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基本信息

項(xiàng)目名稱:
基于Volumetric 3D顯示原理與WPF平臺(tái)的3D旋轉(zhuǎn)三角錐的真實(shí)立體影像投射系統(tǒng)
小類:
信息技術(shù)
簡(jiǎn)介:
基于Volumetric 3D顯示原理與WPF平臺(tái)的3D旋轉(zhuǎn)三角錐的真實(shí)立體影像投射系統(tǒng)。采用Volumetric 3D顯示原理,將上位機(jī)所處理的Volumetric 3D數(shù)字圖像信號(hào)通過(guò)三角錐投影系統(tǒng)投射成真實(shí)影像,實(shí)現(xiàn)Volumetric 3D顯示效果。與傳統(tǒng)3D顯示相比,本系統(tǒng)具有裸眼3D顯示效果。同時(shí),本系統(tǒng)具有360度全息圖像顯示效果,使觀看者可以360度全方向觀看圖像。
詳細(xì)介紹:
基于Volumetric 3D顯示原理與WPF平臺(tái)的3D旋轉(zhuǎn)三角錐的真實(shí)立體影像投射系統(tǒng)采用Volumetric 3D顯示原理,將上位機(jī)所處理的Volumetric 3D數(shù)字圖像信號(hào)通過(guò)三角錐投影系統(tǒng)投射成真實(shí)影像,實(shí)現(xiàn)Volumetric 3D顯示效果。與傳統(tǒng)3D顯示相比,本系統(tǒng)具有裸眼3D顯示效果,使觀看者無(wú)需通過(guò)佩戴3D眼鏡就能達(dá)到3D顯示目的。同時(shí),本系統(tǒng)具有360度全息圖像顯示效果,使觀看者可以360度全方向觀看圖像。本系統(tǒng)采用WPF設(shè)計(jì)3D圖像,使系統(tǒng)可以方便的產(chǎn)生3D圖像,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單學(xué)習(xí),便可以自己設(shè)計(jì)3D模型,降低了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)成本。

作品圖片

  • 基于Volumetric 3D顯示原理與WPF平臺(tái)的3D旋轉(zhuǎn)三角錐的真實(shí)立體影像投射系統(tǒng)
  • 基于Volumetric 3D顯示原理與WPF平臺(tái)的3D旋轉(zhuǎn)三角錐的真實(shí)立體影像投射系統(tǒng)

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

設(shè)計(jì)目的: 通過(guò)三角錐投影系統(tǒng)投射成真實(shí)影像,實(shí)現(xiàn)Volumetric 3D顯示效果。本系統(tǒng)具有裸眼3D顯示效果。同時(shí),本系統(tǒng)具有360度全息圖像顯示效果,使觀看者可以360度全方向觀看圖像?;舅悸罚?基于Volumetric 3D顯示原理與WPF平臺(tái)的3D旋轉(zhuǎn)三角錐的真實(shí)立體影像投射系統(tǒng)由上位機(jī)軟件產(chǎn)生的3D數(shù)字圖像信號(hào),同時(shí)對(duì)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)進(jìn)行調(diào)速,使其達(dá)到600RPM的恒定轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)速恒定之后,投影機(jī)需要獲得平臺(tái)的相位信號(hào),來(lái)保證投影的第一個(gè)圖像與反射鏡的相位一致,才能正確投影和反射出3D影像。當(dāng)投影機(jī)正確投影出數(shù)字圖像信號(hào)圖像,投影機(jī)接下來(lái)投影的圖像將與轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)保持相同的方向相同的速率轉(zhuǎn)動(dòng),即當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)了一周360°后,投影機(jī)中的360個(gè)圖像恰好投影完一次。利用人眼的視覺殘留效果,產(chǎn)生投影圖像連續(xù)的感官效應(yīng)。從而產(chǎn)生體三維視覺效果。創(chuàng)新點(diǎn): 本課題集合了傳統(tǒng)3D顯示及Volumetric 3D顯示的優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了Volumetric 3D裸眼顯示,并且有圖像色深高、圖像分辨率高、能耗低、成本低和生產(chǎn)周期短的優(yōu)點(diǎn)。主要技術(shù)指標(biāo): 1.顯示類型:Volumetric 3D顯示 2.觀看角度:360° 3.圖像尺寸:13cm-25cm 4.屏幕旋轉(zhuǎn)頻率:1800 rpm 5.體 像 素:60-200 6.每楨像素:768*768 7.角分辨率:6° 8.刷 新 率:≥20Hz 9.色深:抖動(dòng)色 B&W或雙色

