柱面透镜自由立体显示器的分辨率损失研究

在引入分辨率损失的概念基础上,利用光线追迹的方法,通过ASAP软件研究了柱面透镜光栅式自由立体显示器的柱镜光栅导致自由立体显示器分辨率下降的原因.分析了柱镜光栅与LCD显示器之间以不同角度装配时,柱镜光栅对显示图像在垂直和水平方向上分辨率的影响,实验和计算机模拟研究均得出两方向分辨率下降一般是不同的结论,提出了一种立体显示器分辨率损失的评定方法,将对柱镜光栅式自由立体显示器的设计有指导意义.     

柱透镜光栅自由立体显示中几何参数间关系分析

在柱透镜光栅自由立体显示技术中,能否正确匹配系统各个参数的关系,直接影响着最终观看的立体视觉效果.对柱透镜光栅立体显示的成像原理进行了研究,通过几何方法推导了柱透镜光栅显示系统各个参数之间的关系,并且采用光学软件TracePro进行验证,结果表明可以实现立体视觉,最后通过实验进一步证实了实际显示效果与软件验证结果相吻合.表明了系统之间参数设计的正确性.     

基于视差照明原理的自由立体显示几何建模

在普通液晶显示器的背光源与LCD屏之间插入一块特殊的光栅板是主流自由立体显示器基本配置,照明盒与光栅板结合构成视差照明方式实现对LCD屏的照明。视差照明的基本功能是将LCD屏奇、偶像素列所对应的图像分别送入视者的左、右眼。本文从视差照明原理出发,依据几何光学原理建立自由立体显示器配置参数(光栅板和LCD屏的结构参数以及二者的位置等参数)与立体视觉参数(视者位置、双目瞳距和立体视带等参数)之间的关系的理论模型,为立体显示器的设计及其立体视觉性能评价提供理论支持。     

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。     

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。     

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。     

基于两视点视频融合技术的裸眼3D显示的研究

提出了一种主要针对小尺寸的显示器如笔记本电脑的、两视点视频信号实时融合的系统。首先,根据显示器的架构组成及数据接口形式选用合适的芯片,包括不同格式视频信号间的转换芯片及实现视频融合的芯片。然后,根据各芯片的输入输出引脚的定义及它们的位置关系,进行各元器件的合理布局、走线。最后,结合显示屏上贴的柱镜光栅的光学参数,下载程序到转板上的各芯片中。通过验证,转板上的视频信号的处理速率可达到2.24Gbits/s。系统能够高效地实现两视点视频融合,在贴有柱镜光栅的笔记本电脑上可以看到很好的裸眼3D视频实时显示效果。     

基于DLP的自由立体显示系统构建

设计了满足大屏幕立体显示的柱透镜光栅,提出了光栅焦平面动态搜索法、投影机焦距微调法、匹配纹装配法、快速立体度测试法,实现了立体屏的快速精密装配和测试,提高了立体度并获得了超大屏幕自由立体显示模块。     

基于柱透镜光栅的合成图像生成及分辨率损失

根据柱透镜单元光传输原理,提出了一种非均匀宽度视差图条纹及其在合成图像中非均匀排列的方法,该方法可以减少立体图像串扰,增加各个视点接收到的对应视差图的信息量,使观看到的自由立体图像更加清晰。此外,置于LCD屏前的柱透镜光栅条纹方向与屏表面的坐标轴倾斜角度的改变会导致图像在竖直和水平方向分辨率的变化。与光线追迹测量分辨率损失的ASAP软件模拟法不同,本文以解析法分析了光栅条纹倾斜角度对竖直和水平方向分辨率损失的影响,计算结果对柱透镜光栅自由立体显示器的设计有一定的参考性。     

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.     

