多视点自由立体显示串扰分析与理论建模

发布时间：2017-10-15 19:27

  本文关键词：多视点自由立体显示串扰分析与理论建模

  更多相关文章： 立体技术 狭缝光栅 自由立体显示 串扰 建模

【摘要】：立体信息技术有着非常广泛的应用前景,可以用于科研、军事、教育、工业、医疗、体育、娱乐等诸多领域,已成为国家和社会发展战略中的热点技术。串扰对立体显示的效果影响很大,是引起立体观看不舒适感的重要原因之一。本文主要对多视点狭缝光栅自由立体显示器的视区分布、串扰成因和降低串扰等关键问题展开了研究,主要研究工作和成果体现在以下几个方面:首先,对多视点狭缝光栅自由立体显示器的视区分布进行了深入的研究。通过计算狭缝光栅光路方程,建立了狭缝光栅自由立体显示器的视区分布模型,计算给出了合适的立体观看位置和视区范围。仿真结果验证了视点视区的不连续性以及串扰区的分布特征。可以用来对狭缝光栅自由立体显示器参数进行校正,有效地降低了光栅设计难度,提高光栅设计的准确度。然后,对多视点自由立体显示的串扰成因进行了分析,推导出了无串扰观看点与光栅参数之间的关系;分别对垂直于显示器方向和平行于显示器方向的串扰进行分析与计算,建立了串扰模型。通过对屏前三维空间视点光强进行仿真,进一步验证了串扰模型的准确性,为自由立体显示系统的最佳设计与具体实现奠定仿真基础。再者,针对基于倾斜狭缝光栅的自由立体显示器,利用仿真模型研究串扰、视区与光栅倾斜角度的关系。通过对屏前三维空间内的水平和垂直方向的光强进行仿真,发现光栅倾斜角度增加时视区的变化情况,对这种现象进行了合理的理论解释。从串扰角度分析了倾斜角度的取值范围,推导出了光栅倾斜角度的理论上限值。最后,基于前述研究成果,设计了一种新型的挡板结构来降低多视点自由立体显示设备的串扰,扩展了无串扰立体视区范围,改善了现有自由立体显示观看位置受限的问题,通过仿真证实了这种结构的有效性。
【关键词】：立体技术 狭缝光栅 自由立体显示 串扰 建模
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN873
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 立体视觉原理概述10-13
• 1.1.1 人眼视觉基本特性10
• 1.1.2 人类立体视觉10-13
• 1.2 串扰模型的国内外研究现状13-14
• 1.3 本文的主要贡献14-15
• 1.4 本文的结构安排15-17
• 第二章 立体视觉特性与感知不舒适分析17-41
• 2.1 立体视觉的产生17-24
• 2.1.1 双目立体视觉17-21
• 2.1.2 单目立体视觉21-22
• 2.1.3 双目和单目立体视觉的相互联系22-24
• 2.2 立体视觉不舒适感的诱因24-29
• 2.2.1 立体显示技术引起的不舒适感24-27
• 2.2.2 调节-会聚矛盾导致的不舒适感27-28
• 2.2.3 串扰引起的不舒适感28-29
• 2.3 不同立体显示技术串扰产生的因素29-40
• 2.3.1 带辅助视具的立体显示设备串扰产生机理30-35
• 2.3.2 光栅式自由立体显示串扰产生机理35-40
• 2.4 本章小结40-41
• 第三章 多视点系统结构与串扰测量41-57
• 3.1 多视点图像获取技术41-43
• 3.2 多视点显示用光栅的主要技术指标及其特性43-45
• 3.2.1 光栅的主要技术指标43
• 3.2.2 光栅的主要材质43-44
• 3.2.3 莫尔条纹44-45
• 3.3 立体图像串扰的定义45-47
• 3.3.1 串扰的一般定义45-46
• 3.3.2 多视点自由立体显示串扰的定义46-47
• 3.4 多视点自由立体显示串扰的测量方法47-50
• 3.4.1 测量设备与环境要求建议48
• 3.4.2 测量方法和测量步骤建议48-50
• 3.5 串扰图像主观评测的一般原则50-56
• 3.5.1 图像/视频主观评测的基本方法50-54
• 3.5.2 立体图像串扰主观评测流程建议54-56
• 3.6 本章小结56-57
• 第四章 基于视区分析的狭缝光栅自由立体串扰模型57-76
• 4.1 多视点立体视区定义57-58
• 4.2 无串扰观看点分析58-60
• 4.3 多视点自由立体显示视区间串扰模型60-66
• 4.3.1 单视点的视区范围60-61
• 4.3.2 屏前多个视区的分布模型61-63
• 4.3.3 多视点视区间串扰分布模型63-66
• 4.4 实验结果与分析66-72
• 4.4.1 视区分布仿真结果66-69
• 4.4.2 串扰分布仿真结果69-72
• 4.5 狭缝光栅最佳倾斜角度的确定72-75
• 4.5.1 倾斜光栅串扰建模分析73
• 4.5.2 仿真实验与结果讨论73-75
• 4.6 本章小结75-76
• 第五章 一种降低多视点自由立体显示系统串扰的方法76-94
• 5.1 挡板式自由立体显示系统的基本结构76-82
• 5.1.1 挡板-狭缝光栅一体结构77-81
• 5.1.2 挡板-显示屏一体结构81-82
• 5.2 仿真分析与验证82-87
• 5.3 两种结构的性能比较87-91
• 5.4 本设计需要改进的地方91-93
• 5.5 本章小结93-94
• 第六章 结论与展望94-96
• 6.1 全文总结94
• 6.2 进一步的工作展望94-96
• 参考文献96-106
• 发表论文和科研情况说明106-107
• 致谢107-108

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本文编号：1038184