视差栅栏式立体显示器的三维空间发光特性研究

通过实验研究了视差栅栏式立体显示器的某些特性,根据客观测量结果计算了显示器的最佳观看位置,验证了串扰现象的存在,解释了在某些位置观看显示器时看到的竖状条纹现象。在此基础上,提出两种视差栅栏式立体显示器的光学测量及计算方法,并进行了软件模拟。     

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.     

平视显示器视差自动测量系统的设计与实现

针对平视显示器现场调试过程中视差检测存在主观性大、不易给出定量结果的问题,研制了一套用于平视显示器视差自动检测装置.本装置采用传统光学系统,利用CCD光电耦合器件将大视场平行光管分划像清晰成像,放入被测平显,再次将分划成像,并对此图像进行处理.通过自制计算软件,计算给出视差调节量,从而进行自动检测.利用这一装置与未采用...     

立体图像视差自适应调整算法

针对不同尺寸立体显示器播放立体视频时立体视觉效果存在的差异,提出一种通过调节图像水平视差改善立体显示效果的方法。首先应用立体匹配算法得到立体图像初始视差,通过图像分割与连通性检测从中可靠地获取水平视差范围;为保证图像中全部景物在舒适立体融像区内成像,根据显示器尺寸与观看距离,调整左右眼图像在原立体视频中相对位置,形成合理的水平视差,从而在立体显示器上产生舒适的立体视觉效果。实验证明,本文提出的方法可自适应地调整立体图像的水平视差并较好地改善立体显示效果。     

自由立体显示器观看视疲劳

光栅式自由立体显示器具有性能优良的特点,是目前有很好应用前景的一类重要立体显示器,但由于它存在观看视疲劳问题而限制了其广泛应用.文章从分析立体显示视觉原理入手,系统阐述了引起自由立体显示器观看视疲劳的生理和立体显示器性能不佳两大原因,并提出相应的改善方法.该研究工作将对光栅式自由立体显示器的进一步研究和应用开发具有一定指导意义.     

狭缝光栅裸眼立体显示器的参数优化设计

在传统的狭缝光栅裸眼立体显示器设计中,在增大可视区域左右尺寸和降低图像间串扰时,将会引起光能损失率增大。针对这一问题,对传统的设计参数进行优化,在确保光能损失率可以接受的条件下,依据立体视觉要求进行仿真和实验,通过减小狭缝宽度的值,增大视区的左右尺寸,降低串扰。实验结果表明,与理论值相比较,优化后的视区左右尺寸增大9 mm,串扰值降低2.3%,而光能损失率只增加0.07,具有较高的应用价值。     

狭缝光栅自由立体显示器的立体图像串扰度

为了表征狭缝光栅自由立体显示器存在的左右眼视差图像的混叠程度,提出了立体图像串扰度C的概念。根据狭缝光栅自由立体显示器的结构和工作原理,应用几何光学知识,分析得出了立体图像串扰度C的计算公式,并给出了一个具体的狭缝光栅自由立体显示器的计算结果。通过观看实验,证明了所定义的立体图像串扰度C可以定量描述观看者在立体可视区域看到的立体图像的串扰程度。     

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。     

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.     

光栅式立体显示器重影问题的研究

光栅式自由立体显示设备由于存在重影问题而限制了它们在商业上的应用,文章从潘弄区和可视区域两个角度分析了光栅式自由立体显示设备产生重影问题的理论原因,并建立一个光学结构模型,推导出人眼所看到的实际像素强度公式。给出一种定义重影度的方法,经软件仿真得到重影度与人眼到显示屏幕距离的关系曲线,基于上述模型和定义对重影问题的改善进行了探讨。软件仿真结果显示通过改善边缘光栅结构能在一定程度上增大可视区域,减小人眼看到重影的几率。     

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。     

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。     

立体显示技术的研究进展

立体显示技术从观看者是否佩戴设备进行观看可以分为头戴式和裸眼式两种类型。其中头戴式又可以分为偏振眼镜、互补色眼镜、快门眼镜、头盔等技术;裸眼式可以分为光栅式、全息式、集成成像和体显示。分类介绍头戴式和裸眼式立体显示技术的原理、结构、各自的优缺点以及最新研究进展,分析了当前立体显示技术的现状,展望了立体显示的未来。     

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.     

基于人脸跟踪的时空无缝裸眼3D显示技术研究*

裸眼立体显示技术普遍存在视角范围受限、串扰严重、甚至存在逆视区域等问题.基于双目视觉与人脸跟踪的方法,根据人脸的空间坐标控制背光方式,在全分辨率裸眼立体显示的基础上实现了视区空间的无缝覆盖;并进一步采用ROI方法能程序运行帧率提升至20 f/s(帧/秒)以上,从而实现时间上的无缝切换.实验证明,基于此技术所研制的系统能满足人脸实时跟踪需求,实现空间与对闽无缝的裸眼3D图像显示.     

立体显示技术新进展

介绍新型立体显示技术。主要介绍双视点立体显示技术和多视点立体显示技术。     

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。