3d多视点自由立体投影系统

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1、第33卷第4期光电工程Vol.33,No.42006年4月Opto-ElectronicEngineeringApril,2006文章编号：1003-501X(2006)04-0059-04多视点自由立体投影系统毛崇德，王元庆(南京大学电子科学与工程系，江苏南京210093)摘要：利用双柱面光栅的成像原理，自由立体投影系统将具有视差的画面分别成像于不同的空间区域，在成像区域形成一系列立体图像窗口，构成多视点自由立体成像。在我们设计的自由立体投影系统中，采用了四台高分辨率投影机，通过对1.5m(60英寸)双柱面投影屏幕的设

2、计，形成了主成像窗口与副成像窗口有机拼接的宽视角(±30°)立体投影系统。经过模拟分析在不同参数条件下投影系统的空间光照度分布情况，直观地验证了上述投影系统的成像理论。关键词：立体投影系统；视差；三维显示；立体成像；光学分析中图分类号：TN27文献标识码：AMulti-viewauto-stereoscopicprojectionsystemMAOChong-de，WANGYuan-qing(DepartmentofElectronicScienceandEngineering,NanjingUniversity,Nan

3、jing210093,China)Abstract:Bytheimagingprincipleofdouble-lenticularscreen,auto-stereoscopicprojectionsystemmakesparallaxpicturesbeprojectedintodifferentspacesinwhichaseriesofviewingzonesisformedtogetmulti-viewauto-stereoscopicimages.Inthisprojectionsystem,fourhigh

4、-resolutionprojectorsareappliedtoprojectfourimagestothedouble-lenticularscreenwhosesizeisdiagonally60inches(1.5m).Theprojectionsystemisdesignedtojoincloselytheneighboringviewingzones,inordertoprovideawidefieldangleofview(about±30°).Thecomputersimulationofthedistr

5、ibutionoftheimagingspaceilluminationunderdifferentparametersgivesastraightforwardproofoftheimagingprincipleappliedinthisprojectionsystem.Keywords:Stereoscopicprojectionsystems;Parallax;Three-dimensionaldisplay;Three-dimensionalimaging;Opticalanalysis引言人眼能够有三维立体视觉

6、，其原因很多，其中最重要的因素是视差的存在。视差分为双眼视差和运动视差两种。双眼视差是指两眼在观察同一事物时所获得的图像存在的微小差异，运动视差是指移动头部所看到的物体的不同侧面。自从Wheatstone通过世界上第一台立体显示装置证明了视差与深度信息之间的联[1]系后，研究者们在通过显示装置再现立体图像方面投入了大量精力，提出并发展了一系列的立体显示装置。数字技术的发展带动了信息时代的到来，同时也带动了军事、勘测、遥感、遥控、医学以及艺术娱乐等领域对于三维立体图像的迫切需要，而相关技术的发展也给高精度立体显示装置提供了

7、可能。在发达国家，如美国、日本等，立体显示技术的研究由来已久，已经有一些成熟的产品问世。美国空军计划为新一代战机装备一种多功能液晶显示器，可以选择平面或立体显示方式。当选用立体显示方式时，[2]可以显示地形的立体图像，并可以从不同角度观察敌方周围环境。日本的夏普公司更是已经有民用的立收稿日期：2005-07-08；收到修改稿日期：2005-12-20基金项目：江苏省科技厅高技术计划项目(BG2004031)作者简介：毛崇德(1975-)，男(汉族)，四川南部人，硕士生，主要研究方向为立体显示技术。E-mail:futur

8、emcd@163.com60光电工程第33卷第4期体液晶显示器上市，索尼、三星等公司也计划在近期推出自己的立体显示器。目前，自由立体显示主要有全息立体技术、平板显示、体立体与立体投影技术等几种。其中全息立体技术是研究历史最长，最成熟的立体技术，但是由于全息图像的色散问题使得难以做出一幅全彩色的立体[3]图像，而平板显