摘要：针对三维图像数据获取和显示结合的问题,本文设计了一种融合数据采集和显示的端到端系统。该系统根据人眼自然观察方式,采用对应的采集和显示方法提供对物体从输入(采集)端到输出(显示)端可视化的逼真体验。本文重点阐述了系统中采集、传输以及显示部分的软、硬件结构的设计实现,其中输入(采集)端使用相机阵列对物体进行采集,图像经过采集校正后传输到由投影阵列组成的输出(显示)端,进行投影校正后再投影到各向异性散射屏上,以多视真三维显示的方式进行显示。本文对不同参数下的实际物体显示效果进行了对比试验,结果表明,通过合理选择参数,该样机可以很好地以真三维的方式显示采集得到的图像。

摘要：研究了一种全屏体三维显示系统。以数字微镜器件(DMD)作为空间光调制器(SLM),将三维模型的螺旋切片序列投射到高速旋转的螺旋屏上,由于视觉暂留效应,切片序列便被人眼感知为360度可环视的三维立体图像。重点分析了基于全屏的成像空间的性能,研究了基于增强型体心立方(EBCC)采样算法的体素化策略。实验结果表明,增强型BCC采样算法较基于笛卡尔栅格的采样算法减少了30%的体素量,同时避免了体素模型出现空洞;基于全屏的体三维空间超过原来半屏体三维显示系统的4倍,生成的图像亮度均匀;在400mm×300mm×250mm的长方体形成像空间内显示的立体图像,可从360°范围内任意视点裸眼观看。

摘要：多视点自动立体显示有望成为今后主流的三维显示技术,它是一种无需借助任何辅助观察设备的多视点、多观察区、高分辨率、显示效果逼真的三维显示方式。阐述了基于多投影的多视点自动立体显示系统的设计原理,详细地描述了系统的软硬件构架,建立了基于多投影仪和水平光学各向异性显示结构的自动立体显示样机,开发了投影仪阵列自动校准系统,提高了投影仪的校准精度,避免了因投影仪数目多而导致的繁琐的校准过程。实验结果能够给观众带来逼真的三维视觉体验。

摘要：基于双螺旋屏幕扫描式的体显示系统,设计并实现了一种面向真实立体空间的三维数据场可视化方法。利用双螺旋屏幕的旋转运动扫描出均质稳定的图像空间,渲染过程中将规则的三维离散数据场分割成一组间隔均匀的螺旋切片,采用分层体绘制方法将这些数据切片渲染成一系列单独的切片图像。切片图像序列通过高频投影方式依次投射到图像空间,采用多线程技术实现投影时序与屏幕运动之间的同步机制,最终完整的三维图像被周期性地逐层扫描显示出来。实验结果表明,该方法输出的空间图像均匀清晰,呈现自然的立体状态,保留了固有的三维尺度,可以环绕显示器提供全方位的观察自由度。

摘要：建立了一个基于全息定向散射屏的光场三维(3D)成像系统,系统能够实现真实场景与虚拟场景的光场三维显示。详细地分析了光场三维显示在垂直全息定向散射屏下的视点图像内容和投影图像的生成方法,开发了相机采集校正算法和投影显示校正算法,完成了光场三维采集与显示系统的硬件结构设计和软件开发。实验进行了真实场景光场和虚拟场景光场的三维成像,实验结果验证了光场三维成像系统的可行性,同时证明系统中投影图像生成方法和校正算法是正确的。