集成光场三维显示系统优化方法

摘要

由于三维显示带来的真实感和深度信息，相关技术在近些年已得到突飞猛进的发展。真实的空间三维显示即观察者不必借助任何工具，就如同看真实景物一般，围绕着它可以看到物体各个侧面的三维信息。光场重构三维显示在空间上再现所要显示的三维物体或场景的空间光场分布从而再现该空间内的三维物体或场景，以其独特的优越性在三维显示领域占有重要的地位。
　　集成光场重构三维显示作为光场重构三维显示的一种，具有高分辨率、系统稳定、方便图像处理等优点。但是受限于现今显示器和小型投影设备的分辨率和系统固有结构，集成三维显示仍具有显示信息量不足、视角切换时有跳变感和画面亮度不均等显著问题，大大影响观察者的观察体验。
　　本文从两类重要的集成三维显示技术入手，探讨了一系列优化其显示效果的方法。首先介绍了基于平面显示器的集成三维显示的工作原理与相应的优化方法，提出了基于人眼追踪技术的增加三维信息量的方法和相应的图像生成原理，在实验中同一套基于LCD的集成三维显示系统重构的三维场景尺寸在优化后有明显的提升，并且使观察者获得了更加平滑的运动视差。然后介绍了另一种集成三维显示——多投影集成三维显示的原理，并重点记述了一种对其图像畸变进行校正的方法。针对该校正方法进行实验研究并进行结果分析，证明该方法对畸变校正的效果明显。最后提出一种普遍适用于集成光场三维显示的亮度均匀性校正方法。利用多投影三维显示系统为实验样机证明使用该方法后该系统亮度均匀性得到显著提高，能够有效的提升观察者的观看体验。该方法是一种提高三维显示效果的新方案。
　　最后，对目前工作进行总结并对今后工作提出了展望。

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 立体视觉原理

1．2 三维显示技术概述

1．2．1 视差型三维显示

1．2．2 体三维显示

1．2．3 全息三维显示

1．3 光场重构三维显示

1．3．1 扫描型光场重构三维显示

1．3．2 拼接型光场重构三维显示

1．3．3 集成光场重构三维显示

1．4 本文的研究内容及创新点

1．4．1 本文的研究内容

1．4．2 本文主要创新点

第二章 基于平面显示器的集成三维显示原理及优化方法

2．1 基于平面显示器的集成三维显示原理

2．2 图像生成算法分析

2．3 基于平面显示器的集成三维显示系统与显示效果

2．4 基于人眼追踪技术的集成三维显示系统优化方法和原理

2．5 基于平面显示器的悬浮式360°集成三维显示方法

2．6 本章小结

第三章 多投影集成三维显示原理及图像畸变校正方法

3．1 多投影集成三维显示原理

3．2 三维显示图像畸变预校正

3．2．1 回溯法线性畸变校正

3．2．2 投影机径向畸变校正

3．3 本章小结

第四章 用于集成三维显示的亮度均匀性校正方法

4．1 集成三维显示装置结构所带来的问题

4．2 提高光场重构三维显示亮度均匀性的方法

4．2．1 亮度调整方法

4．2．2 亮度均匀性评价函数的确立

4．3 实验结果与数据分析

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

作者简介

攻读硕士期间学术成果