近十幾年來,隨著大尺寸與高分辨率平面顯示設備的出現(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生成或對現(xiàn)實世界中的場景進行采集和顯示三維信息的技術。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備且不會產(chǎn)生視覺疲勞。本文的研究內(nèi)容為計算機生成集成成像。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行,通過模擬真實的相機陣列對三維場景進行元圖像的采集,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)的設計。本文工作內(nèi)容與創(chuàng)新點如下:（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】：安徽大學安徽省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

D顯示分類

安徽大學碩士學位論文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顯示技術源于諾貝爾獎獲得者Lippmann在1908年首次提出的集成攝影術（integralphotography）[2]。由于當時制造透鏡陣列材料工藝和科技水平等因素的限制，該技術并沒有得到進一步的有效發(fā)展和研究。隨著近些年計算機圖像技術和顯示技術的飛速發(fā)展，集成成像技術受到了越來越多的國內(nèi)外學者和研究人員的關注，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，莫斯科國立大學的Sokolov教授通過實驗首次驗證了了Lippmann的集成攝影術的想法，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行二次記錄，通過再現(xiàn)過程重建出具有正確深度關系的3D圖像[4]。由于早期工藝技術和材料水平的限制，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行了集成成像實驗。隨著數(shù)字技術的成熟，光電技術的進步，集成成像技術得到進一步的發(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地打開和關閉透鏡陣列的每個透鏡來增強集成成像的視角的方法，減少了圖像的重疊或圖像翻轉，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[8,9]。2010年，B.Javidi基于3D集成成像擴展到圖像采集極端傳感器位置的情況，結合了圖像對應關系提取，相機透視模型，視圖集合以及計算集成成像3D重建技術，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，如圖1.3所示。該架構由四個主要子系統(tǒng)組成：Hogel光學、光子子系統(tǒng)、驅動電子子系統(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構參與到集成成像技術的研究中，并取得了一系列優(yōu)秀的科研成果。北京郵電大學桑新柱教授研究團隊提出了一種高效的計算機生成集成成像方法，基于反向光線追蹤技術，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]。四川大學王瓊華教授通過引入一種改進的集成成像系統(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】：
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.  光學學報. 2018(07)



本文編號：3385536