多屏拼接可以实现不同幅面的集成成像光场三维（3D）显示，但是3D片源生成过程十分复杂。为此，提出一个3D片源渲染平台，该平台可为多屏拼接的集成成像光场3D显示提供片源，使得再现的3D图像正确且无错位。在3D片源渲染过程中，首先计算出微图像阵列的分辨率等参数，利用开放式图形库（OpenGL）渲染出初始微图像阵列；然后，对初始微图像阵列进行拆分、投影变换及重拼接，得到用于拼接集成成像光场3D显示的微图像阵列；将3D片源渲染程序使用应用程序开发框架（Qt）封装为可视化3D片源渲染平台，该平台支持.obj和.fbx等格式的3D模型输入以及16K及以上分辨率的微图像阵列输出。实验结果表明，将3D片源渲染平台生成的微图像阵列用于双8K屏拼接的集成成像光场3D显示器上，可显示正确的3D图像。该3D片源渲染平台可满足多屏拼接的集成成像光场3D显示内容生成需求，有望在展览展示等领域得到应用。

针对光场显示中分辨率偏低的问题，提出了一种基于频域平移的仿真方法。通过搭建虚拟相机阵列对三维物体的光场信息进行采集，获得元素图像集合；在频域中通过平移，生成元素图像集合的位移信息；采用时分复用的方法，将原始的元素图像集合与频率平移后的信息进行融合，得到高分辨率光场显示结果。相较于传统方法，所提出的方法实现过程相对简单，计算速度快，并具有较高的显示质量，在光场显示仿真领域，具有较大的应用潜力。

提出了一种基于分层聚类二维视点合成的集成成像系统。在该集成成像系统中, 采用电动平移台结合单个相机的视点采集方式采集稀疏视点图像; 为提高视点采集效率, 使用基于分层聚类二维虚拟视点合成方法实现图像间的虚拟视点合成, 并利用合成的多视点图像通过像素映射得到微单元图像阵列; 利用像素映射得到微单元图像阵列, 实现计算重建过程。实验结果表明该系统不仅可以满足高效率的三维信息采集, 而且在保证合成视点质量的同时还提高了分辨率质量, 增加了集成成像应用的灵活性。

为提高计算生成集成成像实时交互显示性能和灵活性, 构建与集成成像再现系统结构一致的集成光场视见模型, 通过该模型为单元图像阵列中每个像素生成一条逆向追踪的光线, 使用光线追踪技术并行渲染光线为单元图像阵列像素着色.实验结果表明, 顶点数为565 880的点云模型、面数为977 308的含纹理网格模型在透镜数为22×13、视点数为175×175的4 K显示系统上显示帧率40 fps以上, 并实现了缩放、移动、旋转、显示微调等交互功能.该方法摆脱了虚拟相机模型, 降低了算法复杂度, 利于实现实时交互, 能够应用于基于不同分布形式透镜阵列的集成成像显示系统.

为了解决集成成像系统中立体元图像阵列存储和传输的问题, 本文提出了一种结合成像几何特征的立体元图像阵列编解码算法。首先, 根据立体元图像阵列采集过程中的相关物理参数确定不同立体元图像中同名像点的偏移量, 对立体元图像阵列中每行相邻立体元图像进行分组并确定编码顺序。然后, 确定待编码立体元图像的预测图并计算待编码立体元图像与其预测图的残差。最后, 对残差进行HEVC编码。实验结果表明, 与传统的HEVC帧内预测编码算法, 以及与将立体元图像阵列中的所有立体元图像组成一个视频序列进行HEVC编码的算法相比, 在相同比特率的情况下, 本算法解码图像的质量提高了10～25 dB, 说明本文提出的算法具有更高效的编码性能。

提出一种基于不同微透镜阵列参数的集成成像微图像阵列生成方法。在该方法的拍摄过程中, 首先通过微透镜阵列1拍摄三维场景获得微图像阵列1, 再通过一个包括虚拟显示和虚拟拍摄两个步骤的像素映射算法, 生成与微图像阵列1参数不同的微图像阵列2。在显示过程中使用的微透镜阵列2与拍摄时的微透镜阵列1具有不同的参数, 微图像阵列2通过微透镜阵列2重建出全真的3D图像, 重建的3D图像没有图像缩放和畸变。同时本文还推导了微图像阵列1、2和微透镜阵列1、2各参数应满足的数学关系。实验结果验证了理论推导的正确性。

提出了一种基于正交柱透镜光栅的计算全息三维成像方法。该方法采用CCD获取三维场景经过正交柱透镜光栅后所形成的基元图像阵列, 并采用正交投影方法对获取的基元图像阵列进行像素重组, 从而获取子图像阵列。根据透镜的傅里叶变换特性, 对每幅子图像乘以相应的倾斜因子进行积分运算得到全息面上对应点的复振幅。然后通过编码获得三维场景的傅里叶全息图。依据菲涅耳衍射理论, 在计算机中对获得的全息图进行模拟再现, 在不同再现距离上获得处于不同深度位置上的两个骰子的清晰再现, 表明该方法可实现对三维场景的计算全息成像。