全景視場三維顯示機理及實現(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三維顯示。這是三維顯示的一個全新研究方向，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。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)有的全景視場三維顯示有柱面定向式、平面平行定向式和平面會聚定向式三種定向屏。詳細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、虛體素分辨率三個方面研究了全景視場三維顯示對一周可視視圖數(shù)要求。
　　 我們詳細討論了一種基于LED柱面屏的全景視場三維顯示系統(tǒng)。在顯示原理、圖像生成、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計、電路控制設(shè)計四個方面做了詳細的分析。全景視場三維顯示原理最主要的就是控制每個像素的發(fā)光方向和發(fā)光角度，計算出了每個視角的中心發(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°視圖的全景視場三維顯示圖像生成方法。通過最大

4、掃描角、轉(zhuǎn)速、周像素數(shù)的分析，我們設(shè)計了一組較為合理的系統(tǒng)參數(shù)，通過模擬仿真進一步驗證了設(shè)計參數(shù)的合理性。系統(tǒng)電路設(shè)計主要有高速尋址電路和同步顯示調(diào)試兩個方面技術(shù)難點。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，成功實現(xiàn)了三維場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，評價再現(xiàn)三維圖像的顯示性能將會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)計了一系列測試圖像，分別在實驗中探測各種特性的性能指標(biāo)。再現(xiàn)三維圖像的評價，不僅能給出本系統(tǒng)的顯示性能指標(biāo)，實現(xiàn)在不同三維顯示系統(tǒng)之間的比較，同時為開發(fā)新一代三維顯示器件制定了顯示性能標(biāo)準。
　　 最后詳細分析全景視場三維顯示系統(tǒng)的發(fā)展前景，通過模擬視角數(shù)對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)