全息立体显示视角增强方法研究

介绍了全息立体成像的工作原理,通过与其他立体成像技术比较,说明全息立体显示能形成真三维再现像,具有可以提供全部物理景深的优势。从改善全息立体像观察视角出发,阐述了4种增强视角的方法,介绍了这些方法的原理,并对这些方法做了比较分析。     

集成成像立体显示技术研究进展

集成成像立体显示是一种水平和垂直方向同时具有运动视差的真三维立体显示技术。本文概述了集成成像立体显示在显示三维图像时存在的景深范围小,视角范围窄,赝像等问题,介绍了提升景深范围、扩大视角、消除赝像的技术方法。介绍了利用子图像阵列进行计算机三维虚拟重建的最新研究进展。通过研究指出,具有二维和三维显示模式转换功能的集成成像立体显示技术是超薄型真三维立体显示器的重要发展方向。     

多平面真三维全息显示

提出了一种多平面迭代算法,通过计算多个平面之间光波的前向和后向传播得到全息面的相位分布的恢复,并且用各个平面上的目标图像的振幅来限定传播过程中的光强。该方法将三维的光场分布离散化为相干光在多个二维平行平面上的同时调制,大幅减少了全息计算量。利用纯相位空间光调制器加载计算全息图,在三个屏幕上依次得到三个不同景深的图像,对于人眼调焦过程进行了模拟,实现了多平面真三维显示。系统简单,对于运算处理与显示器件的要求不高,易于实现。     

多屏幕三维体显示技术

现如今随着科技的进步,显示技术已不仅仅局限于二维的平面中,各种三维的显示技术层出不穷。本项目对基于多块PDLC(聚合物掺杂液晶[1])屏幕的立体显示技术进行了研究,利用了PDLC屏幕的开关特性,采用多屏幕分时显示,同步的全息投影的方法,显示出三维的图像。实验中分析了PDLC屏幕的响应特性,设计了屏幕的驱动电路的硬件、时序和波形,探讨了基于Opencv的景深提取算法。最后获得了有一定景深的三维图像。     

真三维立体显示技术中体扫描技术的图像引擎研究

真三维立体显示技术是近年来新兴的三维显示技术。在三维立体空间对物体成像,突破了平面显示的禁锢。立体显示技术使用了很多方法,如静态体成像技术和体扫描技术。本文研究了用于显示动态体的体扫描技术的图像引擎的一些特性,使用一个基本的配备了无源发射表面的平移运动的体扫描系统的图像引擎。详细研究了坐标系统的转换,处理图像数据的过程,体素排序等。为真三维立体显示技术的进一步研究提供了必要的理论基础和重要的技术方法。     

基于达芬奇技术的三维全息显示系统研究

由于人们对立体图像的视觉需求越来越强烈,提出了一种基于达芬奇技术的三维全息显示系统的研究方案,利用达芬奇处理器TMS320DM6446及其他外围电路和光电设备构建一个嵌入式系统。该系统以嵌入式操作系统即Linux为软件平台,充分利用TMS320DM6446丰富的外设和存储接口并充分发挥ARM926EJ-S强大的控制功能和C64x＋DSP强大的数值计算能力。并将最后的三维立体显示图形显示到液晶显示器上,实现数字全息三维显示。结果显示一个原始的图像数据经过该系统处理之后,从各个角度很完美的展现了原来的实物,该研究为图像的三维全息显示提供了一个很好的嵌入式实验平台,具有很好的应用前景及创新价值。     

关于立体视觉与真三维立体显示技术

真三维立体显示技术是近年来新兴的三维显示技术,文章从人的视觉生理学角度介绍立体显示的相关原理,阐述真三维立体显示的相关概念。然后将目前的立体显示器进行分类,着重介绍目前现有的真三维立体显示以及其最新的技术发展情况。最后,通过比较这几种最新技术的优劣和应用领域,展望了自主开发真三维显示技术的可能性。     

真三维立体显示静态成像技术研究

简述了二维立体显示的现状,分析了真三维立体显示静态成像技术的基本原理和成像空间材料选取的依据,给出了真三维立体显示系统的控制模型,最后以人体心脏为例实现了真三维立体显示静态成像的模拟,并列举了它在各领域中的应用。     

固态体积式真三维立体显示效果优化

为了优化固态体积式真三维的立体成像效果,显示出更加逼真的立体图像,对编码图像的灰度级和成像显示体的对比度进行了研究。论文从固态体积式真三维立体显示器成像原理出发,介绍了固态体积式真三维的电路系统、光学投影系统和成像显示体,在分析和研究影响立体显示效果的主要因素后提出了两种改进的方法。一种方法是通过降低图像刷新频率,提高编码图像数据位数,从而提高像素灰度等级,另一种方法是改变液晶光阀的盒厚,以此增强显示体的对比度。在真三维样机上,成功实现了32级灰度,将颜色种类从4 096种提升至32 768种,对比度相比原样机提高了1.2倍,主观感受到更加丰富的图像细节和色彩。优化效果明显,可以显示出细节更加清晰、颜色更加丰富和效果更加真实的三维立体图像。     

基于手势和真三维显示的交互作用初步构想

立体显示为三维交互和视觉显示提供了机会和挑战。本文通过叙述三维显示物体之间相互的操作技术来介绍这一领域。通过在半球形的封闭空间中的手指运动追踪为直接手势和实质物体的交互作用提供模拟。包括一个360°全视角的三维显示特性,同样包括实际精确的感觉,真三维场景中的实际景深信息。     

