[实用新型]一种基于视差屏障和柱透镜的自由立体显示系统

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种基于视差屏障和柱透镜的自由立体显示系统，属于三维立体显示技术领域。

背景技术

    现实世界是一个三维空间。立体显示历经助视立体显示、裸眼立体显示、全息成像到如今基于平板和投影技术的助视与裸眼立体显示。立体显示不但能提供物理深度暗示，也能提供心理深度暗示，以此让观察者感受到图像的深度感，从而营造三维空间。自由立体显示的实现方式有双目视差、自由立体显示、真三维显示、全息成像等。

自由立体显示有视差屏障、柱透镜显示、指向光源显示三种实现方式；其中视差屏障式和柱透镜显示技术是目前最常用的裸视立体显示方式。裸视立体显示技术允许观察者不配戴任何辅助设备就能获得深度信息。视差屏障与柱透镜技术都是依靠双目视差原理和人眼的主动调焦与会聚机制实现立体显示的。视差屏障利用液晶和偏振膜产生一组垂直条纹作为屏障，利用背光模块与屏障条纹将左右眼所见图像分隔使观察者看到三维图像。柱透镜技术利用透镜将图像分为子像素，左右眼从不同方向看到不同子像素从而得到三维图像。

    基于视差屏障的自由立体显示系统主要部件包括投影机、成像屏幕、视差屏障等，投影机在成像屏上输出画面，成像屏位于视差屏障之后，观察者通过视差屏障观察图像。

    上述方案虽然都实现了自由立体显示，但存在不足。视差屏障成像画面亮度降低，分辨率会随着显示器在同一时间显示影像的增加而降低。而现有柱透镜显示则与现有LCD液晶工艺不兼容，增加了工艺的复杂度和系统成本。

实用新型内容

    鉴于以上所述现有技术存在的问题和不足，本实用新型的目的是提供一种基于视差屏障和柱透镜的自由立体显示系统。该系统可以提高三维显示画面亮度，提高分辨率，构成大尺寸高清的裸视三维成像系统。

    为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

    一种基于视差屏障和柱透镜的自由立体显示系统，包括支架、投影机组、背投幕布、视差图像单元、柱透镜、视差屏障、微机、单路VGA分配器、VGA电缆、USB电缆，其特征在于：

    1) 所述投影机组并列于同一水平高度并置于视差屏障后侧；

    2) 在所述支架上面按顺序放置视差屏障、背投幕布、柱透镜，其中视差屏障最接近投影机组，柱透镜离投影机组最远，背投幕布置于中间且在柱透镜的焦平面上，视差屏障和柱透镜分别与背投幕布上的视差图像像素列偏移直至三维图像能完全显示；

    3) 所述投影机组所在平面的水平与竖直几何中线与背投幕布所在平面的水平与竖直中线分别共线；

4) 所述视差图像单元连接单路VGA分配器；所述单路VGA分配器通过VGA电缆连接投影机组；所述视差图像单元通过USB电缆连接微机。

上述背投幕布分辨率达4*1024*768；投影机组跟随旋转同步输出立体画面，投影机组分辨率大于4*1024*768像素，亮度大于300LUX。

上述视差图像单元由CycloneII2C35 FPGA（Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）、SAA7114(A/D模数转换接口)、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory，视频图形阵列)、NAND flash(NAND闪存)、VGA接口（Video Graphics Array，高清晰度多媒体接口）和电源管理等模块组成。计算机通过USB接口与视差图像单元进行通信，视差图像单元根据视角变换原理，生成源图像的视差图像。同时在视差图像单元运行时通过VGA接口向投影机组发送视频图像。

与现有技术相比，本实用新型具有如下突出的优点：

    本实用新型与基于视差屏障的真三维显示系统相比，由于投影机组同时向背投幕布投射多组图像，且采用透光率高的柱透镜成像，因此同时提高了合成图的分辨率与亮度，最终提高了立体效果。本实用新型成本较低、实现容易、最终三维图像的成像亮度与分辨率高。

附图说明

    图1基于视差屏障和柱透镜的自由立体显示系统的结构示意图。

    图2为视差图像单元结构框图。

具体实施方式