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。     

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。     

自由立体显示中降低串影干扰的背光控制系统

为实现自由立体显示, 提出了一种新型指向性背光结构, 配合人眼跟踪系统, 分时显示具有视差的立体图像对, 基于视差原理实现了高清分辨率的多用户自由立体显示。着重阐述了基于AVR单片机的发光二极管阵列时分立体显示背光控制系统, 并针对视差立体显示中一直存在的串影问题, 从背光控制层面提出了3种改善方法:降低背光点亮时间占空比, 倍速刷新液晶显示屏以及卡尔曼预测插值背光刷新数据。实验表明, 这3种方法可有效改善串影问题, 最终实现了具有较强立体感的无分辨率损失的自由立体显示。     

狭缝光栅分光特性及其对视区的影响

应用光栅等分光元件对视差图进行空间分离是实现立体显示的重要方法之一,介绍了狭缝光栅作为分光元件实现立体显示的原理,建立了子像素发光经过多个周期狭缝光栅的数学模型,分析狭缝光栅参数及子像素发光宽度对视区及立体显示器亮度的影响。结果表明,在对狭缝光栅参数设计过程中需要综合考虑视区特性与显示器亮度,狭缝的透光比应控制在0.2～0.3,在样机生产过程中将透光比定为0.25,采用高亮背光模式以补偿立体显示器亮度,取得了较好效果。结果对狭缝光栅的参数设计具有指导意义。     

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     

计算全息三维显示的信息量及其简化

全息信息简化是基于波前再现的全息三维显示技术重要的课题。对全息三维显示的信息量与再现像的视差角与视场角的关系进行了分析,指出全息三维显示的巨大信息量是为了提供足够的视差和视场,以达到人眼立体视觉效果。在牺牲垂直视差并保证足够的水平视差角和视场角的条件下,利用光栅对全息图进行取样,计算了光栅取样全息图对信息压缩的极限,分析了简化后全息图再现像的特点和存在的问题,对于信息压缩后的光栅取样全息图的再现进行了设计。     

采用光栅的立体图像显示

近年来,有关动态立体图像显示系统的报道非常多.研究人员采用光栅(衍射光栅)阵列和液晶显示(LCD)相组合的简单结构,研制出无需眼镜可以多视差同时显示的动态立体图像显示系统(三维视频系统).该系统可以同时显示多方位全色视差图像,观看者无需选择视点位置,即可观看到全色立体图像.1 工作原理采用衍射光栅的三维视频系统的立体图像显示,在原理上实现了在各个不同的方向可以显示与各个方向相对应的视差图像.这种方法,通过增加视差图像的个数,一旦使视点移动,便可观察到转过来的图像,具有更自     

基于双狭缝光栅的裸眼三维立体投影机

提出一种基于双狭缝光栅的裸眼三维立体投影机.该立体投影机由普通投影机组成的投影机阵列、投影屏和位于投影屏两侧的两个狭缝光栅组成.投影机阵列一侧的光栅对畸变的投影图像进行校对,以便图像的像素大小与位于观看者一侧的光栅的节距相匹配.对该立体投影机的立体显示原理、参数设计计算进行了阐述.实际研制了1台50英寸裸眼三维立体投影机样机,该样机采用了由4台液晶投影机组成的投影机阵列,能显示静态、动画和视频立体图像,其三维立体显示分辨率与相应二维平面显示分辨率相当.     

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。     

The Seelinder: Cylindrical 3D display viewable from 360 degrees

We propose a 3D video display technique that allows multiple viewers to see 3D images from a 360-degree horizontal arc without wearing 3D glasses. This technique uses a cylindrical parallax barrier and a one-dimensional light source array. We have developed an experimental display system using this technique.Since this technique is based on the parallax panoramagram, the parallax number and resolution are limited by the diffraction at the parallax barrier. In order to solve this problem, we improved the technique by revolving the parallax barrier. The improved technique was incorporated into two experimental display systems. The newer one is capable of displaying 3D color video images within a 200-mm diameter and a 256-mm height. Images have a resolution of 1254 circumferential pixels and 256 vertical pixels, and are refreshed at 30 Hz. Each pixel has a viewing angle of 60 degrees that is divided into over 70 views so that the angular parallax interval of each pixel is less than 1 degree. These pixels are arranged on a cylindrical surface to allow for the produced 3D images to be observed from all directions. In this case, observers may barely perceive the discrete parallax.     

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。     

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.     

基于偏振光栅的一维集成成像双视3D显示

为了解决视区分离的问题,设计了一种基于偏振光栅的一维集成成像双视3D显示器,建立了3D成像模型,详细阐述了一维集成成像双视3D显示的原理;通过几何光学推导视区宽度以及观看视角的计算公式;研制了基于偏振光栅的一维集成成像双视3D显示测试装置,在左18°到右18°的范围内,通过左偏振眼镜和右偏振眼镜在同一视区内分别观看到两个不同的3D图像。     

Enhancing the Brightness of Parallax Barrier Based 3D Flat Panel Mobile Displays Without Compromising Power Consumption

This paper presents an alternative approach for achieving higher optical efficiency in conventional parallax barrier 3D mobile displays. The method entails modifying and enhancing the protrusion structure of conventional Multi-Domain Vertical Alignment (MVA) pixel arrays plus the Storage Capacitors (Cst) of the pixel circuitry which increase effective pixel transmission area by a factor of 1.07. Hiding the modified storage capacitor under the parallax barrier strip increases the barrier gap or slit size by a factor of 1.52. The result is a structure that enhances mobile displays' optical efficiency by a compounded factor slightly over 60% without compromising power consumption.      

裸视3D显示技术概述

裸视三维（3D）显示中,观看者无需配戴眼镜等任何助视设备就能观看到立体效果。随着人们对3D显示的认识不断加深,已提出多种裸视3D显示技术。本文综述了目前主流的裸视3D显示技术,包括光栅3D显示、集成成像3D显示、体3D显示和全息3D显示的基本原理及特性。     

使用EEG分析水平视差对3D图像舒适性的影响

水平视差是影响3D 图像舒适性的重要因素之一。采用不同等级水平视差的3D 图像作为刺激信号,通过记录被试者的EEG 反应信号,提取出被试者观看不同等级水平视差3D 图像的ERP 波形;同时记录被试观看这一系列3D 图像舒适性体验的行为数据,并计算其舒适性检测率。通过EEG信号分析可见,无论在交叉或者非交叉水平视差情况下,3D 图像水平视差舒适范围在45'以内;水平视差在45'~75'时,交叉视差3D 图像ERP 波形280 ms 附近的幅值与不舒适的程度相关,非交叉视差3D 图像ERP 波形250 ms 附近的幅值与不舒适程度相关;检测率曲线结果和主观评价结果显示:3D图像水平视差的舒适性范围在45'以内,水平视差在45'~75'时,3D 图像不舒适程度随着视差的增加而增大。结果表明:EEG 分析、检测率曲线和主观评价结论一致,因此,可以使用EEG 分析水平视差对3D 图像舒适性的影响。     

视差与空间频率对自由立体显示器观看舒适度的影响

观看舒适度是评价自由立体显示器性能的重要指标。立体图像的视差和空间频率影响人眼的感知深度,从而对观看舒适度有重要作用。本文采用3DS MAX三维建模软件和Photoshop图像处理软件得到不同视差和空间频率的立体图像,通过观看舒适度的客观度量结合主观评价确定视差及空间频率与观看舒适度的关系,得出观看舒适度较高时的视差范围和与之相对应的空间频率范围。实验表明,立体图像低空间频率所致的模糊可以增加观看舒适度。