Počítačem generovaná obrazová holografie

Abstract

Holografie je speciální zobrazovací metoda umožňující záznam vysoce realistického 3-D obrazu. Navíc má nespočet technických aplikací, například v mikroskopii nebo nedestruktivním testování.

Holografie je dvoustupňovým procesem. Skládá se ze záznamu hologramu a jeho rekonstrukce. Digitální holografie usiluje o využití digitálních prostředků, jako jsou elektronické obrazové snímače nebo počítače, v jednom kroku nebo v obou krocích. Počítačem generovaná obrazová holografie je odvětvím digitální holografie. Jejím cílem je tvorba digitálního hologramu syntetické scény výpočetními prostředky. Může být chápána jako rozšíření počítačové grafiky, která ze syntetické scény tvoří digitální obraz.

Tato práce pojednává o jednom z nejdůležitějších problémů digitální holografie, o výpočtu šíření koherentního světla volným prostorem. Konkrétně analyzuje dvě široce používané metody výpočtu šíření světla mezi dvěma rovnoběžnými rovinami - konvoluční metodu a metodu rozkladu do úhlového spektra. Nejdůležitější část práce analyzuje jejich korektní diskretizaci. Navíc důkladně analyzuje konvoluční metodu, ukazuje její omezení a navrhuje způsoby, jak se jim vyhnout.

Práce také pojednává o vlivu zaokrouhlovacích chyb při výpočtu šíření světla. Dále navrhuje metodu založenou na vyhledávacích tabulkách, která urychluje výpočet šíření světla mezi rovnoběžnými rovinami nebo mezi množinou bodových zdrojů světla a rovinou. Tato metoda navíc značně omezuje diskutovaný vliv zaokrouhlovacích chyb. Metoda najde využití především v počítačem generované obrazové holografii.