立体显示器串扰特性研究

摘要

显示是光学成像系统的一个重要环节，是目前高速发展的重要信息技术之一。现代科技的发展，已经使得显示技术正以越来越逼真的方式将画面呈现在大家的面前。从黑白到彩色、小尺寸到大尺寸、阴极射线管（cathode ray tube， CRT）到平板显示(fiat panel display， FPD)，一代又一代的显示技术使得人们的视觉体验变得越来越逼真。目前，眼镜式立体显示器已经进入到一部分家庭当中，为用户带来前所未有的立体显示，极大地提升了用户体验。然而，由于目前立体技术某些方面还有一定的缺陷，需要进行研究以使立体显示技术效果有进一步提升。
　　本课题着重对立体显示技术的串扰进行测量评价研究。首先，对立体显示技术中串扰的概念及其形成原因做一个介绍;然后，通过实验分析比较立体显示技术中串扰对色域覆盖率的影响;接着针对以往串扰测试中只研究不同灰阶等级间串扰的情况，而立体显示技术是以彩色画面呈现给大家，因此，本文提出测量不同色度下的串扰;更进一步，本文采用视网膜亮度计测量不同色度下的串扰，相比以往采用传统亮度计法，该方法的优势在于不会引入光谱光视效率V（λ）匹配误差;此外，在平面电视中，可视角的测试主要以屏幕亮度、色度以及对比度的变化作为参考准则，但在立体显示器中，随着观看角度的变化，立体显示器串扰可能会急剧上升，从而影响用户体验，因此，本文针对偏光式立体显示器和快门式立体显示器的串扰角度依赖特性测试，为立体显示器可视角标准的制定提供一定的参考意义;最后，快门式立体显示器中，液晶眼镜引起的串扰是引起该种显示技术串扰的一个重要因素，因此，本文测定了在不同色度下，液晶眼镜引起的串扰占总体串扰的比例，给出一个量化的数值，为快门式立体显示器如何降低串扰提供一定的参考。
　　全文共分为六章。第一章为绪论，主要介绍目前立体显示技术的发展，介绍了立体成像原理、目前立体显示技术所存在的问题，以及立体显示技术中目前国际国内的发展状况。第二章主要介绍人体眼睛结构以及光度学和色度学方面的基本概念及理论，这些都是后面进行分析的理论基础。第三章指出串扰是立体显示技术最为严重的问题之一，并对串扰进行了介绍，以及目前立体显示技术的分类，针对眼镜式立体显示技术、裸眼式立体显示技术、以及全息立体显示技术进行了介绍并对其优缺点进行了描述。第四章通过实验测定串扰对立体显示器色彩还原能力的影响，结果表明:因为立体显示器串扰的存在，使得其色域覆盖率有所降低，并且不同的串扰信号，其色域覆盖率下降程度并不一致;然后，测量了立体显示器不同色度下的串扰，结果表明:在不同色场下，串扰分布情况并不一致，其中绿场下的串扰水平最为严重，其次为白场，其次为红场，蓝场的串扰水平最低;接着，采用视网膜亮度计测定了立体显示器不同色度下的串扰，并与采用传统亮度计测试结果进行了对比，结果表明，采用视网膜亮度计测试具有一定的可信性，理论上更具有优势，但还要进行深入分析。第五章测试了随着观看角度的增加，偏光式立体显示器和快门式立体显示器串扰水平变化的情况;紧接着，通过实验测得了快门式立体显示器中由眼镜引起的串扰占总体串扰的比例，给出了一个具体的量值，为该种立体显示器降低串扰提供了一定的思路。第六章对本课题研究的内容进行了总结及指出其中的不足之处，并对下一步的工作进行了展望。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．1．1 立体成像原理

1．1．2 立体显示器存在的问题

1．2 课题研究现状

1．3 课题研究内容与目标

第二章 理论基础

2．1 人体眼睛结构

2．2 光度学和色度学理论基础

2．2．1 光度学常用术语

2．2．2 色度学常用术语

2．3 光度及色度基本量的测量

2．4 本章小结

第三章 立体显示技术及串扰介绍

3．1 串扰的定义

3．2 立体显示技术类型

3．2．1 眼镜式立体显示技术及其串扰分析

3．2．2 裸眼式立体显示技术

3．2．3 全息三维空间显示

3．3 本章小结

第四章 立体显示器串扰影响及其分布特性测试

4．1 立体显示器串扰

4．2 测试准备

4．3 串扰对立体显示器颜色失真的影响

4．3．1 测试数据

4．3．2 结果分析

4．4 不同色度下立体显示器串扰水平分析

4．4．1 测试结果

4．4．2 结果分析

4．5 基于视网膜亮度计的串扰测量

4．5．1 测试数据

4．5．2 结果分析

4．6 本章小结

第五章 串扰角度特性测试及串扰原因分析

5．1 立体显示器串扰角度依赖特性

5．2 快门式立体显示器串扰原因分析

5．2．1 串扰公式推导

5．2．2 实验搭建

5．2．3 实验过程

5．2．4 实验结果

5．2．5 数据分析

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

作者简介