真三维活动视频数据的优化研究

提出了一种基于点阵的真三维视频显示技术,该系统利用LED为单元节点组成三维空间阵列,用于显示真三维活动影像。由于数据量巨大,为了加快处理速度,利用CUDA编程模型对计算过程进行优化,把处理过程中可以并行计算的部分交由GPU执行。先把要处理的视频数据传到内存中,由CPU进行一些预处理,然后传到显存,由GPU对视频运动过程等进行处理,处理完后再传到内存,由CPU进行一些后续处理,最终把处理后的数据传出加以显示或存储。通过比较仅由CPU处理与用GPU优化后的计算时间,发现优化后计算速度比优化前快了几十到几百倍,而且数据量越大,优化效果越好,核心多的GPU所得到的加速比大,最后在实验部分给出了用OpenGL仿真的结果。     

The display of three-dimensional video images

Three-dimensional images can be pixellated in three distinct ways: volumetric, holographic, and autostereoscopic. The latter excels if images of opaque objects are to be displayed with wide fields of view, and the quality of view-sequential displays with 1° per view now appears adequate for general applications. Although in principle autostereoscopic pixellation gives a true three-dimensional image, 1/10° per view is needed to avoid flaws in a typical display. This approximately equals the diffraction limit, and the information content is no less than that of a hologram. A hybrid of holographic views and view-sequential multiplexing promises images with the field of view of autostereoscopic images but the significantly greater resolution and depth of holograms. Light valves and high-frame-rate arrays already have the space-bandwidth product needed to display such images, and further advances in photonic switches and gigahertz telecommunications look set to promote the display of such high-quality three-dimensional video images     

一种用于固态体积式真三维显示的片源编码的改进方法

随着固态体积式真三维显示技术的快速发展,人们对该技术显示片源的要求不断提高,本文提出了一种用于固态体积式真三维显示的片源编码的改进方法。该方法对具有景深的虚拟场景提供3种处理模式:模式一,直接对RGB值和深度值进行编码、传输、解码;模式二,将RGB值转换成YUV值,再对YUV值和深度值进行编码、传输、解码;模式三,将RGB值转换成YUV值,对YUV值和深度值进行编码,再将编码后的YUV值转换成RGB值,对RGB值传输、解码。分别对这3种处理模式在工程样机上进行立体显示效果测试和编码效率的对比测试。实验证明:3种模式都能够达到立体显示要求,模式二和模式三生成的立体图像更逼真细致,模式二和模式三的编码效率比模式一的提高了至少3倍。该改进方法使生成的片源更具有灵活性和普适性,对YUV信号进行编码能够更贴合人眼对亮度的敏感度、使立体显示中的颜色信号更加充裕。     

Three-Dimensional Image Sensing, Visualization, and Processing Using Integral Imaging

Three dimensional (3-D) imaging and display have been subjects of much research due to their diverse benefits and applications. However, due to the necessity to capture, record, process, and display an enormous amount of optical data for producing high-quality 3-D images, the developed 3-D imaging techniques were forced to compromise their performances (e.g., gave up the continuous parallax, restricting to a fixed viewing point) or to use special devices and technology (such as coherent illuminations, special spectacles) which is inconvenient for most practical implementation. Today's rapid progress of digital capture and display technology opened the possibility to proceed toward noncompromising, easy-to-use 3-D imaging techniques. This technology progress prompted the revival of the integral imaging (II)technique based on a technique proposed almost one century ago. II is a type of multiview 3-D imaging system that uses an array of diffractive or refractive elements to capture the 3-D optical data. It has attracted great attention recently, since it produces autostereoscopic images without special illumination requirements. However, with a conventional II system it is not possible to produce 3-D images that have both high resolution, large depth-of-field, and large viewing angle. This paper provides an overview of the approaches and techniques developed during the last decade to overcome these limitations. By combining these techniques with upcoming technology it is to be expected that II-based 3-D imaging systems will reach practical applicability in various fields.     

关于聚焦诱导立体显示器的研究

传统的立体显示是通过聚焦诱导,进行深度视觉模糊调节,从而达到立体视觉效果。现在,科研人员开发了一种新型技术——聚焦修正。通过这项技术,将聚焦诱导和深度视觉模仿同步进行,可以使立体景象显示更加快速、准确,同时减轻观看者的视觉疲劳度。     

Progress in 3-D Multiperspective Display by Integral Imaging

Three-dimensional (3-D) imaging techniques have the potential to establish a future mass-market in the fields of entertainment and communications. Integral imaging (InI), which can capture and display true 3-D color images, has been seen as the right technology for 3-D viewing for audiences of more than one person. Due to the advanced degree of its development, InI technology could be ready for massive commercialization in the coming years. This development is the result of a strong research effort performed over the past few years. In this sense, this paper is devoted to reviewing some recent advances in InI, which have allowed improvement in the response of InI systems to the problems of the limited depth of field, poor axial and lateral resolution, pseudoscopic-to-orthoscopic conversion, production of 3-D images with continuous relief, or the limited range of viewing angles of InI monitors.      

在Windows系统中实现视频图像的高速显示

介绍了Windows系统中GDI、DrawDib函数集、DirectDraw三种图像显示技术的特点和相互关系，研究了三种图像显示技术的执行效率，讨论了三种技术在视频显示中的应用，最后给出了DirectDraw技术实现YUV图像显示的具体方法。     

激光共焦扫描显微镜中基于体绘制技术的三维重构

激光共焦扫描显微镜(LCSM)是一种典型的高新技术光电仪器，利用其采集的序列二维断层图像重构三维图形是LCSM系统的重要组成部分。本文研究了典型的体绘制方法并根据LCSM系统采集到的图像特点提出了适用于LCSM系统三维重构方法。