固態(tài)體積式真三維顯示關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文的主要研究工作是在國(guó)家863高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目----新型三維顯示器技術(shù)（2012AA011901）、廣東省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目----新型三維立體顯示關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用(2011A010801003)的支持下開(kāi)展和完成的。-體顯示是目前實(shí)現(xiàn)真三維顯示的主流技術(shù)路徑之一，而靜態(tài)體積式顯示無(wú)任何移動(dòng)部件，具有非常高的發(fā)展?jié)摿?。本文闡述了真三維顯示的視覺(jué)機(jī)理和顯示特性，研究并實(shí)現(xiàn)了海量顯示數(shù)據(jù)的高速實(shí)時(shí)處理方法;研究了深度

2、抗鋸齒、灰度級(jí)修正、閃爍評(píng)價(jià)及優(yōu)化等真三維成像質(zhì)量的提升與優(yōu)化方法;完成了真三維顯示原型樣機(jī)的研制。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴真三維顯示的視覺(jué)機(jī)理與成像分析。討論了視覺(jué)暫留、似動(dòng)現(xiàn)象及人眼的空間與時(shí)間分辨率，這些視覺(jué)特性是形成真三維顯示的基礎(chǔ)。闡述了體素、顯示空間及真三維成像的原理和特點(diǎn)，提出了“體柱”的概念。利用全光函數(shù)分析研究了真三維顯示的數(shù)據(jù)流量。相關(guān)視覺(jué)機(jī)理和成像基礎(chǔ)的研究，為真三維顯示系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。⑵

3、海量顯示數(shù)據(jù)的高速實(shí)時(shí)處理方法研究與實(shí)現(xiàn)。分析了真三維顯示數(shù)據(jù)的處理流程，提出了體數(shù)據(jù)的生成和編碼傳輸方法。闡述了圖像預(yù)處理方法、圖像引擎的設(shè)計(jì)目標(biāo)和功能描述。深入研究了圖像引擎數(shù)據(jù)處理過(guò)程中的數(shù)據(jù)格式變換及地址映射方法，建立了相關(guān)的數(shù)學(xué)模型。在理論研究的基礎(chǔ)上提出了真三維圖像引擎的FPGA實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)現(xiàn)了海量顯示數(shù)據(jù)的高速實(shí)時(shí)處理。⑶真三維成像質(zhì)量提升和優(yōu)化方法研究。針對(duì)真三維顯示中由于顯示體結(jié)構(gòu)和光電特性等引起的各種顯示缺陷，在理論

4、研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上提出了一系列顯示質(zhì)量改善方法。針對(duì)深度不連續(xù)問(wèn)題，提出了一種基于分類(lèi)映射的深度抗鋸齒算法。提出了層間梯度的概念，分析了不同映射類(lèi)型對(duì)于深度連續(xù)性的影響，給出了體素映射類(lèi)型的判定算法。針對(duì)灰度級(jí)失真問(wèn)題，在分析顯示體光電特性的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出成像亮度變化函數(shù)及灰度級(jí)偏差。通過(guò)調(diào)整顯示體驅(qū)動(dòng)時(shí)序及重新分配子幀，結(jié)合反伽馬校正，實(shí)現(xiàn)了灰度級(jí)的修正。針對(duì)真三維顯示的閃爍優(yōu)化問(wèn)題，提出了一種時(shí)間對(duì)比敏感度函數(shù)加權(quán)幅值譜對(duì)比度的閃

5、爍程度評(píng)價(jià)模型及一種層間交織掃描的顯示體刷新方法，完成了兩組視覺(jué)感知實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析驗(yàn)證了評(píng)估模型的準(zhǔn)確性和刷新方法的有效性。⑷真三維顯示系統(tǒng)原型樣機(jī)的研制與實(shí)現(xiàn)。提出了真三維顯示系統(tǒng)的整體架構(gòu)方案，詳細(xì)論述了顯示數(shù)據(jù)處理電路、投影光路、顯示體及驅(qū)動(dòng)等子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與裝配。重點(diǎn)闡述了(曲時(shí))P控制電路的數(shù)據(jù)接收和數(shù)字微鏡器件的復(fù)位時(shí)序設(shè)計(jì)、光路結(jié)構(gòu)和光源設(shè)計(jì)、顯示體光電特性和驅(qū)動(dòng)方法設(shè)計(jì)。對(duì)系統(tǒng)的主要性能參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試和評(píng)價(jià)，并進(jìn)行了