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三维显示技术被认为是多媒体虚拟现实显示技术的未来,能够为体验者提供色彩丰富、视野广阔、更为真实的感观效果,在很多领域具有潜在的应用前景。
本文“多视点投影三维显示技术”,是三维显示实现的重要方法之一,以双目视差形成立体感为依据,提出了采用单投影的三维显示方法,通过获取和合成视差图像后利用柱透镜光栅的分像作用实现多视点三维显示效果。
在分析了三维显示领域研究现状的基础上,论文提出了本课题的主要研究内容:根据人眼双目立体视觉的几何特性,在研究虚拟空间到真实空间映射关系的基础上,以平行投射型和放射投射型虚拟摄像机阵列获取具有水平视差的多视点图像组,使用列插值立体图像合成算法为三维显示提供立体显示片源,并分析了两种摄像机阵列获取图像合成结果;根据柱透镜光栅光学特性,研究其栅距、焦距、折射率等微观参数与观察距离和视角范围等宏观参数的关系,推导出理想情况下柱透镜光栅视点区域分布数学模型,提出使用CCD作为亮度测量设备,以左右视区亮度比值作为立体显示效果的客观评价参数,检测立体可视区域及其分布情况;依据视觉生理学原理,研究了影响三维显示效果的主观因素,包括图像源获取时的视差范围、色彩亮度、空间几何畸变,以及信道传输造成的噪声、滤波、时延等因素。论文建立了较为完整的单投影三维显示的实验系统,验证了研究工作的正确性。