全息体视图可利用光学打印、计算机生成方法获得，具有制作简单、视觉效果真实等特点，有望应用在大幅面全息显示、增强现实（AR）和虚拟现实（VR）等领域中。介绍全息体视图光学打印技术的写入方法的发展和打印装置的更新，以及计算全息体视图中计算方法的迭代和计算速度的提升，讨论了当前面临的挑战，并对全息体视图的未来发展进行了展望。

全息体视图(HS)是一种可加速计算的全息图,能够实现单色全息三维(3D)显示,将其与彩色彩虹全息相结合并实现允许多人围观的半周视彩色彩虹全息3D显示具有实际应用价值。在HS计算原理的基础上,设计单元全息图侧视角及视场角等参数,通过频域复用获得包含红色、绿色和蓝色信息的单元全息图的频谱,对频谱进行傅里叶逆变换后取实部得到该单元全息图,所有单元全息图的组合形成完整的半周视彩色彩虹HS。通过并行加速计算的方法实现分辨率为200800 pixel×200800 pixel、尺寸为64 mm×64 mm的高分辨率半周视彩色彩虹HS仅需15.15 min。采用反射照明的方式进行光学再现,实现了允许多人同时观看的清晰的彩色全息3D显示,其有望应用于3D**地图、3D沙盘等领域。

为了较好地实现全息体视图虚实场景融合的立体显示，分析了虚实场景之间存在的遮挡关系，提出一种基于实例分割与深度值判定的图像编码方法。理论分析表明，场景间的遮挡来源于特定视角下物点的不同深度信息，相机采样时只能保留近处物点的强度信息。求解采样图像的深度图，利用深度值判定的方法可以实现场景的有效融合。为进一步降低深度值求解不精确的影响，利用Mask R-CNN实例分割算法对真实场景的采样图像进行分层处理，并赋予各层伪深度值，再采用深度值判定方法实现虚实场景之间有遮挡关系的融合编码。采用基于有效视角图像分割与重组(EPISM)的方法进行全息打印光学实验，结果表明，所提出的图像编码方法可以有效实现虚实场景融合的立体显示。

合成全息体视图技术是三维显示领域的研究热点，被广泛应用于**、经济等各个行业。基于国内外合成全息体视图技术的发展现状，综述了该技术的基本写入方法、像质提升方法以及性能改善方法。介绍了基本写入方法的发展历程及研究现状，归纳了其实现方法，并对现阶段几种主要方法的综合性能进行了简要评价。围绕合成全息体视图技术的成像质量与综合性能两个方面，总结了近年来改进合成全息体视图技术的较新进展，最后得出结论并进行了展望。

为了提高由有效视角图像切片嵌合(EPISM)方法获得的全息体视图再现像的质量,分析传统EPISM方法生成合成视差图像过程中的拼接错误,提出多参考面的EPISM方法。理论分析表明三维物体与算法参考面或者光轴重合部分的合成视差图像不存在误差,距离算法参考面或者光轴越远,合成视差图像的误差越大。减小采样相机的间隔可以在一定程度上减小误差。为了进一步改善EPISM方法,将传统EPISM方法的单个算法参考面拓展成多个,对生成的多组合成视差图像进行重新组合,最终得到更小误差的合成视差图像。仿真和光学实验结果表明,使用多参考面的EPISM方法可以有效提高全息体视图的成像质量。

全息体视图技术是全息显示技术的研究热点,简要介绍了一种有效视角图像切片嵌合(EPISM)的单步全息体视图打印方法,通过单步打印可以获得凸出于全息干板的再现像,实现传统两步法的打印效果。为了实现白光再现,提高EPISM方法的实用性,分析了参考光光强对再现像亮度的影响,以及场景深度对再现像质量的影响。给出了白光再现的条件,并实现了EPISM方法全息体视图的白光再现。

基于全息单元的有效视角图像切片嵌合法是一种对两步法进行模拟的全息体视图打印方法,这种方法可以利用少量的采样图像生成具有高质量再现像的全息体视图。但由于此方法要建立精确的全息单元对应关系来获取有效视角图像切片,因此只有在满足一定位置约束条件的情形下才能使用。为解决这一问题,提出了一种针对一般情形的全息单元有效视角图像切片嵌合法,用于全息体视图打印。所提方法利用全息单元的近似对应替代全息单元的精确对应,以获取有效视角图像切片,使其适用于一般情形。经光学实验验证,所提方法同样可以利用少量的采样图像生成具有高质量再现像的全息体视图,与有效视角切片嵌合法进行比较,虽然有效视角图像切片获取的方式不同,但两种方法获得的全息体视图再现像的质量相当,而所提方法的打印效率更高,且可以对“像素对应”全息体视图进行改进。

将适用于三维场景信息非对称采集和显示的赝像-正像转换(POC)算法应用于全息体视图打印,得到了采样平面与全息图平面的距离、采样间隔与全息单元尺寸比例不同时,采样图像和合成视差图像之间的像素匹配关系。分析了曝光光学系统参数和POC算法参数对体视图再现像视场角的影响,得到了场景深度和视场角之间的制约关系。实验通过在不同场景深度下三维物体的再现,验证了POC算法对全息体视图打印的适用性以及场景深度和视场角之间制约关系的正确性。实验结果表明,当场景深度较小时,再现像重影导致分辨率降低,并从理论上分析了全息体视图重影现象产生的原因。像素级精确的视差图像避免了数据误差对体视图再现质量的影响,对提高再现像分辨率有积极意义。

简要介绍了有效视差图像分割与重组(EPISM)的单步全息体视图打印方法的基本原理,分析了EPISM方法对不同场景深度再现质量变化的影响。研究了基于EPISM方法的全息体视图视觉跳变问题产生的原因,分析了全息体视图的曲率失真问题,验证了曲率失真对全息体视图再现质量的影响。通过减小全息单元尺寸进行了实验验证,有效提高了较短深度三维场景的再现质量。

全息体视图打印技术是当下广泛应用的一种全息技术。近年来本课题组提出了一种新的对视角图像进行预处理并进行全息体视图打印的方法,称为有效视角图像切片嵌合(EPISM)法,该方法可以通过一步记录实现传统两步法的全息打印效果,具有很高的研究价值。为了在光学实验之前对EPISM法全息体视图的打印结果进行预测,提出一种EPISM法全息体视图的数值重构算法,采用该算法对EPISM法处理过的合成视角图像进行数值重构,可以在光学打印之前预先得到不同观察角度和观察位置所看到的再现图像。将数值重构图像与原始采样图像以及光学实验再现像进行比较,结果表明:该算法可以较好地对EPISM法全息体视图打印的光学实验结果进行模拟。