【摘要】：三維顯示技術日益受到關注的今天,各種三維顯示的實現方式得到迅速發(fā)展。其中光場三維顯示技術原理在于還原真實空間內物體光場的分布,因其無需佩戴頭戴設備、真實還原三維場景中的近大遠小和遮擋關系、能夠提供平滑的運動視差而受到廣泛關注。本文即從光場的全光函數描述出發(fā),簡述在自由空間中的四維光場表達方式,從而得到光場顯示的基本映射關系。根據此映射關系,重點推導了環(huán)繞式多投影光場顯示的光場映射算法,為實際搭建環(huán)繞式多投影光場顯示系統提供理論依據。本文在光場映射理論的基礎上搭建了大尺寸360°環(huán)繞式多投影光場顯示系統,詳細闡述了投影機陣列和散射屏的特性和搭建方案,并針對三維顯示的巨大信息量制定了計算機陣列和分屏器陣列等數據分割和同步傳輸方案。配合硬件系統,本文還詳細描述了實時光場映射渲染和同步繪制的軟件處理流程、進行大量數據分割處理與同步輸出的方法以及軟硬件配合進行畫面校準的方案。所搭建的大尺寸360°環(huán)繞式多投影光場顯示系統為后續(xù)的光場顯示相關技術的實驗和性能分析優(yōu)化提供了平臺。在光場理論指導下,光場顯示的性能分析與優(yōu)化是研究的主要方向。為此我們進行了光場顯示系統的軟件仿真工作,以提供更為便捷的系統性能調試和對比的方法�；谒罱ㄍ瓿傻墓鈭鲲@示系統平臺,本文對使用相似硬件結構的多視角映射算法與光場映射算法進行了對比并在系統平臺上進行了驗證,確定了光場映射算法的優(yōu)勢所在。針對光場映射算法對實際系統參數的近似處理,本文指出因此帶來的場景失真現象的成因,分析并提出了軟件優(yōu)化方案,減少了離開屏幕距離較遠的場景的畫面失真,提升了系統的畫面質量,擴展了場景重構的深度。本文還進行了一些提升三維顯示實際體驗的探索研究,主要原理在于將重構的公共顯示區(qū)域放置在設備外部,以便觀眾進行實際接觸。對于小型的基于液晶屏和透鏡陣列的系統,本文實現了真實物體與三維場景的融合,同時使觀眾可以與三維場景進行直接“觸摸”；而對于大型的多投影式系統,觀眾可以直接進入內凹的屏幕圓弧內的公共顯示區(qū)域,看到區(qū)域內所有圍繞在觀眾周圍的投影機,實現沉浸式的三維場景顯示效果,增強了臨場感。最后總結了本文的研究工作,指出其可改進之處,對未來三維顯示技術的進一步研究工作提供了方向。
【圖文】：

線可逆原理，該微透鏡陣列化可Ｗ同時作為光場采樣的器件，因此集成光場顯示可Ｗ用類逡逑似的成像器件進行光場采樣，使得采樣光場與重構光場保持一致，減少數據的損失。集成逡逑光場獲取和顯示的概念示意如圖１．１所示。逡逑ａｒｒａｙ邐ＢＢＳｍＳＳＢＩ邐而）ｌａｙ邋＆打逡逑ｓｅｎｓｏｒ邐ｐａｎｅｌ逡逑Ｄｉｇｉｔａｌｌｙ逡逑ｐｒｏｃｅｓｓｅ＜ｎ邋日如ｔａ逡逑圖１．１集成光場獲取和顯示的概念示意圖［２］。一般采用徵透鏡陣列進行云維光場的獲取，經過計逡逑算機處理后，同樣用微透鏡陣列進行還原。逡逑從集成光場顯示的結構特點可Ｗ看出，k我桓鑫⑼婦嫡罅興雜Φ囊桓鱟游袂蚴清義舷允鞠低車目占湫畔⒉裳允酒骷殖隼吹淖油枷袂蚰詰膋胃魷袼贗ü婦靛義銑上窈笞魑嵌刃畔⒉裳�。蟿蚧，，要得到更为箱撀的兰维图像，需要同时提竾痴间和角度信辶x舷⒌牟裳�。震q投遠允酒骷姆直媛侍岢雋撕芨叩囊螅庖彩羌曬獬∠允鞠低沖義锨捌諢誓眩滋嶸腦蛑�。为了渣w酉低車目墑詠嵌齲捎詵直媛侍嶸眩綰臥阱義嫌邢薜鈉骷跫掠嘔室渤晌芯恐氐�。瓤r褂每殺湟壕Ю餼嫡罅欣叢齟罌墑詠嵌齲校

本文編號：2526956