变焦纳米液晶透镜的体三维立体显示器的初步研究

三维(3D)立体显示技术已成为当今一个引人注目的前沿科技领域.本文提出研制基于电动变焦纳米液晶透镜的3D立体显示器.该变焦透镜具有50 Hz的高速响应,以达到无闪烁的显示.梯度折射率纳米聚合物分散液晶透镜通过紫外掩模制作,具有透明性好,响应速度快的优点.采用快速阴极射线管作为二维显示器.该体3D立体显示器是一个全新的3D立体显示方案,该显示器的实验工作正在进行中.     

变焦纳米液晶透镜的体三维立体显示器的初步研究

三维(3D)立体显示技术已成为当今一个引人注目的前沿科技领域.本文提出研制基于电动变焦纳米液晶透镜的3D立体显示器.该变焦透镜具有50 Hz的高速响应,以达到无闪烁的显示.梯度折射率纳米聚合物分散液晶透镜通过紫外掩模制作,具有透明性好,响应速度快的优点.采用快速阴极射线管作为二维显示器.该体3D立体显示器是一个全新的3D立体显示方案,该显示器的实验工作正在进行中.     

基于柱面光栅的液晶三维自由立体显示

根据双目视差原理和柱面光栅的分光特性研制了液晶三维自由立体显示器.该立体显示器由二维平板液晶显示器和柱面光栅有机耦合而成.采用九个视差图实现了三维静态、动态和视频的显示效果.一个19英寸的立体显示器具有相对应的平面显示器相同的亮度、对比度和色彩,其分辨率在垂直和水平方向都有合理的下降.该立体显示器的观看距离是(1000±500)mm,视角为 90°,可供多人不戴立体眼镜就能自由观看立体图像.     

3D显示器视频转换系统设计及其FPGA实现

针对SXGA(1280×1024)格式高速视频信号的传输特性,结合FPGA技术设计了适用于43cm(17in)自由立体液晶显示器的3D视频信号转换系统。以FPGA芯片作为显示控制器,采用乒乓操作的设计思想协调两组SDRAM完成不同3D模式下对视频信号的实时读写控制,从而实现多制式的立体显示。该设计方案具有不降低显示刷新率、电路结构简单、设计灵活性高的特点,只要通过适当修改代码即可应用于更大尺寸的立体显示器。对系统硬件组成及工作原理进行了分析,并着重介绍了基于乒乓操作的SDRAM控制器的设计与实现。     

3D液晶显示器

日本夏普公司今年下半年开始生产 3Ｄ(立体 )液晶显示器 ,该立体显示器与以往的3Ｄ显示器不同 ,不用戴眼镜 ,而是通过在ＴＦＴ液晶显示器上加微光学视差的液晶开关来控制左右眼镜视差 ,从而得到立体显示。该产品可根据需要显示 2Ｄ或 3Ｄ ,不仅用于ＰＣ、ＴＶ、ＡＶ、游戏机 ,也用于ＣＡＤ、医用等。立体显示器尺寸为 2 .5 4～ 6 3.5ｃｍ(1～ 2 5ｉｎ) ,其价格为显示器的 1 2～ 1 5倍。预计到 2 0 0 5年立体显示器市场为 1兆日元。3D液晶显示器     

显示器件

三星发布可量产的82in液晶显示器;宝龙国际推出全球首台3D立体显示一体机;红蝶联合盛泰、网讯推出全球首款投影手机。     

裸眼立体显示器系统结构研究

裸眼立体显示器是不需要佩带助视眼镜的立体显示设备．它使用特殊的光学元件改变显示器和人眼的成像系统。文章讨论基于狭缝背光照明的液晶立体显示器的原理及其组成结构。利用通用的TFT LCD液晶显示器作为图像显示部件，通过科学设计符合立体显示照明原理的照明板部件．与液晶盒精密装配在一起组成裸眼立体显示屏，配合电路系统和显示软件完成裸眼立体显示器的系统结构设计。     

裸眼立体显示液晶屏的光学结构及设计

裸眼立体显示液晶屏以液晶像素作为立体视图的载体，使用特殊的光学元件改变显示器和人眼的成像系统来获取立体视觉效果。狭缝背光照明的裸眼立体显示液晶屏的光学结构包括狭缝照明板、液晶盒及背光组件。设计了可以完成面光源照明和线光源照明相互转换的可控光栅，研究了一种行之有效的立体显示液晶屏的装配方法——动态装配法，利用装配组件的工作特性产生莫尔条纹，完成立体显示液晶屏的精密装配。研制的裸眼立体显示液晶屏可以方便地在2D和3D显示模式之间转换。     

基于LCD的自由立体显示技术

利用液晶显示器实现自由立体显示的办法有两种，一是采用狭缝光栅板，二是采用柱面光栅板，各类结构的立体显示器具有不同的特点。基于狭缝光栅板的立体液晶显示器有两种结构，即前置狭缝式和后置狭缝式。介绍了两种结构的差异，并简单介绍作者在立体显示技术方面的最新研究成果。     

基于狭缝光照明的3D-LCD光学结构分析

本文在分析立体视觉机理的基础上，介绍了一种以液晶显示器为基础的平板立体显示器。利用狭缝背光源照明液晶层，使得显示在液晶层的纵向条形左右图像，分别被观看者的左右眼观看到，从而形成自由立体图像。本文从光学的角度，对立体视觉机理、立体显示原理、用于液晶立体显示的狭缝背光源的光学原理作了详细分析。     

