
- 采用自由曲面透镜作为分束器以生成具有任意能量比的离散光斑阵列。根据能量守恒定律,将入射光束划分为一系列与光斑阵列对应的子区域。对于每个子区域,采用分离变量法计算子区域与相应光斑之间的光线映射关系,并采用最小二乘法构造遵循该映射关系的自由曲面。提供两个设计实例以检验自由曲面分束器的可行性:第一个设计可生成具有相同能量比例的高斯光斑阵列,第二个设计可产生具有预设不均匀能量比例的矩形平顶光斑阵列。仿真结果表明,考虑菲涅耳损耗后,两个设计实例的光输出比均高于89%。
- 司佳冯泽心程德文王涌天
- 关键词：光学设计分束器
- 触觉再现技术研究进展被引量：7
- 2018年
- 针对触觉再现技术面临的数据获取难、设备真实感低、应用数量少等问题,在触觉感知机理和触觉再现范式基础上,分析了现有触觉信号采集、建模、渲染等关键环节的方法和特点,归纳了典型触觉再现设备的种类和实现原理,讨论了触觉再现技术的主要应用领域.根据触觉再现技术的研究现状,提出了构建触觉感知模型、提高触觉数据特征提取与模型处理精度、开发低功耗低成本的普适性触觉系统与多通道融合的交互应用的未来发展方向.
- 赵璐刘越祃卓荦
- 基于空间部分相干光相干度分布的全息图计算方法被引量：6
- 2019年
- 在计算机全息图的计算过程中,引入的随机相位与光学重建中相干光散射会引起再现像中的散斑噪声现象,从而影响重建图像的质量。提出了一种新的基于部分相干光相干度分布的全息图计算方法,即PCL-GS算法,算法以Shell衍射定理为基础,模拟参考光源相干度对全息记录过程的影响,使模拟记录过程更接近实际状况。在重建光相干度相同的情况下,与传统GS算法重建结果相比,重建图像的峰值信噪比提升4.8%、结构相似度提升14%、散斑对比度降低4%。方法可为三维全息显示、光束整形等光调制技术提供新的理论基础。
- 段俊毅刘娟
- 关键词：部分相干光
- 面向各向异性投影幕亮度一致性校正方法的研究
- 2015年
- 为了解决多投影机拼接融合显示系统中亮度分布不均匀及不同视角下的亮度差异问题,提出了一种多视角投影-摄像机系统的非线性最优化颜色校正方法,通过在多个位置放置摄像机进行多角度的观察,并对所有观察结果进行统一的优化处理,实现在各个方向上都能够满足要求的亮度调整方案。针对重叠区域高亮现象及重叠方向和形状的任意性问题,采用双三角函数法计算得到投影机的衰减矩阵,实现亮度融合。以双通道投影系统为实验平台验证了算法的可行性和有效性。
- 周立经翁冬冬李冬赵璐康果果
