全景視場(chǎng)三維顯示機(jī)理及實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究.pdf

1、多視圖三維顯示技術(shù)是目前研究最為熱門的三維顯示技術(shù)。隨著多視圖三維顯示技術(shù)的發(fā)展，人們提出了一種可周視的全景視場(chǎng)三維顯示。這是三維顯示的一個(gè)全新研究方向，它在水平方向具有眾多視角數(shù)，可以覆蓋三維圖像水平方向360°的視場(chǎng)。與體三維顯示相比，它具有很好的視覺遮擋效果，是一種更符合人們視覺習(xí)慣的三維顯示技術(shù)。
　　 本文從現(xiàn)有全景視場(chǎng)三維顯示系統(tǒng)出發(fā)，提出了基于柱體圖像空間的全景視場(chǎng)三維顯示原理，該理論指出了各種具有水平視差的全景視

2、場(chǎng)三維顯示系統(tǒng)顯示的圖像空間為柱體圖像空間，其空間的大小由最邊緣顯示像素位置和最大掃描角決定?，F(xiàn)有的全景視場(chǎng)三維顯示有柱面定向式、平面平行定向式和平面會(huì)聚定向式三種定向屏。詳細(xì)分析了三種定向屏的發(fā)光特性和顯示原理。通過投影視圖與顯示像素映射關(guān)系的研究，對(duì)顯示圖像畸變矯正和圖像生成方法的研究起到了指導(dǎo)作用，同時(shí)有利于理解三維圖像在不同深度平面上不同體空間分辨率的分布。我們研究了三種定向屏的柱體圖像空間內(nèi)的虛體素空間分布，從雙眼的體視條件、

3、投影視圖分辨率、虛體素分辨率三個(gè)方面研究了全景視場(chǎng)三維顯示對(duì)一周可視視圖數(shù)要求。
　　 我們?cè)敿?xì)討論了一種基于LED柱面屏的全景視場(chǎng)三維顯示系統(tǒng)。在顯示原理、圖像生成、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)、電路控制設(shè)計(jì)四個(gè)方面做了詳細(xì)的分析。全景視場(chǎng)三維顯示原理最主要的就是控制每個(gè)像素的發(fā)光方向和發(fā)光角度，計(jì)算出了每個(gè)視角的中心發(fā)光方向和發(fā)光角度，推導(dǎo)出了可見視圖對(duì)應(yīng)顯示像素的視角分布。提出了一種基于360°視圖的全景視場(chǎng)三維顯示圖像生成方法。通過最大

4、掃描角、轉(zhuǎn)速、周像素?cái)?shù)的分析，我們?cè)O(shè)計(jì)了一組較為合理的系統(tǒng)參數(shù)，通過模擬仿真進(jìn)一步驗(yàn)證了設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性。系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)主要有高速尋址電路和同步顯示調(diào)試兩個(gè)方面技術(shù)難點(diǎn)。在同步顯示調(diào)試方面，由于LED顯示板的不均勻分布和狹縫光柵的不均勻周期，我們提出了像素同步和視角同步兩步調(diào)試方法。通過這兩種方法的調(diào)試，成功實(shí)現(xiàn)了三維場(chǎng)景的彩色三維圖像顯示。
　　 隨著三維顯示技術(shù)研究的繼續(xù)深入，評(píng)價(jià)再現(xiàn)三維圖像的顯示性能將會(huì)成為人們下一步研究的

5、主題。我們主要研究了顯示圖像的幾何特性、亮度特性、色度特性、空間特性。設(shè)計(jì)了一系列測(cè)試圖像，分別在實(shí)驗(yàn)中探測(cè)各種特性的性能指標(biāo)。再現(xiàn)三維圖像的評(píng)價(jià)，不僅能給出本系統(tǒng)的顯示性能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)在不同三維顯示系統(tǒng)之間的比較，同時(shí)為開發(fā)新一代三維顯示器件制定了顯示性能標(biāo)準(zhǔn)。
　　 最后詳細(xì)分析全景視場(chǎng)三維顯示系統(tǒng)的發(fā)展前景，通過模擬視角數(shù)對(duì)三維圖像體空間分辨率的影響，和根據(jù)LED的顯示頻率、海量數(shù)據(jù)的傳輸、LED陣列的排布密度等三方面的技術(shù)