[发明专利]一种采用LED 3D屏幕的CAVE显示系统及方法

说明书

本发明公开了一种采用LED 3D屏幕的CAVE显示系统及显示方法，该方法包括以下步骤：采集3D眼镜上红外标记点的坐标位置；利用所述坐标位置估算出用户双眼的位置；根据所述位置计算得到相对所述3D眼镜显示的两组画面；在LED 3D屏幕上交替显示所述两组画面；对所述3D眼镜进行左、右镜片开关切换，切换频率与所述两组画面交替显示的切换频率相配合。通过本发明的技术方案，区别于现有的CAVE系统，虚拟显示空间适用于光线较强的环境，可实际应用在明亮的室内环境，甚至室外环境；虚拟显示空间画面色彩饱和度高，显示屏间拼接无缝，给用户很好的观看效果；使用寿命长。

技术领域

本发明涉及数据显示技术领域，具体涉及一种采用LED 3D屏幕的CAVE显示系统及方法。

背景技术

CAVE系统可以应用于任何具有沉浸感需求的虚拟仿真应用领域。例如，虚拟设计与制造，虚拟演示，协同规划等等，应用十分广泛。现有的大部分CAVE系统中，虚拟显示空间的墙壁通常由背投影墙组成。地面部分的显示除了可以进行背投，还可以在显示空间上方安置投影仪投影到地面上。而随着技术的发展，也出现了由LCD 3D拼接屏或大尺寸LCD 3D屏代替投影显示的技术。但是仍然缺少使用LED 3D屏幕作为CAVE系统显示的方式。

现有技术中两种常见的CAVE系统。

(一)基于背投影墙的CAVE系统

CAVE系统虚拟显示空间是由3个面以上(含3面)硬质背投影墙组成。系统利用多通道视景同步技术，在投影墙上显示整个三维场景内容。用户站在虚拟显示空间内，并佩戴用于观看影墙三维成像的3D眼镜，其中3D眼镜上附着红外标记点。在虚拟显示空间的角落上分别放置红外摄像头。由于3D眼镜上红外标记点的位置和用户的人眼位置相距不大，对比整个系统的规格，可以忽略不计，从而系统利用红外摄像头获取红外标记点的位置参数以获取用户人眼的位置参数。系统根据获得的用户人眼位置参数，调整影墙图像以匹配用户观看的当前位置(例如：离影墙近画面就会放大，离影墙远画面就会缩小)。并且结合画面校准系统，校准折角处的画面，使显示图像不会产生畸变。

(二)基于LCD 3D拼接屏或基于大尺寸LCD屏的CAVE系统

该技术原理和技术(一)基本一致，但虚拟显示空间由背投影墙替换成LCD 3D拼接屏或大尺寸LCD屏构成(除地屏)，并且改变成显示相匹配的渲染通道和拼接处理器。

然而，现有技术中的CAVE系统存在以下缺点：

技术(一)中由背投影墙构成虚拟显示的CAVE系统需要在环境较暗才能看清，对环境光线要求高。并且显示画面的色彩饱和度不高，观看效果不佳。投影机寿命较短。

技术(二)中基于LCD 3D拼接屏或基于大尺寸LCD屏的CAVE系统，虽然比起背投影墙不需要对环境光线有过高的要求，色彩饱和度也更高，但是长期使用，会造成单元间亮度与色彩衰减不一致，并不可恢复。此外LCD屏间还有物理拼缝，影响观看效果。大尺寸LCD屏还存在不好运输的问题。

随着显示屏制造技术的提高，出现了LED 3D显示屏。LED 3D显示屏自体发光，不受环境光线限制；显示画面色彩饱和度高、显示屏间拼接无缝、使用寿命长。如果它可应用于CAVE系统中，就可以大大减少现有CAVE系统中各种终端显示的局限性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种采用LED 3D屏幕的CAVE系统显示方法，该方法包括以下步骤：

1)采集3D眼镜上红外标记点的坐标位置；

2)利用所述坐标位置估算出用户双眼的位置；

3)根据所述位置计算得到相对所述3D眼镜显示的两组画面；

4)在LED 3D屏幕上交替显示所述两组画面；