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。     

x86结构下的多视点裸眼立体显示实时合成并行算法研究

目前的柱栅式裸眼立体显示技术已经能够在UHD模式下具有良好的2D显示性能,但是随着分辨率的提高,立体显示图像的合成所需要处理的数据量急剧增加。为此,我们在x86架构运行环境下,提出了一种采用SIMD指令集来实现显示图像实时合成的算法。实验表明,相比于通用算法,该算法可大幅减少运算时间,速度提高了1个数量级以上。有效满足柱栅式立体显示系统图像的实时合成,具有一定的工程实际意义。     

雷达成像和衍射层析的内在联系梳理

从方程描述、方程求解和方程解析解三个层面,对雷达成像和衍射层析的内在联系进行了系统性梳理.首先,介绍了描述成像问题的电磁散射方程,发现描述雷达的方程是二维的面积分方程,而描述衍射层析的方程是三维的体积分方程.指出成像对象不同是导致方程不同的根源,并利用等效原理建立了两种成像间的联系.其次,指出两种成像的相同点是,对非线性的电磁散射方程的线性化近似求解.最后,指出两种成像的回波信号(在空间谱域)和成像目标(在空间域)均构成一组傅里叶变换对.给出了两种成像的解析解的统一数学模型,即成像结果可表示为观测点(散射系数或散射势)卷积点扩展函数(PSF)的形式.通过PSF对两者的成像性能进行了比较.     

TLC320AD50C与TMS320C5402的同步通信设计

介绍了一款基于∑-△技术的音频芯片TLC320AD50C在TMS320C5402系统的成功应用,实现对语音信号的无失真采样,以满足后续语音信号处理的要求。以片上标准外设McBSP串口为中介,采用软件触发方式启动二次通讯从而成功地实现了C5402对AIY30C的访问。选择合理的硬件接口方式,说明了关键参数的设置过程,并进行相应的软件编程。硬件连接简单灵活,可广泛用于语音处理各领域。     

3D电视节目的防眩晕拍摄技术研究

分析了为防止观众晕眩而在3D显示端采取的技术参数,针对显示端的参数限制,分析了摄像空间与显示空间的关系,对重点的摄像参数进行了推导,给出了为防止观众晕眩而需要采取的必要的拍摄技术步骤.     

基于单帧图像的彩色立体图像的生成

在分析柱透镜光栅立体图像制作原理的基础上,提出一种基于单帧图像的计算机辅助彩色立体图像生成方法。采用实际景物某一角度的单帧图像,自动模拟生成不同观测角的序列帧,并以此为基础进行立体图像的合成。分析了该方法的误差,提出相应的处理方案。实验表明,该方法只需原实际景物某一角度的单帧图像,在经济性和实用性上具有明显的优势。     

基于多视点立体角度模型的相关研究

多视点立体视角是FTV(Free-viewpoint TV)多视点采集/立体显示的关键因素,该文建立了多视点立体视角的数学模型。根据此模型获得了制约立体角度的相关因素,并定量模拟出用水平摄像机阵列拍摄物体时,拍摄距离与立体视角的关系;进一步根据人眼最大融合极限求出可防止产生重影、双轮廓的最大立体角与拍摄距离和观看距离之间的关系。最后导出立体角度与视点数之间的制约关系。仿真实验验证了所得结果的正确性。该文结果可为优化自由视点多视采集/立体显示系统提供理论依据。     

基于人眼跟踪的立体内容融合显示技术研究

传统自由立体显示器观看区域不连续制约了它的发展。当观看者头部移动时,会观看到严重“伪立体”。为解决这个问题,使用人眼跟踪技术配合图像融合程序调整图像模式,使得立体观看区域跟随人眼移动,达到连续、大视域的立体显示效果。基于这个方法利用OpenCV和QT构建了一个立体内容实时融合系统,实现了在立体显示器可视范围内任意位置观看立体效果,有效地解决了“伪立体”问题,并且图像模式调整的时候图像亮度变化率小于3.3%。     

面向裸眼立体电视的体视动画技术综述

随着数字电视技术的革新和立体显示技术的发展,以裸眼立体电视为载体的体视动画成为动画产业探讨的新热点。对近年来面向裸眼立体电视的体视动画技术进行了广泛研究。首先阐述了裸眼体视动画技术的意义及研究现状,介绍了裸眼体视动画技术的技术原理,重点从体视图像获取、体视图像采样合成、裸眼立体电视显示3个方面进行阐述,详细叙述了不同方面所用到的基本思想和主要方法,最后指出了裸眼体视动画技术的不足和研究方向。