[發明專利]眾視點裸視三維數字立體投影顯示系統

無效

• 申請號: 201410108065.8
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN103888757A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 竇文華;郭龍飛;肖立權;彭超;任雙印;魯佳;李寶亮;周樂文;韓崗;錢悅;蘇醒;任斌;葉進;覃晨
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: H04N13/04
• 分類號: H04N13/04;H04N5/74
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪;譚武藝

技術領域

本發明涉及三維立體顯示技術領域，具體涉及一種眾視點裸視三維數字立體投影顯示系統。

背景技術

三維立體顯示技術在信息技術、航空航天、醫療和科學研究等領域有著廣泛的應用。傳統的三維立體顯示技術主要借助眼鏡、頭盔等輔助器材使觀察者獲得視覺立體感，但長時間觀看會導致觀察者出現頭暈、惡心等不良反應。真三維顯示技術是全新的三維立體顯示技術，是指用戶不借助任何輔助設備就可以在較大角度內自由清晰地觀看三維場景的三維顯示技術。用戶在觀看時可以自由靈活地變換觀察位置，而且不會出現不良反應，真三維顯示技術在視景仿真、醫學生物成像和游戲娛樂等領域具有廣闊的發展前景，

目前，已有的真三維顯示技術包括集成成像顯示技術、體三維顯示技術和全息三維顯示技術。這三種技術目前都處于研究和發展中，還不能同時具備屏幕大尺寸、裸視、真彩色、動態、眾視點、長時間觀看無不良生理反應、實用性強等重要特性，尚不能較好的滿足科學研究、國民經濟和國防建設的各個領域對真三維顯示的要求。其中，集成成像顯示技術目前仍處于研究階段，距離實用仍有很大差距；體三維顯示技術也處于探索研究中，存在消隱困難、色彩不豐富、體顯示空間小等問題；全息三維顯示技術實現了真三維靜態顯示，但是很難實現真三維動態顯示。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種能夠實現立體場景信息的實時采集與復現、支持裸視、支持多觀察視點、支持顯示場景的真彩色和大尺度、顯示效果逼真、觀察效果流暢、實現簡單、應用范圍廣的眾視點裸視三維數字立體投影顯示系統。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種眾視點裸視三維數字立體投影顯示系統，包括全景信息采集模塊、全景信息處理模塊、全景信息同步解碼模塊和全景投影顯示模塊，所述全景信息采集模塊包括多個用于對被采集立體場景進行信息采集的攝像機，所述多個攝像機之間呈陣列布置，所述全景投影顯示模塊包括投影儀陣列和全息顯示屏，所述全息顯示屏設于投影儀陣列與用戶之間，所述投影儀陣列包括用于對被采集立體場景進行信息還原的多個投影儀，所述多個投影儀之間呈陣列布置且與多個攝像機之間的排列方式相同，所述全息顯示屏為用于對投射到屏幕表面的光信號產生全息干涉實現對被采集立體場景進行光場復現的光學薄膜；所述攝像機分別與全景信息處理模塊相連，所述全景信息處理模塊通過網絡與全景信息同步解碼模塊相連，所述全景信息同步解碼模塊分別與各個投影儀相連，所述攝像機分別對被采集立體場景進行信息采集并將采集的光場信息數據分別通過全景信息處理模塊發送給全景信息同步解碼模塊，所述全景信息同步解碼模塊對收到的光場信息數據進行同步以及解碼后分別通過各個投影儀投影在全息顯示屏上，所述全息顯示屏對投射到屏幕表面的光信號產生全息干涉實現對被采集立體場景進行光場復現。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述多個攝像機沿著同一條直線排列布置，且所述多個攝像機之間的光軸相互平行，任意兩個相鄰的攝像機之間的距離相等；所述多個投影儀沿著同一條直線排列布置，且所述多個投影儀之間的光軸相互平行，任意兩個相鄰的投影儀之間的距離相等；所述任意兩個相鄰的攝像機之間的距離與任意兩個相鄰的投影儀之間的距離相等。

本發明眾視點裸視三維數字立體投影顯示系統具有下述優點：

1、本發明為基于全息功能屏實現的裸視大尺寸、真彩色、動態沙盤式的真三維顯示系統，用戶不需借助其他器材設備，憑裸眼即可觀察到立體場景的的裸眼三維顯示效果，有效地解決了現有真三維顯示系統存在的顯示尺寸小、長時間觀察容易造成頭暈和疲勞、分辨率低、需要復雜機械機構、不能實時顯示等問題，而且支持水平視差、眾視點、動態場景顯示（25場景/秒）、長時間觀看時無不良生理反應、真三維視景的實時采集與顯示等功能；而且本發明的顯示屏幕可依攝像機以及投影儀的陣列規模和用戶觀測需求制成較大尺寸，使用戶獲得更好的觀察效果。

2、、本發明對場景信息用多路視頻進行采集，并通過密集的投影儀陣列進行播放，使用戶在屏幕前方可獲得多個視點的視覺信息，因此本發明的眾視點裸視三維立體顯示系統具有多個視點，能夠為用戶提供更大的觀察空間，用戶可以靈活地變化觀察位置，獲得不同角度的場景信息。