应用微柱透镜的自由立体前投影屏幕设计

介绍了应用微柱透镜阵列的自由立体前投影显示的原理。推导出确定自由立体前投影屏幕中微柱透镜参数的公式,详细给出了一种设计方法。根据此方法设计了一块采用微柱透镜阵列的自由立体前投影屏幕,在Lighttools中对采用此屏幕的投影系统进行仿真模拟,仿真结果显示有5个比较明显的视区,视区间隔比较连续。搭建屏幕和投影系统进行实验验证,实验结果与仿真结果一致,串扰度为7.9%,图像重合度为1.008,在观察面处立体效果显著。实验结果验证了应用微柱透镜阵列的自由立体前投影显示的可行性。与背投影的自由立体显示技术相比,自由立体前投影显示具有装调快、占用空间小、投影距离灵活可调的优点,将是未来大屏幕自由立体显示的一个重要发展方向。     

基于液晶偏振开关与液晶屏的三维集成成像

本文提出一种利用液晶显示屏(LCD)和液晶(LC)偏振开关组成的三维集成成像系统，并给出实验演示结果，其目的是为了增强可视性，例如集成成像的视角和图像深度。为了增大视角，使用了液晶偏振开关控制的单透镜和正交偏振片。为了增大图像的深度，采用了双折射材料或带有偏振开关的偏振选择性反射镜。由于我们提出的所有方法都不使用机械结构，因此有助于实现一个实用的基于集成成像的3D显示系统。     

基于棱镜反射光栅的低串扰自由立体投影显示方法

为解决传统柱透镜自由立体投影显示中像差和视几何引起的串扰和视点数受限问题,基于回归反射,提出了一种棱镜反射光栅自由立体投影显示方法。通过分析其3D成像的原理,对棱镜反射光栅自由立体投影显示进行仿真,发现该方法在水平视宽相同的条件下,视场照度是柱透镜光栅投影的10倍,而其串扰比是柱透镜光栅投影的1/5,且不存在次视区。制作了棱镜反射光栅屏,并搭建系统进行实验,验证了棱镜反射光栅自由立体投影显示方案的可行性。     

光栅式自由立体显示器中莫尔条纹的形成规律

建立了一套简化的分析模型,深入研究了BM(Black Matrix)的节距、观察距离、光栅倾斜角度对莫尔条纹的走向及其节距的影响,并进行了理论推导与试验验证,结果表明,该理论能有效地揭示莫尔条纹的形成机理与形成规律,为莫尔条纹问题的解决提供了必要的理论依据.     

基于Unity3D的可变视点数立体图像合成算法

针对当前自由立体3D显示器的最佳观看距离固定和无法灵活调的等问题,本文在Unity3D平台上采用Cg语言编程,提出了可变视点数立体图像合成算法。该算法根据最佳观看距离与视点数之间的关系,调整光栅截距对应的像素点,实现了通过灵活改变视点数来改变自由立体3D显示的最佳观看距离。实验结果表明,通过此算法合成的立体图像可以调整显示的最佳观看距离,并且实验测得的视点数与计算所得的视点数误差较小。图像串扰较低、合成效率高,使观看者能在不同距离都能舒适观看立体图像。     

大动态宽幅度自由立体显示背光控制系统

提出并实现一种大动态宽幅度自由立体显示背光控制系统。本系统采用LCD作为基本显示屏幕,以柱镜光栅作为指向性光学部件,以LED阵列作为可寻址背光组件,以步进电机改变栅屏距离,采用Atmega128单片机作为控制处理器,辅以高精度实时人眼跟踪模块与之通信。本系统的大动态体现在观看视角较大且连续,宽幅度体现在可同时满足多个有效观看距离。     

Autostereoscopic 3D flat panel display using an LCD-pixel-associated parallax barrier

This letter reports an autostereoscopic three-dimensional （3D） fiat panel display system employing a newly designed LCD-pixel-associated parallax barrier （LPB）. The battler＇s parameters can be conveniently determined by the LCD pixels and can help to greatly simplify the conventional design. The optical system of the proposed 3D display is built and simulated to verify the design. For further experimental demonstration, a 508-mm autostereoscopic 3D displayprototype is developed and it presents good stereoscopic images. Experimental results agree well wlth the simulation, which reveals a strong potential for 3D display applications.     

裸眼3D显示设备关键指标测试方案的研究

为了制定裸眼3D关键指标的标准化测试方案,本文根据目前主流的自由立体显示和指向性背光技术的不同显示原理及其甜点的不同排列情况,分别设计了不同的测试方法,并对其进行串扰率、亮度、对比度、色温、色域等关键指标的完整测量与评价。测试结果表明,指向性背光式裸眼3D显示器的串扰率低达2.64%,远低于柱镜式(80.91%)和液晶光栅式(3.3%)裸眼3D显示器;亮度、色域、色温等指标上,指向性背光式显示也胜于柱镜式和液晶光栅式技术;而在对比度上,柱镜式裸眼3D显示凭借较佳的亮度,取得最优秀的数值,明显强于液晶光栅式和指向性背光技术。     

Surgical navigation by autostereoscopic image overlay of integral videography

This paper describes an autostereoscopic image overlay technique that is integrated into a surgical navigation system to superimpose a real three-dimensional (3-D) image onto the patient via a half-silvered mirror. The images are created by employing a modified version of integral videography (IV), which is an animated extension of integral photography. IV records and reproduces 3-D images using a microconvex lens array and flat display; it can display geometrically accurate 3-D autostereoscopic images and reproduce motion parallax without the need for special devices. The use of semitransparent display devices makes it appear that the 3-D image is inside the patient's body. This is the first report of applying an autostereoscopic display with an image overlay system in surgical navigation. Experiments demonstrated that the fast IV rendering technique and patient-image registration method produce an average registration accuracy of 1.13 mm. Experiments using a target in phantom agar showed that the system can guide a needle toward a target with an average error of 2.6 mm. Improvement in the quality of the IV display will make this system practical and its use will increase surgical accuracy and reduce invasiveness.