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。     

光栅式自由立体显示技术的研究与分析

近年来在三维立体显示技术中,我们正经历着从眼镜式三维显示到自由式三维图像显示的跨越。本文通过分析人的立体视觉,阐述了基于双目视差原理实现左右眼视频图像分离的光栅式自由立体显示技术的具体工作原理及分析。     

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。     

基于柱镜板的LCD自由立体显示

文章主要研究了基于柱镜板的LCD自由立体显示系统的工作原理。首先阐释了立体显示的基本原理,并对柱镜板光栅的成像特性进行了简要分析,然后结合LCD本身的物理特性,对利用柱镜板光栅实现自由立体显示的LCD显示系统中几个基本参数及其约束关系进行了研究。最后明确给出了柱镜板物理参数与立体合成图像之间的关系,以及柱镜板自身物理参数应满足的条件。     

跟踪式自由立体显示中一种降低串扰的显示方法

针对传统光栅式自由立体显示中立体图像出现的串扰甚至左右眼图像反转问题,在单用户的自由立体显示方式基础上,提出了移动图像子像素以跟踪头部运动的左右眼视差的三维图像显示方法,通过跟踪人眼位置,相应地移动图像的RGB子像素,实现视点物理位置的相对改变,从而修正头部移动过程中左右眼图像之间的关系。基于狭缝光栅式自由立体显示器的工作原理,根据其双目显示与串扰参数的计算公式,通过Matlab计算,导出了新旧两种方法在最佳观看距离处的串扰分布的表达式。Tracepro仿真验证结果表明,基于本文提出的方法能够校正视点位置而跟踪正确的左右眼图像,实现头部移动过程中减小甚至消除串扰的目的。     

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.     

视差自由立体显示中莫尔条纹消除的研究进展

视差自由立体显示中视差生成元件参数的不合理设定会导致影响三维图像的莫尔条纹产生。因此,莫尔条纹消除是视差自由立体显示中的关键问题之一。本文简单介绍了3种视差自由立体显示原理。综述了视差自由立体显示中的避免莫尔条纹产生和莫尔条纹最小化2种莫尔条纹消除技术,着重介绍了莫尔条纹最小化技术,包括工程实验、莫尔条纹图像仿真、余弦光栅叠加模型近似分析和序数方程方法和傅里叶分析方法的一致性分析等技术。其中后2种技术给出了视差自由立体显示中莫尔条纹最小化的详细理论分析和解释,并为其他视差自由立体显示技术提供了设计依据。     

基于视差成像的多视点自由立体投影系统

人眼能获得立体视觉的根本原因是存在视差。利用柱面光栅能使投影成像在有限区域的特点，可以使人的双眼在同一时间分别看到不同的图像形成视差，从而获得立体视觉。本文提出一种双柱面结构的大屏幕自由立体背投系统，从理论上对其结构和成像原理进行了详细分析，并给出了计算机仿真结果。     

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.     

从平面图生成多视点自由立体显示视差图的研究

提出一种从平面图生成立体显示视差图的新方法.该方法利用Matlab建立曲面模型并为图片中的相应规则区域赋予深度信息,再根据深度信息的投影原理,在不同观察点得到具有视差的多幅视差图.将这些视差图的合成图在多视点自由立体显示器上显示,可以看到很好的立体显示效果.该研究对于多视点自由立体显示器利用现有大量的平面图像源得到立体显示效果具有一定指导的意义.     

自动立体显示技术及测量

主要介绍了自动立体显示的基本原理及实现方式.介绍了国际标准的制订情况,包括IEC标准和IDMS标准,重点介绍IEC标准的测量条件、测量点、测量位置和测试信号等基本条件,以举例的形式详细介绍IEC标准中最大亮度方向和串扰的测量步骤,以及IDMS标准中双视点串扰的测量步骤.分析目前测量实现过程中存在的技术难点和应注意的问题.     

光栅式自由立体显示器概述

文章介绍了光栅式自由立体显示器的结构及原理,分析了影响其立体效果及性能的因素,如人眼调节和会聚特性、多视点技术、亮度及分辨率损失、串扰、2D／3D切换及兼容性等,并简要介绍了相应的提高立体显示效果的方法。     

自由立体显示拍摄系统中摄像机空间自由度的确定

自由立体显示器的立体显示效果与视差图的视差大小及性质密切相关,而视差的大小是受获取视差图时相机的摆放方式影响的。文章提出利用双目相机标定技术求解左右摄像机中心的空间位置关系以及两个摄像机光轴的空间夹角,并通过标定结果不断调节摄像机的位置,从而使两个摄像机光轴达到近似平行,此时获取的视差图就可以保证更好的立体显示效果。通过实验研究得到了两个相机空间夹角允许的变化范围。该研究结果可用于指导自由立体显示器拍摄系统的调节。     

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50Hz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。     

头跟踪式全分辨率多用户自由立体显示装置

阐述了一种无分辨率损失的多用户自由立体显示装置。本装置包含指向背光模块、人眼跟踪装置和控制接口模块,基于时分原理,可使刷新率为120Hz的普通平面LCD提供立体视觉效果。其所采用的新型指向性背光结构,在实时、精确的人眼跟踪装置的控制下,可在观察者左右眼处分时形成随动的对应观察窗口,让观察者左眼只看到左图像右眼只看到右图像,从而实现自由立体显示。并且,本装置显示的立体图像无分辨率损失,只需一对视差图像,便可满足多人同时观看。     

基于双面光栅的LED三维立体显示系统的研制

LED显示屏已被广泛应用于户外大型显示,将3D显示技术应用到LED显示上已经成为LED显示的新的热点和方向.针对LED显示屏上各个LED显示单元之间上下左右出现倾斜、歪曲,表面出现凹凸不平等现象,导致传统的光栅很难精确对齐、3D串扰很大的问题,提出了一种新型的双面光栅.其中,后光栅用于保证组成LED显示屏的每个LED子像素的发光中心点在水平和垂直方向保持一致,前光栅则用于立体分光.同时,还设计了LED三维立体显示系统,以ARM作为视频控制系统,FPGA实现3D像素预处理和显示屏控制,通过在LED屏前放置双面光栅,系统最终可以实现较好的3D显示效果.     

自由立体显示中的实景立体影像获取方法

获取适当位差的立体影像是自由立体显示系统的重要环节.针对该问题,提出了无导轨实景拍摄立体影像的过程和方法.分析并计算了立体包容范围与相机间距的关系,建立了立体场景包容范围模型.在测量自制各尺寸显示器的水平视差极限后,给出了最佳拍摄间距,为立体实景拍摄和制作提供了理论依据.     

中小尺寸自动立体显示器结构及视差栅栏设计的研究

视差栅栏方式的立体显示技术是现在主要的自动立体显示技术。由于中小尺寸的自动立体显示器比大尺寸的自动立体显示器影像小很多，因此需要更短的可观看距离和更宽的视阈。本文主要对中小尺寸的自动立体显示器结构和视差栅栏的设计进行了相关的讨论。这对于这类立体显示器的设计和应用具有一定的意义。     

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。