采用摄影测量方法对航天器天线面形进行在轨高精度测量，需对大视场角相机内外参数进行实时在轨标定。恒星可作为不变基准辅助在轨相机标定，但需对所拍星图中的星点进行识别得到其星点矢量信息。提出了一种针对大视场角相机所拍星图的快速识别方法：首先，结合标定结果的星图识别策略，提高匹配准确性；然后，基于四颗星星间角距的标签搜索匹配方法，将复杂度减小至线性，实现快速准确匹配；最后，基于反投误差分析的匹配检验方法，避免误识别。实测实验表明：对采集到的2000张星图进行识别，相比于传统三角形星图识别算法，所提方法兼顾了识别速度和识别率，识别率达到99.5%，识别时间减少75%，证明此方法合理有效，可节省存储空间，提高星图识别速度，提高星图识别率，具有很好的实用价值。

针对传统自由立体显示技术视点数目少和视角窄的问题,提出一种超多视点的大视角光场三维(3D)显示方法。基于集成成像全视差光场构建原理,该方法利用大节距的非连续柱透镜阵列(DLLA)以特定的水平方向角将基元图像(EI)中所有平面像素发出的光线进行水平调制,在大视角范围内构建出水平方向密集排列的超多视点。此外,对DLLA进行光学成像优化设计以抑制像差,保证高质量3D成像。在实验部分,利用分辨率为1280 pixel×720 pixel的54 inch (1 inch=2.54 cm)发光二极管(LED)显示器实现了视角为42.8°、视点数目为100的水平光场3D显示效果,且3D成像的畸变率为2.23%,呈现的3D影像具有连续的运动视差和自然的深度信息表达,这些结果验证了本文方法的优越性和可行性。

剪切散斑干涉技术是一种非接触测量物体变形缺陷的光学无损测量方法, 其通过计算物体变形前后的散斑图中的相位获取被测物的应变缺陷信息。近年来该技术在航空、航天等工业无损检测领域得到了广泛的应用。本文从系统关键技术、散斑图像处理技术两方面介绍了剪切散斑干涉技术的研究进展, 详细论述了多种剪切装置实现大视角测量、空间载波实现动态测量、多种图像处理算法的一系列剪切散斑干涉技术; 最后介绍了剪切散斑干涉技术的国内外应用进展, 展望了剪切散斑干涉技术在动态测量、光滑表面测量及定量反算形变量等方面的发展趋势。

为提高数字全息再现像视角，提出一种基于滤波成像的数字全息技术来实现大视角的三维物体面型测量.利用离轴像面数字全息技术，通过在4F相干图像处理系统的空间频谱面处放置可移动的低通滤波器，使满足CCD分辨率的物光波与参考光波干涉形成全息图，并控制低通滤波及成像区域分别记录不同谱段的子全息图.再现时，首先对子全息图进行数字傅里叶变换，重构对应频谱段，并对频谱段进行拼接形成完整的物光频谱；而后通过数字再现获得大视角的数字全息再现像.利用该方法测量了圆柱形表面(光滑的缝纫针)的三维形貌，并取得了较好的实验结果.

提出一种新的数字全息方法实现大视角彩虹全息的制作。根据两步法彩虹全息原理,用计算机制作彩虹全息图的H1,并用镜像折叠的新算法将大幅的全息图折叠成一幅较小的全息图。输出微缩后成为一个高密度的全息图。光学方法制作H2时,必须配以合适的平面镜,使再现的光波按光的可逆原理展开成原状。该种镜像折叠的方法巧妙地把计算机制全息与光学全息相结合,吸取了两者各自的优点,实现了大视角数字全息的制作。理论及实验结果表明该方法既解决了大幅度计算机制全息图的输出问题,又使相同信息量的数据容量大大减少,为计算全息图用于立体显示的研究开辟了一条新的途径。

用光纤制成的光束变换元件代替大孔径透镜和狭缝拍摄彩虹全息图.大大提高了全息图的视角.而且方法简单。介绍了用光纤光束变换器拍摄大视角彩虹全息图的原理、方法.并进行了实验验证, 得到了较为满意的效果。

本文采用普通一步彩虹全息的记录光路,多次曝光拍摄物体多个侧面的彩虹全息图,从而可以克服一步彩虹全息视场受成像透镜相对孔径限制的缺点。

本文巧妙地运用了全息图的光路可逆性,采用两面反射镜与小面积全息图相结合,制得了视场角接近180°的大视角彩虹全息图.整个过程分两步完成,无需任何特殊的光学元件.文中给出了实验结果,并进行了讨论.