[发明专利]一种投影式高分辨率多视点自由立体显示系统无效

专利信息
申请号: 200910076210.8 申请日: 2009-01-05
公开(公告)号: CN101527865A 公开(公告)日: 2009-09-09
发明(设计)人: 秦开怀;罗建利 申请(专利权)人: 清华大学
主分类号: H04N13/00 分类号: H04N13/00;H04N5/74
代理公司: 北京众合诚成知识产权代理有限公司 代理人: 朱 琨
地址: 100084北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 投影 高分辨率 视点 自由 立体 显示 系统
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种投影式高分辨率多视点自由立体显示系统,特别涉及投影式高分辨率多视点自由立体显示系统中的投影仪阵列空间位置排列方法、光学屏幕制作等相关技术。

背景技术

自由立体显示技术是指不需佩戴诸如立体眼镜等附属设备的三维立体显示技术。它解决了佩戴附属设备所带来的恶心、头晕等不适感。

自由立体显示技术主要有液晶自由立体显示技术与投影式自由立体显示技术两种。液晶自由立体显示系统的屏幕大小目前还受到限制,提供的视点数有限。投影式多视点自由立体显示技术具有分辨率高、视场大、沉浸效果好、适合多用户、能提供运动视差等优点。

自由立体显示技术主要采用柱透镜光栅或视差光栅分离视点。视差光栅多用于液晶自由立体显示系统。缺点是光栅中黑条纹的不透光性降低了图像亮度;大尺寸时串挠现象明显;视点数多时光栅容易产生衍射效应等缺点。视差光栅实现的的视点个数有限,很少用于投影式多视点自由立体显示系统。柱透镜光栅可以实现多视点,视点个数理论上不受限制,多用于投影式多视点自由立体显示系统中。

多投影组合显示墙系统能提供给用户一个廉价的高分辨率、大显示区域。目前采用大规模计算机集群驱动投影仪阵列,且计算机和投影仪一一对应,通过利用几何校正算法及亮度校正算法将多台投影仪耦合为一个低成本、高分辨率的显示墙技术已经成熟。

发明内容

为此,我们发明了一种投影式高分辨率多视点自由立体显示系统。系统提供给用户可自由观看的立体,同时利用组合显示墙技术提供高分辨率、大显示区域。

投影式高分辨率多视点自由立体显示系统特征在于含有:光学显示屏幕、n*m台投影仪阵列,n为行,m为列、计算机集群绘制子系统以及一台供用于几何和亮度校正的照相机,其中:

所述的光学显示屏是一个采用柱透镜光栅构造的正投式光学显示屏幕,由柱透镜光栅和正投影屏幕两部分组成,该正投影屏幕分成r行s列子屏幕区域,每个子屏幕区域的尺寸相同并给与编号;

所述n*m台投影仪阵列,分成m组单视点投影组,每组投影仪显示场景的一个视点图像,m组投影仪同时显示m个视点图像,所述每组单视点投影仪由n台投影仪组成,n>=1,该n台投影仪采用r行*s列的方式组合显示一个大显示区域,n=r*s;

每台投影仪的分辨率为resolution_x*resolution_y,n台投影仪组合显示后的分辨率为(resolution_x*s)*(resolution_y*r),所述系统的总分辨率为(resolution_x*s)*(resolution_y*r)*m;

在所述每一组单视点投影仪组内,各投影仪的镜头中心在垂直方向上共线,称为投影组视点中心线;在所述的不同的单视点投影仪之间,所述投影组视点中心线在水平方向上等间距排列,间距小于等于人眼平均瞳距65mm;

对于所述n*m台投影仪阵列,在显示视点图像个数m,每个视点图像的显示组合方式r*s以及所述系统的分辨率确定的条件下:

所述n*m台投影仪的安装方式位于离所述光学显示屏距离为D且与所述光学显示屏平行的平面内,所述距离D由所述每台投影仪的显示子区域的尺寸查表得到,在所述安装区域内,所述n*m台投影仪阵列的中心与所述光学显示屏幕的中心对齐,所述m根投影组视点中心线以所述光学显示屏的中心为中心,以所述人眼平均瞳距65mm为间距排列;

所述各投影仪的镜头中心位于所述投影仪安装区域内的安装位置网格上,所述安装位置网格是由q*n条水平线与所述m根投影仪组视点中心线构成的,q=[pw/65],pw为投影仪宽度,所述q*n条水平线是以安装区域的水平中心线为中心,以ph*k为间距对称分布的水平线,ph为投影仪高度,k是为了保证上下相邻投影仪之间的间距,推荐值为1.2,每条投影仪组视点中心线上排列n台投影仪,同视点组投影仪上下间隔的网格交点数为q,相邻投影仪视点中心线上的投影仪相互错开;

所述计算机集群绘制子系统,其中每台计算机控制每个单视点投影仪组中的至少一台投影仪依次按以下步骤进行计算机集群绘制:

步骤(1).通过视点变换生成所述m个视点图像;

步骤(2).所述每个视点图像细分为所述r行s列子图像;

步骤(3).把细分后所述各子图像分发给对应的投影仪显示,使第i组单视点投影仪组中第j台投影仪显示第i个视点图像中第j个子图像,通过偏转所述各投影仪的方位角使每台投影仪的显示区域完全覆盖对应的子屏幕区域;

步骤(4).计算所述每组单视点投影组的总显示区域di splayAreai

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