裸眼立体显示技术的研究.doc

中北学院
选修课论文
裸眼立体显示技术的研究
本科生
:
叶子
指导教师
:
狄云松
培养单位
:
专业
:
电子信息工程
选修学科
:
光电显示技术
完成时间
:
2012年5月19日
目录
第一章立体视觉基础知识及相关理论………………………………………………2
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第二章裸眼立体显示器的研究……………………………………………………10
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第三章立体对图像和视频变换技术研究…………………………………………13
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第四章研究展望……………………………………………………………………17
第一章立体视觉基础知识及相关理论
裸眼式的立体显示是以视差理论为基础,它基于这样一个基本的事实,即人眼睛的功能决定了立体视觉的形成,所以我们通常所说的立体显示器是结合了人本身参与的系统。显示器件只是完成立体显示的一部分功能,而人眼的生理功能完成了余下的工作。

课题研究的立体显示技术是建立在人眼的立体视觉功能基础上的,可以说没有人眼的立体视觉就没有立体显示。所以在本章首先使用一定的篇幅来介绍人眼立体视觉的一些基本概念,主要包括双眼视野、双眼视差、中央眼、深度线索等。
世界一切可见事物都是立体的或三维的,人在接受外界的形象信息时,几乎全部是由光作为载体进入双眼后,由大脑的神经中枢进行处理,形成视觉影像。所有的动物在头部两侧都各有一只眼睛,这一结构对人来说尤其重要,因为人所需要的信息比其他动物有更多更高的要求,人类双眼基本上是为形成视觉信息的立体化而生成的。人类眼睛的视觉功能是多样而又统一的,具有光觉、形觉、色觉、体视觉和运动觉,这些功能都受中枢神经的自觉或不自觉的控制,。
眼球中的晶状体是一个成像透镜,外界的光线进入瞳孔后通过晶状体在视网膜上成像,D,它产生的生物电信号由视神经输送到大脑,完成图像的转换和认知。当人眼向前平直注视时所能看到的空间范围称为视野,视野也就是整个视网膜对外界的感光范围。立体显示时图像信息也要满足在合理的视野范围内才能完成三维视觉。眼保持平直注视方向,此时所感受的视野成为绝对视野。在眼和头都保持不动的情况下,视野受到眼附近组织的影响,此条件下的视野称为相对视野,。
当双眼注视于一点,双眼所能看到的全部范围称为双眼视野()。双眼视野区分成三个部分,中间部分为左右眼视野的重叠区,约为120°。此区域因双眼视线均可到达,是两眼的共同视野,与三维空间辨认有密切的关系,也时称为立体视野。立体视野外侧是月牙形的单眼视野。单眼视野约为30°~40°,每侧只有一只眼的视线可以到达,不能形成立体视图对,因而不能产生立体视觉效果。

视觉的数据是由点、线、轮廓、阴影和线与线之问的位置关系组成的,这些数据到达眼睛后形成视网膜图像,人的两只眼睛与许多其他物种的眼睛有所不同,可以同时朝着同一方向观看,并可互相协调,使双眼见到的两个图像和谐一致。但是,双眼的中心仍有65mm左右的间隔,,它需要两只眼睛同时参与,协同完成。
人在立体视觉中依靠很多客观条件和双眼内部条件来判断物体的空间位置,这些条件统称为深度线索。如一些外界的物理条件、单眼和双眼视觉的生理机制以及个体的经验因素,在空间知觉中都起到重要作用。人在知觉对象的空间关系时,并不完全意识到这些客观条件的作用,只是通过大脑的整合活动才能形成物体的空间关系的知觉。
正常的人都是用双眼来辨认三维空间的物体的,在观看空间某个对象时,人的双眼就从左右两边稍有差别的角度进行观察,因此被观察的物体在人的左右眼视网膜上所形成的像有存在略微的差异,这种差异就是双眼视差。视差的产生是由于人的左右眼之间有一定的距离,成年人大约为65mm,这个距离使观察角度相对固定。视差的产生对立体视觉的形成起着非常重要的作用。

人借助视觉信息