發(fā)布時間：2021-09-05 14:41

　　近十幾年來,隨著大尺寸與高分辨率平面顯示設(shè)備的出現(xiàn),人們的觀看體驗得到了顯著的提升。但平面顯示設(shè)備只能輸出二維信息,無法觀察到真實的三維場景信息。因此,對三維顯示的研究顯得尤為重要。集成成像是一種允許從計算機(jī)生成或?qū)ΜF(xiàn)實世界中的場景進(jìn)行采集和顯示三維信息的技術(shù)。近些年來,集成成像一直是一門非常重要的研究課題,因為集成成像可以在通過非相干光顯示具有全視差和連續(xù)視角的真實立體三維彩色圖像,觀察者無需佩戴輔視設(shè)備且不會產(chǎn)生視覺疲勞。本文的研究內(nèi)容為計算機(jī)生成集成成像。不同于傳統(tǒng)的采集過程,本文的采集過程在虛擬軟件中進(jìn)行,通過模擬真實的相機(jī)陣列對三維場景進(jìn)行元圖像的采集,將采集得到的元圖像通過新的編碼方式合成元圖像陣列,從而提升顯示效果。并進(jìn)一步分析了采集端對景深的影響,所采用的方法有益于集成成像顯示系統(tǒng)的設(shè)計。本文工作內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)如下:（1）研究了不同采集方法對顯示效果的影響。在圖像的采集階段利用C4D軟件模擬三維場景與相機(jī)陣列,采用離軸采集方法用于采集三維場景的元圖像。這種采集方法的公共拍攝區(qū)域較大,并且提高了采集信息的利用率,不存在梯形失真問題。采用了高分辨率編碼方式,將采集得到元圖像通... 

【文章來源】：安徽大學(xué)安徽省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

D顯示分類

安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖1.2集成成像原理圖Fig.1.2Schematicofintegralimaging1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀集成成像3D顯示技術(shù)源于諾貝爾獎獲得者Lippmann在1908年首次提出的集成攝影術(shù)（integralphotography）[2]。由于當(dāng)時制造透鏡陣列材料工藝和科技水平等因素的限制，該技術(shù)并沒有得到進(jìn)一步的有效發(fā)展和研究。隨著近些年計算機(jī)圖像技術(shù)和顯示技術(shù)的飛速發(fā)展，集成成像技術(shù)受到了越來越多的國內(nèi)外學(xué)者和研究人員的關(guān)注，許多重要的理論和實驗成果也相繼被報道，集成成像技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展。1.2.1國外發(fā)展現(xiàn)狀1911年，莫斯科國立大學(xué)的Sokolov教授通過實驗首次驗證了了Lippmann的集成攝影術(shù)的想法，實驗采用了針孔陣列代替微透鏡陣列，但實驗重建出的3D圖像是一個相對較暗的像，且存在深度反轉(zhuǎn)現(xiàn)象[3]。1931年，Ives教授提出通過使用二次記錄的方法解決了深度反轉(zhuǎn)問題，即把第一次通過集成成像系統(tǒng)重建出的3D圖像作為3D物體，再利用微透鏡陣列進(jìn)行二次記錄，通過再現(xiàn)過程重建出具有正確深度關(guān)系的3D圖像[4]。由于早期工藝技術(shù)和材料水平的限制，難以制作出可以用于顯示的微透鏡陣列，前期科研人員所做的研究很多都是采用針孔陣列來代替微透鏡陣列。直到1948年，蘇聯(lián)的Akimakina和Ivanov教授才第一次采用合適的微透鏡陣列成功進(jìn)行了集成成像實驗。隨著數(shù)字技術(shù)的成熟，光電技術(shù)的進(jìn)步，集成成像技術(shù)得到進(jìn)一步的發(fā)展。1999年，Okano和Hoshino等人分析了集成成像的深度范圍限制，在透鏡陣列前引入了一個大孔徑的凸透鏡，以控制圖像的深度范圍[5]。2002年，韓國的B.Lee教授提出一種通過順序

第一章緒論4地打開和關(guān)閉透鏡陣列的每個透鏡來增強(qiáng)集成成像的視角的方法，減少了圖像的重疊或圖像翻轉(zhuǎn)，并增加了系統(tǒng)的觀看視角[6,7]。2006年，Yunhee,Kim等人使用彼此平行的液晶透明顯示設(shè)備，并整合到集成成像系統(tǒng)中，從而使集成成像的顯示深度增強(qiáng)[8,9]。2010年，B.Javidi基于3D集成成像擴(kuò)展到圖像采集極端傳感器位置的情況，結(jié)合了圖像對應(yīng)關(guān)系提取，相機(jī)透視模型，視圖集合以及計算集成成像3D重建技術(shù)，克服了集成成像系統(tǒng)中的這一限制[10]。2014年，M.Martinez-Corral等人提出了一種通用的算法，該算法可以對顯示圖像參數(shù)進(jìn)行完全控制，可以生成一組適合于集成成像顯示器特性的合成元圖像，并可以控制重建的3D場景的深度[11]。2018年，Zebra公司提出了一種全新的光場顯示架構(gòu)，如圖1.3所示。該架構(gòu)由四個主要子系統(tǒng)組成：Hogel光學(xué)、光子子系統(tǒng)、驅(qū)動電子子系統(tǒng)、輻射圖像計算，并提出了一種新的Double-FrustumHogel渲染算法[12]。圖1.3光場顯示架構(gòu)示意圖Fig.1.3light-fielddisplayarchitectureschematic1.2.2國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀在國內(nèi)，越來越多的高校和科研機(jī)構(gòu)參與到集成成像技術(shù)的研究中，并取得了一系列優(yōu)秀的科研成果。北京郵電大學(xué)桑新柱教授研究團(tuán)隊提出了一種高效的計算機(jī)生成集成成像方法，基于反向光線追蹤技術(shù)，適用于創(chuàng)建高質(zhì)量的集成圖像而不存在幻視問題[13,14]。四川大學(xué)王瓊?cè)A教授通過引入一種改進(jìn)的集成成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)由顯示面板，大間距透鏡陣列和定向漫射屏組成，可以在不同的寬視角區(qū)域以高分辨率重建兩個不同的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于窗截取的立體元圖像陣列快速生成[J]. 武偉,王世剛,趙巖,鐘誠.  光學(xué)學(xué)報. 2018(07)



本文編號：3385536