裸眼立體顯示技術(shù)的研究.pdf

1、圖像顯示器是人類接受外部信息的重要手段之一。而立體顯示則能再現(xiàn)場景的三維信息，提供場景的更為全面、詳實的信息，在醫(yī)學(xué)、軍事、廣告藝術(shù)以及立體電視等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的立體圖像顯示需要佩帶諸如偏振眼鏡、互補(bǔ)色眼鏡或者液晶眼鏡之類的輔助工具，因此將人眼完全占有，人的眼睛除了觀看屏幕之外，做其他與屏幕無關(guān)的工作都十分不便。因此，佩帶眼鏡的立體顯示技術(shù)(包括立體頭盔)，盡管其立體顯示效果特別優(yōu)良，但在許多場合是不適用的?；诖?，我們研

2、究了基于柱透鏡陣列的裸眼立體顯示技術(shù)，即依據(jù)柱透鏡陣列對光線的折射作用，結(jié)合數(shù)字圖像處理技術(shù)，將包含立體信息的屏幕圖像分離成左、右兩個視像，分別提供給用戶的雙眼，經(jīng)過大腦合成，使平面圖像轉(zhuǎn)化為具有縱深感的立體圖像。裸眼立體顯示技術(shù)無需佩帶眼鏡，用戶在觀看立體顯示器的時候眼睛不受限制，是完全自由的，因此，可以同時進(jìn)行除了觀看顯示器以外的其他工作，從而具有更大的靈活性和實用性。 本文首先介紹立體視覺基礎(chǔ)知識及相關(guān)理論。裸眼立體顯示技

3、術(shù)基于人類的雙眼“視差”，即人眼睛的功能決定了立體視覺的形成。立體顯示技術(shù)是結(jié)合了人本身參與的系統(tǒng)，顯示器件其實只是完成立體視覺的部分功能，而人眼的生理功能完成剩余的工作。所以在第二章使用一定的篇幅來介紹人眼的立體視覺機(jī)制。 本文的第三章從裸眼立體顯示器的共性特點出發(fā)，結(jié)合立體顯示的幾何模型，分析了基于柱透鏡陣列的使圖像分離的幾何關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，計算了光線分離的布局特征。在亞屏幕分區(qū)和視圖分離物理特性研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步計算了

4、獨立視區(qū)的位置。在光學(xué)原理研究的結(jié)論指導(dǎo)下，初步研制出原理樣機(jī)。 本文的第四章研究了裸眼立體顯示器適用的圖像格式及其變換方法，編寫了靜態(tài)立體對轉(zhuǎn)換軟件，以典型的立體對復(fù)合圖像表示變換的效果，實驗證實了設(shè)計方法的正確性。 在上述各點中，有兩點是本文的創(chuàng)新點： 1．把裸眼立體顯示器的物理本質(zhì)概括為分離和會聚兩個過程；提出“亞屏幕”分區(qū)和虛擬屏幕的概念，這兩個概念和“獨立視區(qū)”解釋了裸眼立體顯示器的物理特性，具有指導(dǎo)意