科學(xué)性、先進(jìn)性

三維顯示大致分為四類:體視三維顯示、全息三維顯示、透視三維顯示和體三維顯示。體三維顯示是在真實(shí)的物質(zhì)空間內(nèi)表達(dá)三維信息,不再需要將三維數(shù)據(jù)映射到二維表面上,可同時(shí)從幾乎所有角度來(lái)再現(xiàn)空間信息,由此得到的三維圖像同時(shí)具有水平視差和垂直視差,直接觀看即可獲得三維效果,并且在各個(gè)方向上都具有連續(xù)視場(chǎng),可從寬廣的角度觀察,多數(shù)體三維顯示配置滿足360°環(huán)視要求。觀察者在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,仍能接收到維持該圖像三維外觀所需的視覺暗示,可在離開圖像任意可視距離處觀看而不會(huì)丟失三維感知。圖像的真實(shí)三維性和視點(diǎn)的幾乎不受限制性是體三維顯示比面三維顯示優(yōu)越的最主要表現(xiàn)。體3D立體顯示技術(shù)是一種全新的三維顯示技術(shù)。相對(duì)于傳統(tǒng)立體顯示器??朔藗鹘y(tǒng)立體顯示技術(shù)需要借助輔助設(shè)備的缺陷嗎,更具真實(shí)性。該技術(shù)的突破,將在虛擬現(xiàn)實(shí)和仿真領(lǐng)域產(chǎn)生重大的影響,在科學(xué)分析和科學(xué)可視化方面有著廣泛的應(yīng)用。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

本作品2011年4月于本校通過(guò)鑒定。

作品所處階段

中試階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

獨(dú)家轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

實(shí)物、產(chǎn)品、現(xiàn)場(chǎng)演示

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

立體顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,部分產(chǎn)品已用在地鐵、機(jī)場(chǎng)和商場(chǎng)等公共場(chǎng)所。將未來(lái)可應(yīng)用于以下領(lǐng)域:(1)廣告及景觀展示。可加深觀眾印象。(2)娛樂行業(yè)。進(jìn)行立體游戲、觀賞立體影片,360°旋轉(zhuǎn)視角,帶來(lái)超完美的視覺享受。(3)科學(xué)研究領(lǐng)域。提供空間顯示技術(shù),可獲得微觀結(jié)構(gòu)的直觀圖像,可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模顯示,作為科研的輔助工具,可進(jìn)行遠(yuǎn)程工程控制。(4)工業(yè)及建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域。幫助設(shè)計(jì)者在三維空間展示設(shè)計(jì)。(5)此外,還可應(yīng)用于醫(yī)療、軍事、城市規(guī)劃等領(lǐng)域。 韓國(guó)Display Bank Co.Ltd.預(yù)測(cè)指出,到2015年3D顯示器市場(chǎng)規(guī)模將擴(kuò)大至158億美金。隨著低分辨率及易使觀看者疲勞的問題解決,3D顯示器市場(chǎng)將會(huì)急速成長(zhǎng)。 我們?cè)O(shè)計(jì)的體3D顯示器,打破了原有的3D立體顯示器技術(shù),觀眾在不需要輔助設(shè)備的情況下全方位觀看立體影像,我們所做的顯示器力爭(zhēng)最小成本,擁有最高的質(zhì)量。低廉的價(jià)格、先進(jìn)的技術(shù)與優(yōu)越的品質(zhì)會(huì)為我們帶來(lái)大量的市場(chǎng)。

