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LED体三维显示系统的研究和优化

姚奕  
【摘要】:显示技术是目前活力最为蓬勃的技术之一,因为它直接和我们最重要的感觉——视觉有关。而目前最为流行的平面显示技术在发展了一百年左右之后,技术也日趋成熟,在轻薄度、屏幕大小、亮度、对比度和响应速度方面取得了非常大的成果。同时,人们在欣赏到绚丽多彩的平面画面之后,也越来越不满足于平面显示的限制,开始转而研究最新的三维显示技术。 目前的二维显示技术也可以显示三维物体,不过一般是采用一种叫做透视法的技术。投影三维物体到二维平面上后,虽然丢失了深度数据,但是由于经验感知的存在,观察者仍旧可以感觉到三维图像的信息。但是这种丢失了一维的图像始终不能满足观察者的需要,尤其是在三维制图,产品展示等交互式图像需求方面。因此,最为符合人体视觉特征的体三维显示技术成为了非常具有研究价值的一个课题。 本文从体三维显示技术的理论模型出发,利用主动发光式器件LED制成的旋转屏幕,成功研制了基于平面屏旋转的体积扫掠型体三维显示系统。由此产生的图像与客观世界的大部分三维物体具有很大一部分特征的相似性,同时在原三维模型的还原上也具有很大的保真度。该显示系统在把三维模型光栅化之后,能呈现所有点的具体三维位置信息,并允许多人在不同角度全视角进行观察,还原了一个真实的三维图像。 文章从系统构建过程开始入手,详细的分析了体三维显示系统的各个特性。并从系统的非实时性出发,研究了一个基于红外无线传输的平台用以实现三维图像的实时显示。在成功加载压缩算法之后,系统理论可以达到2.63HZ三维图像刷新率,为下一代实时系统的研制奠定了一定的基础。 此外,为了解决体三维显示中心区域亮度过亮的问题,本文提出了三维空间内的光照度不均匀校正方法,该方法利用柱坐标数据在笛卡儿直角坐标系下经过光栅化,可以在小误差范围内实现像素的均匀化。为进一步完善体三维显示系统的模型提供了一定的参考。


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