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固态体积式真三维显示系统及性能优化

固态体积式真三维显示系统及性能优化

作者：芦云龙合肥工业大学

学位级别：硕士

真三维技术相比视差型三维显示技术,具有深度空间,无需佩戴辅助设备,可以多人多视角观看;相比全息式三维显示,它更易实现动态显示和真彩色。固态体积式真三维显示作为真三维显示中重要的一种实现方式,具有非常重要的研究价值和广阔的应... 详细信息

真三维技术相比视差型三维显示技术,具有深度空间,无需佩戴辅助设备,可以多人多视角观看;相比全息式三维显示,它更易实现动态显示和真彩色。固态体积式真三维显示作为真三维显示中重要的一种实现方式,具有非常重要的研究价值和广阔的应用空间。本文中首先介绍三维显示技术的多种类型,分析真三维技术的一些应用场景,从而引出固态体积式真三维的研究目的及意义。基于系统的整体架构,结合视觉机制对真三维显示原理进行说明。探究液晶光阀显示体的光电特性和成像亮度分布,介绍了算法原理和相关软硬件技术基础及实现方式。研究真三维系统的性能优化,期望得到更好的立体显示质量。文章的核心内容为系统的性能优化,通过对比度增强使成像更加清晰,灰度级提升解决图像模糊,显示更多图像细节,灰阶校正解决图像显示偏色问题,闪烁研究减轻显示闪烁感。最后搭建了系统平台,在样机上验证了对比度增强、灰度级提升、灰阶校正、闪烁等优化均取得一定效果。真三维样机能够呈现清晰、色彩丰富、无色偏、闪烁感低的立体显示画面。

关键词：真三维固态体积式灰度级灰阶校正对比度闪烁

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固态体积式真三维立体显示系统成像算法研究

固态体积式真三维立体显示系统成像算法研究

作者：张应松合肥工业大学

学位级别：硕士

固态体积式真三维立体显示系统所显示的立体图像同时具有心理景深和物理景深,观看视角较大,观众无需佩戴专用设备,所显示的立体图像效果逼真,因此无论是在军事领域、民用领域还是医疗领域,都有着极其广阔的应用空间。本文介绍了目前主... 详细信息

固态体积式真三维立体显示系统所显示的立体图像同时具有心理景深和物理景深,观看视角较大,观众无需佩戴专用设备,所显示的立体图像效果逼真,因此无论是在军事领域、民用领域还是医疗领域,都有着极其广阔的应用空间。本文介绍了目前主流的立体显示技术,结合国内外现状,将固态体积式真三维立体显示技术与其它立体显示技术作出对比,引出本课题的目的和意义;介绍了固态体积式真三维立体显示系统成像原理及系统架构,探讨了系统成像算法,包括视频驱动、显示体驱动和灰阶校正三个子模块及算法,并对相应算法存在的问题及解决方案做了详细讨论论证;文章最后,介绍了成像算法三个子模块的具体设计,包括硬件平台和软件架构;进行了系统搭建及验证,结果表明,系统立体显示效果较好,能够实现成像算法所描述的各项功能。本文的重点在于对系统调试初期所具有的“深度不连续”、“闪烁”及“色偏”等缺陷进行理论探究,并结合当前的硬件架构对成像算法进行优化。针对“深度不连续”缺陷提出了基于分类映射的深度抗锯齿方法,针对“闪烁”缺陷提出抗闪烁显示体驱动方法,针对“色偏”缺陷提出了灰阶校正等。系统搭建及效果验证表明,优化后的算法可以很好的消除这些缺陷,提高固态体积式真三维立体显示系统显示效果。

关键词：固态体积式真三维立体显示深度抗锯齿抗闪烁灰阶调制

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固态体积式真三维显示系统若干关键技术研究

固态体积式真三维显示系统若干关键技术研究

作者：朱尧合肥工业大学

学位级别：硕士

固态体积式真三维显示技术以真实的三维空间为显示体，同时具有心理景深和真实的物理景深，是最具前景的三维显示技术之一。本文首先分别介绍视差型三维显示技术和真三维显示技术，然后对固态体积式真三维显示技术进行研究，并成功研制... 详细信息

