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基于微透镜阵列的立体图像再现研究

李梦宇  
【摘要】:近年来,随着生活消费水平的不断提高,人们的视觉品味日益攀升,立体成像及再现技术飞速发展。传统印刷技术基于平面成像,也可以借助外部设备可呈现立体视觉。随着图像复制技术和材料技术的不断发展,裸眼3D立体印刷得到了飞速的发展,主要包括柱透镜和微透镜光栅成像技术的立体印刷。微透镜阵列同时具有水平视差和垂直视差,可以在裸眼条件下360度范围内呈现立体图像效果。其最大的优点是避免了柱透镜光栅立体成像的方向限制以及产生的眩晕感,是未来立体印刷技术的重要发展方向。但目前关于微透镜阵列的立体成像的基本原理和重要技术参数控制的研究较少,严重阻碍了微透镜阵列光栅立体印刷的发展。本文结合莫尔条纹放大原理及透镜成像原理,综合分析了微透镜阵列的立体成像的机理。用Illustrator CS5软件制作基于微透镜阵列的立体图像原稿,并提出一种简化操作,压缩图像的改进方法,压缩后的文件大小仅为压缩前的6.4%,改进效果显著。用改进方法制作测试文件,对于实验所用的微透镜阵列间距的参考值180μm和实际测量值255μm,都找到了适用于微透镜阵列立体图像再现的微图形阵列参数组合:(1)180μm及邻域,微图形阵列单元直径范围为50μm-90μm,夹角范围为40°-45°;(2)255μm及邻域,微图形阵列单元直径范围为50μm-120μm,夹角为0°-10°。同时发现微透镜阵列的莫尔条纹节距随角度变化的周期为90°,是条形莫尔条纹的周期180°的一半,因此莫尔条纹节距的原计算公式需要进行一定的修正,才适用于分析计算微透镜阵列的莫尔条纹放大效果。最后根据上述研究成果,制作了基于胶印、UV胶印、UV喷墨印刷三种不同印刷方式下的立体印刷样品,分析其立体成像质量和效果。


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