同類課題研究水平概述

國(guó)內(nèi): 1999年在深圳高新技術(shù)交易會(huì)上,國(guó)內(nèi)有4家單位進(jìn)行視頻立體顯示技術(shù)的展示:天津三維技術(shù)公司、天津長(zhǎng)城電視機(jī)廠、中國(guó)科技開發(fā)院威海分院、深圳萬(wàn)歷投資公司。近年來(lái)多所高校都進(jìn)行了體3D顯示器的相關(guān)研究,并將科研成果迅速轉(zhuǎn)化為實(shí)用技術(shù),如北京航空航天大學(xué)在分布式飛行模擬方面的應(yīng)用;浙江大學(xué)在建筑方面進(jìn)行虛擬規(guī)劃、虛擬設(shè)計(jì)的應(yīng)用;哈爾濱工業(yè)大學(xué)在人際交互方面的應(yīng)用;清華大學(xué)對(duì)臨場(chǎng)感的研究等。國(guó)外: 上世紀(jì)四十年代就已開始對(duì)此方面進(jìn)行研究,因?yàn)轱@示精度等方面的原因,一直沒有一個(gè)成型的系統(tǒng)。近年來(lái)美國(guó)的耶魯、麻省理工學(xué)院等大學(xué)一直在進(jìn)行相關(guān)研究,其國(guó)內(nèi)的幾家公司也提出了自己的原型化的系統(tǒng),而 NASA 同 GENEX 在內(nèi)的多家美國(guó)公司合作,致力于將體3D球狀顯示技術(shù)應(yīng)用于航空宇航和地球科學(xué)研究等領(lǐng)域。美國(guó)的 Johns Hopkins Hospital 和 Georgetown University 也開展了利用體3D顯示技術(shù)進(jìn)行癌癥診斷方面的研究工作。德國(guó)的 Technical University of Braunschweig 的飛行器導(dǎo)航和控制研究所也開發(fā)了相應(yīng)的原型化系統(tǒng)。德國(guó)的NewrSight公司2007年展出不需要佩戴任何輔助性視覺工具的立體電視,該電視的圖像由8部攝像機(jī)從不同角度拍攝的。其分離式(Pardlax)三維顯示技術(shù)可以把普通視頻通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換芯片,將一個(gè)圖像拆解成8個(gè)視圖,并以不同的方向分別投射在同一個(gè)裝有特制濾光鏡的液晶顯示器上,最終合成一個(gè)可以直接用肉眼感覺的三維視圖。該公司的三維顯示技術(shù)覆蓋了從內(nèi)容轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)讲シ诺娜款I(lǐng)域。日本NHK科技研究所等公司用兩架液晶或CRT背投機(jī)同時(shí)向多透鏡平面分別投射左右眼立體重疊圖像,制成了大屏幕的立體顯示器。日立研究所開發(fā)出使用兩臺(tái)投影儀的正投式立體顯示器。他們采用高亮度節(jié)電型“指向性反射屏幕方式”,在屏幕上投射兩個(gè)錯(cuò)開的圖像,分別對(duì)應(yīng)左右兩眼的焦點(diǎn),以此來(lái)實(shí)現(xiàn)立體圖像的視覺效果。兩臺(tái)投影儀以兩眼間距的間隔井排向屏幕上投影。屏幕是由水平方向上向投影儀位置聚光的“反射板”和僅在垂直方向上散射光的“透鏡板”組成。根據(jù)這一結(jié)構(gòu),投射的圖像只能在水平方向上的特定位置反射或聚光。因此,兩臺(tái)投影儀如果保持兩眼間距的話,投射的圖像就會(huì)分別在左右兩眼形成錯(cuò)開的焦點(diǎn)。
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