固态体积式真三维显示技术以真实的三维空间为显示体，同时具有心理景深和真实的物理景深，是最具前景的三维显示技术之一。本文首先分别介绍视差型三维显示技术和真三维显示技术，然后对固态体积式真三维显示技术进行研究，并成功研制了工程样机。本文介绍了固态体积式真三维显示系统的硬件系统，并设计电源及热管理系统，为硬件系统的稳定工作提供保障。依据液晶光阀的电控光学特性设计基于MOSFET场效应管的H桥式驱动电路，实现了液晶光阀在散射态和透明态之间的切换。本文研究了海量高速数据传输的限制因素，采用动态调相技术保证了海量高速数据的可靠传输。针对由深度方向分辨率较低导致的立体显示分层问题，提出深度抗锯齿算法，将深度方向的分辨率由20提高至304，基本解决分层问题。本文设计了立体图像重构算法，提高了等效数据位宽，从而降低了系统工作频率。通过实验研究液晶光阀的响应特性，确定了液晶光阀的电极引出方式，并消除温度的影响，最终通过提高液晶光阀刷新频率解决了闪烁问题。最后，本文搭建真三维显示系统，并进行验证。验证结果表明：本系统能够实现三维立体显示，且显示效果逼真，满足设计要求。

关键词：真三维固态体积式关键技术显示

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固态体积式立体显示器光学引擎照明系统设计

固态体积式立体显示器光学引擎照明系统设计

作者：杨光磊合肥工业大学

学位级别：硕士

固态体积式真三维立体显示通过高速投影光学引擎将图像信息投影至具有物理深度的显示体上,利用人眼的视觉暂留产生纵深感。显示体一般由20层液晶光阀层叠构成,为了避免闪烁投影频率需要达到1200Hz;显示体透光率较低,为了实现高亮图像显... 详细信息

固态体积式真三维立体显示通过高速投影光学引擎将图像信息投影至具有物理深度的显示体上,利用人眼的视觉暂留产生纵深感。显示体一般由20层液晶光阀层叠构成,为了避免闪烁投影频率需要达到1200Hz;显示体透光率较低,为了实现高亮图像显示需要照明系统亮度较高;液晶光阀对不同波长光的透过率不同,为了避免图像颜色偏差需要照明系统色温可调。因此固态体积式真三维立体显示光学引擎照明系统必须满足高投影速率、高亮度以及色温可调。本文分析了常见投影光学引擎的特点,根据要求设计了基于三片数字微镜器件的投影光学引擎照明系统。理论计算了光源的光通量,并结合液晶光阀的透过率曲线对计算值进行修正。考虑到亮度、散热、寿命等因素,采用了大功率红、绿、蓝光LED加白光LED的光源方案。针对LED的发光特性,设计了混合集光方式准直器对LED出射的光线进行收集。为了缩小光源体积,采用X-Cube棱镜将红、绿、蓝光合色。基于光学扩展量守恒原理,设计了实心方棒进行匀光。利用TIR棱镜组和Philips棱镜组构成分色合色系统,实现空间分色合色。根据设计参数在光学软件中建模仿真,验证并优化了照明系统设计。基于理论设计和光学仿真,开发了真三维样机并进行了实际测试。测试结果表明：经过准直器出射的光线发散角度约为±20。,投影镜头出射的光通量为1388.61lm,屏前平均显示亮度为123cd/m2,色彩饱和度达到78.43％ NTSC标准色域,显示图像颜色丰富,立体感较强,无人眼感知的闪烁。设计的照明系统满足固态体积式真三维立体显示器的要求。

关键词：固态体积式真三维立体显示照明系统 LED 准直器