高分辨率的投影式立体显示器设计.docx

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1、本科毕业设计（论文）题目：高分辨率的立体式投影显示器设计此为Word版本，下载后可直接复制粘贴，需要的可以放心下载为了实现多视点不同立体图像的高分辨率显示，本课题设计了一种投影式立体显示器,利用方向性反射屏和方向性散射膜来实现图像的显示，同时采用柱透镜光栅和多个投影仪来实现多视点不同立体图像的显示。本文主要介绍了方向性反射屏、方向性散射膜、柱透镜光栅、投影仪的设计和制作方法，以及多视点不同立体图像的生成和选择方法。最后，通过实验的结果和性能分析，证明了本系统的高分辨率和多视点立体显示的可行性和优越性。关键词：投影式立体显示器；方向性反射屏；方向性散射膜；柱透镜光栅；多视点立体显示Abstrac

2、tInordertoachievehigh-resolutiondisplayofmulti-viewpointstereoimages,thisprojectdesignsaprojection-typestereodisplayusingdirectionalreflectionscreenanddirectionalscatteringfilmtodisplayimages,andusescylindricallensgratingsandmultipleprojectorstodisplaydifferentstereoimagesfrommultipleviewpoints.This

3、papermainlyintroducesthedesignandmanufacturingmethodsofdirectionalreflectionscreen,directionalscatteringfilm,cylindricallensgratings,projectors,aswellasthemethodsforgeneratingandselectingdifferentstereoimagesfrommultipleviewpoints.Finally,throughexperimentalresultsandperformanceanalysis,thehighresol

4、utionandfeasibilityandsuperiorityofthemulti-viewpointstereodisplaysystemareproven.Keywords:projection-typestereodisplay;directionalreflectionscreen;directionalscatteringfilm;cylindricallensgrating;multi-viewpointstereodisplay第1章题目背景和研究意义11. 1高清上体显示技术发展概述11.2 立体显示技术的应用前景和趋势11.3 基于方向性反射屏的投影式立体显示器的研究概况

5、213.1国内研现状213.210夕卜2第2章相关原理32. 1X5t目.32. 2柱透镜光栅立体成像原理42.3投影式立体显示器的两视点立体成像原理4第3章立体式投影显示器设计63. 1方向性反射屏的设计63. 1.1方向性反射屏的基本工作原理63. 1.2反射屏的材料选择及性能分析63. 1.3反射屏的几何形状设计63. 2方向性散射膜的设计73. 2.1方向性散射膜的基本工作原理73. 2.2散射膜的材料选择及性能分析73. 2.3散射膜的几何形状设计83.3柱透镜光栅设计83. 3.1柱透镜光栅的基本原理83. 3.2柱透镜光栅的参数设计93.4投影仪的选择和调试93. 4.1投影仪的

6、基本性能参数94. 4.2投影仪的选型原则及选择流程IO5. 4.3投影仪的调试过程及技巧12第4章多视点不同立体图像显示原理144. 1多视点显示原理及实现方法144.2不同立体图像的生成及选择144. 3多视点立体显不的性能指标15第5章高分辨率投影式立体显示模型的制作165. 1立体显示模型的总体设计165. 1.1整体架构的设计165. 1.2投技术的设V十*165.2立体显示模型的设计过程及技术要求18第6章实验结果及性能分析196. 1实验环境和实验步骤196.2 实验结果及观测分析216.3 实验结论及模型的改进方向21第7章总结与展望22参考文献23致谢25第1章题目背景和研究

7、意义1.1 高清立体显示技术发展概述在数字技术不断进步的今天，高清立体显示技术越来越受到人们的关注。从最初的红蓝眼镜3D,到后来的偏振3D、电影3D等技术，再到如今的方向性反射屏投影式立体显示器技术，立体显示技术经历了多次技术革新和升级，不断发展壮大。立体式投影显示器的发展历程可以追溯到19世纪末期。1893年，英国科学家查尔斯韦亚斯利里蒙德发明了一种可以通过分离视角来制作立体图像的投影装置。20世纪初，法国人路易德布罗利发明了一种分离视角原理的摄影机，可以拍摄到分别对应左右眼的镜头。这些科技的发展为立体式投影显示器的应用奠定了基础。20世纪末期，随着计算机和数字图像技术的发展，立体式投影显示

8、器的应用得到了进一步发展。目前，立体式投影显示器不仅拥有更高的舒适度和更完美的立体效果，还可以制作更加复杂的立体影像，可以实现更多的应用场景。1.2 立体显示技术的应用前景和趋势高分辨率立体式投影显示器作为新型的投影技术，未来在应用场景和发展趋势方面也具有广泛的空间和前景。首先，它在文化场所和商业场所的应用前景非常广泛。例如，在博物馆等文化场所，高分辨率立体式投影显示器可以将藏品的真实面貌展现给观众，以便更好地展示文化遗产;而在商业场所，则可以利用高分辨率立体式投影显示器进行广告宣传和产品展示，以吸引更多消费者。其次，高分辨率立体式投影显示器在教育和科技领域也有广泛的应用前景。例如，在高等教育

9、领域，它可以用于演示课程内容和图像，以便更好地讲解知识点；而在工程领域，则可以利用高分辨率立体式投影显示器进行模拟实验和产品设计，以提高工作效率和质量。最后，高分辨率立体式投影显示器还可以应用于医疗和娱乐领域。例如，在医疗领域，它可以用于医学教学和手术演示，以便更好地传递医学知识和技能；而在娱乐领域，则可以利用高分辨率立体式投影显示器进行游戏娱乐和虚拟现实体验，以提供更加真实的游戏体验和娱乐效果。综上所述，高分辨率立体式投影显示器无论从市场需求还是应用场景和未来发展趋势方面，都具有广泛的前景。随着技术和市场的发展，相信它将会变得越来越普及和完善，为行业和用户带来更好的体验和效果。1.3 基于方

