基于多層液晶的近眼三維顯示研究.pdf

1、近年來，近眼顯示在軍事應用、工業(yè)生產(chǎn)、3D顯示與電子游戲等領域有著越來越廣泛的應用。比如Oculus公司推出的Oculus Rift產(chǎn)品和Google公司推出的可穿戴設備GoogleGlass產(chǎn)品，都引起了消費領域的廣泛關注。如果將近眼顯示與三維顯示技術(shù)相結(jié)合形成近眼三維顯示，將會極大的提高用戶的視覺體驗，豐富人們的日常生活。
　　然而在傳統(tǒng)的可穿戴近眼三維顯示領域中，頻繁使用到自由曲面元件、全息光學元件等，同時還會引入其它反射、

2、折射、衍射等元件，增加了光學系統(tǒng)的復雜度，降低了顯示設備的便攜性。
　　因此，Hironobu Gotoda等就提出一種多層的計算顯示方案，其使用堆疊的空間光調(diào)制器產(chǎn)生隨視點變化而變化的圖像，得到精確的運動視差。同時Andrew Maimone等利用多層液晶結(jié)構(gòu)制作了增強顯示眼鏡，結(jié)合非負矩陣分解算法，優(yōu)化出了最佳的重構(gòu)光場。
　　基于前人對多層液晶近眼顯示技術(shù)的研究，本文詳細闡述了基于多層液晶的近眼顯示技術(shù)的基本原理，著重

3、介紹了如何利用高維度線性最小二乘算法和非負矩陣分解算法，結(jié)合光線與多層像素的一一對應關系，計算出多層液晶像素的透過率，最終實現(xiàn)三維場景的重構(gòu)。
　　其次本文分別采用3ds max軟件和OpenGL語言實現(xiàn)了目標光場的創(chuàng)建。實驗表明，兩種方法采樣出的光場完全相同，且OpenGL實時性更高，因而更具通用性。
　　同時本文利用人眼不同視場的不同MTF曲線，計算出了相應視場的分辨力分布，并依此設計得到了最優(yōu)的光場權(quán)重矩陣?；谠摍?quán)重

4、優(yōu)化方案，在提高優(yōu)化自由度的同時，保證了圖像保真度，使得顯示效果更加接近真實情況。
　　再次基于人眼不同視場下分辨能力的不同，本文提出了一種基于自適應分辨率的近眼光場顯示加速算法。該算法首先通過對中心視場精密采樣、邊緣視場稀疏采樣的方式，降低重構(gòu)光場的信息量;其次利用索引紋理對光線場密度重新排布，最后使用GLSL語言實時渲染出液晶層透過率，實現(xiàn)三維場景的重構(gòu)。
　　最后本文提出了近眼三維顯示技術(shù)目前遇到的瓶頸，并對可能的改進