利用相機陣列合成元素圖像的集成成像三維顯示方法研究.pdf

1、三維顯示技術經(jīng)過了近兩百年的發(fā)展，在研究人員的努力下，已經(jīng)出現(xiàn)了各種不同的三維圖像記錄與再現(xiàn)技術。其中，眼鏡式三維立體顯示技術已經(jīng)在商業(yè)電影中得到了廣泛的應用，它是迄今為止發(fā)展最成熟的三維顯示手段。但由于裸眼三維顯示技術不需要佩戴立體眼鏡，可以更加便利地觀看三維圖像，因此裸眼三維顯示技術必將成為三維顯示技術發(fā)展的趨勢。在裸眼三維顯示技術中，集成成像技術在記錄和顯示三維圖像方面具有其它裸眼三維顯示技術不具備的優(yōu)勢，如全視差、真彩色、無需相

2、干光源以及原理相對簡單等，具有很好的發(fā)展前景。但是，集成成像受到串擾、深度反轉(zhuǎn)、分辨率等因素的限制，目前仍不能廣泛地應用到人們實際的生活當中。為克服這些問題，研究人員提出了許多方法，取得了一定的效果。本文介紹的利用相機陣列獲取視角圖像并用其合成元素圖像的方法，能夠有效解決上述問題。
　　 本文研究了該方法的三維圖像再現(xiàn)原理，并用實驗對其進行了驗證。除此之外，選用疊加透鏡陣列與之相配合，實現(xiàn)了無記錄串擾、無深度反轉(zhuǎn)的高質(zhì)量集成成像

3、顯示。具體內(nèi)容如下：⑴詳細介紹了三維顯示技術的發(fā)展歷史，將三維顯示技術按照是否需要佩戴立體眼鏡觀看三維圖像分為了眼鏡式三維顯示技術和自由立體三維顯示技術，并對這兩類顯示方法進行了舉例說明，分析了其記錄和顯示三維圖像的原理。其中，重點介紹了集成成像的發(fā)展現(xiàn)狀及其使用的分光器件。⑵介紹了集成成像技術的記錄和顯示原理，并分析了集成成像在記錄時的串擾成因、顯示時的深度反轉(zhuǎn)問題，基于利用元素圖像獲取子圖像的方法，研究了利用相機陣列獲取視角圖像、并

4、進一步合成元素圖像陣列的方法，并闡述了該方法在消除串擾、克服深度反轉(zhuǎn)、可制作大量元素圖像等問題上的優(yōu)勢。⑶分別對平行式相機陣列和會聚式相機陣列拍攝方式下的同名像點間距進行的計算分析，導出對應的三維圖像顯示位置計算方法，并設計實驗對其進行驗證。⑷介紹了狹縫光柵、柱面透鏡光柵在三維顯示技術中的應用，從而對光柵式結(jié)構(gòu)的分光原理進行了詳細說明。采用柱面透鏡光柵正交疊加代替大面積透鏡陣列，實現(xiàn)集成成像的三維圖像顯示。利用Zemax軟件對疊加透鏡和