10、向性反射屏的投影式立体显示器的研究概况1.4 .1国内研究现状在近几年，随着数字化、信息化、智能化等多种技术的不断发展，高分辨率立体式投影显示器的研究也在我国逐渐兴起。2018年，中科院合肥物质科学研究院推出了一款分辨率高达4096X2160像素、支持HDR显示的高分辨率立体式投影仪。同时，国内的一些高校、科研机构和企业也陆续开始了相关的研究。在技术上，国内的研究主要集中在如何提高分辨率、实现快速响应和减少眩光等方面。例如，通过使用高亮度的1.ED和1.CD显示屏、优化光学系统和微镜头等方式，来提高图像的清晰度、亮度和对比度。同时，国内的研究人员也在开发高性能的控制系统和软件，以便更好地控制图

11、像的显示效果。1.5 .2国外研究现状相对于国内，国外的研究已经比较成熟。在欧美等发达国家，高分辨率立体式投影显示器已经广泛应用于演示、博物馆、展会、设计领域和娱乐等领域。一些著名的品牌如Barco.Christie.Optoma,NEC等均发布了支持高分辨率立体式投影技术的产品。在技术上，国外的研究主要集中在提高显示器的亮度、对比度和颜色饱和度等方面。例如，通过使用带有更高亮度的投影灯、采用新型材料和光学镜片等方式，来实现更好的显示效果。同时，国外的研究人员也在不断地探索新的显示技术，如投影式全息显示技术和激光显示技术等，以实现更高的分辨率和更好的显示效果。总体而言，高分辨率立体式投影显示器

12、的研究在国内外都取得了一定的进展，但需要继续深入探究，以实现更为出色的显示效果和更好的显示体验。第2章相关原理2.1双目视差原理双目视差原理指的是人类视觉系统利用两只眼睛对同一物体的观察角度不同产生的视差进行深度感知的过程。简单来说，就是两只眼睛在看同一个物体时，由于它们的位置不同，所看到的图像存在微小差异，这些差异就是视差，利用这些视差我们能够感知物体的距离和深度。当两只眼睛看向同一物体时，视网膜上的图像是不同的。这是由于物体的位置在相对于每只眼睛的视野中是不同的。大脑会将这些不同的图像合成为一个完整的图像，从而产生立体感。图2双目视差原理图这个过程中，视差是一个重要的指标。视差的大小与物体

13、到眼睛的距离和两只眼睛的距离有关。如果两只眼睛之间的距离较大，那么视差也会相应增大，从而使大脑感知到物体离自己更远。反之，如果两只眼睛之间的距离较小，那么视差也会相应减小，从而使大第3页脑感知到物体离自己更近。总的来说，双目视差原理在计算机视觉和机器人视觉领域都有广泛的应用。通过计算图像之间的视差，我们可以对深度图像进行重构，以获得环境中物体的三维信息，这对于视觉感知和智能决策都非常重要。2.2柱透镜光栅立体成像原理柱透镜光栅立体成像原理是一种基于透射和折射原理的立体成像技术。它是在柱面栅的基础上发展而来的，相较于柱面栅，柱透镜光栅能够提供更为清晰的图像和更广的视角，因此应用范围更广。柱透镜光

14、栅由若干个柱状透镜排列而成。每一个透镜都是下端平面、上端呈半圆形，透镜上端有一层具有规则光学结构的光栅层。当光线通过透镜时，会发生折射。但是，在光线通过光栅层时，会因为折射产生一个差别，导致不同方向的光线被分开，形成不同的视角。图22柱透镜光栅立体成像原理图当一个物体放置在柱透镜光栅前面时，透过不同角度的透镜，就能捕捉到不同方向的像素信息，从而实现立体成像。在处理图像时，需要把从不同角度捕捉到的像素信息进行整合，得到一个逼真的三维图像。柱透镜光栅立体成像技术广泛应用于电影、电视、游戏、医疗、工业等领域，因为它具有图像清晰、视角广、容易制作等优点。2. 3投影式立体显示器的两视点立体成像原理投影

15、式立体显示器是通过使用两个不同的投影镜头，同时在不同的视角投影两个图像,从而实现立体三维图像的显示。具体来说，两个投影镜头会同时对屏幕进行投影，每个镜头只会投影出一个图像，而这两个图像只有在特定的视角下才能够被同时观察到。为了让这两个图像能够在合适的视角下被观察到，需要使用一些特殊的成像技术来确保两个图像投射到屏幕上的位置是正确的。为了实现这个成像技术，通常使用一种称为分束镜的部件。在分束镜中，光线会被分成两条光线，每个光线都会偏向屏幕的一侧。然后，每个投影镜头会分别对这两条光线进行处理，以确保它们在正确的位置上投射出自己的图像。这样，当观众从两个不同的角度观察屏幕时，他们会看到两个不同的图像，从而形成一个逼真的三维效果。这种成像技术常用于3D电影院、游戏和虚拟现实系统中，因为它可以为用户提供更加真实的体验。这种显示器包括了一个柱透镜光栅，该光栅是一系列平行的微小柱子，它们的方向垂直于屏幕表面。这些柱子可以将光线划分