[发明专利]一种体扫描三维显示器的显示方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机视觉和三维显示领域，尤其涉及一种体扫描三维显示器的显示方法。

背景技术

人类获得对机体生存具有重要意义的各种信息80％以上来自视觉，随着电子计算机技术的发展，纷繁复杂的显示设备应运而生。阿凡达3D电影诞生以后，更是宣告了3D显示时代的来临，体三维真彩色显示器是近年来用涌现的新产品，它具有图像逼真、全视景、多角度、多人同时观察和实时交互等众多优点。不同于市面上的行扫描方式的显示器，它采用动态体扫描技术真正实现了真三维显示。

然而这种新产品大部分都是处于试验或科学研究阶段，一方面是因为硬件上价格的偏高(数据传输的带宽比较高和显示器驱动的led数量巨大使得MCU的配置和数量上要求比较高)以及机械结构的不稳定性(高速的旋转的巨大显示屏，其威力不亚于飞机的螺旋桨，克服各种动平衡，安全措施以及电机长时间在密封环境下转动带来的散热问题)；更大的原因是片源选择或获取方法的单一性(局限于单个领域或特定数学参数的模型)，严重限制了他的应用范围。

发明内容

本发明克服了现有技术中对于体三维显示的应用范围限制的缺陷，提出了一种体扫描三维显示器的显示方法。本发明的3D模型数据的获取将不再受环境，数学参数的限制，可以把体扫描三维显示器应用到各个行业。

本发明提出了一种体扫描三维显示器的显示方法，包括：

步骤一：采用数据获取模块获取三维图像的笛卡尔坐标数据与颜色数据；

步骤二：将获取的所述笛卡尔坐标数据与颜色数据以(x，y，z，r，g，b)格式存入数据存储模块；

步骤三：将所述笛卡尔坐标数据通过数据处理模块进行归一化处理；

步骤四：通过所述数据处理模块将所述归一化的笛卡尔坐标数据映射到柱坐标系，再映射到显示器屏幕坐标系上，并将所述柱坐标系数据与显示器屏幕坐标系数据存入所述数据存储模块；

步骤五：所述数据处理模块将所述显示器屏幕坐标系数传输至显示器。

其中，所述步骤一中，所述数据获取模块获取数据的方法为以下任意一种方法：

方法A1：当所述三维图像为虚拟对象时，通过3D建模软件获取所述虚拟对象的笛卡尔坐标数据和颜色数据；

方法A2：当所述三维图像为横截面图片的集合时，设定所述集合的笛卡尔坐标数据，并根据所述横截面图片的亮度获取所述集合的颜色数据；或

方法A3：当所述三维图像为实物对象时，利用至少五台摄像机采集所述实物对象的图像，通过三维重建获取所述笛卡尔坐标数据与颜色数据。

其中，所述步骤三中归一化处理方法的步骤依次包括：

步骤B1：根据所述数据存储模块中的笛卡尔坐标数据获取x，y，z坐标方向的最大值与最小值xmax，ymax，zmax，xmin，ymin，zmin；

步骤B2：求取所述坐标方向的最大值与最小值的平均值，得到中心坐标xcenter，ycenter，zcenter；

步骤B3：将所述三维图像进行移位，所述中心坐标与笛卡尔坐标系的原点重合。

步骤B4：获取所述显示器的分辨率Nh*Nv；

步骤B5：求取所述x，y，z坐标方向的半径xradius，yradius，zradius；

步骤B6：求取所述三维图像的缩放系数scale；

步骤B7：根据所述缩放系数scale对所述三维图像进行比例缩放，得到所述归一化的笛卡尔坐标数据。

其中，所述步骤B2中，所述中心坐标的计算方法，以如下公式(I)表示：

xcenter＝(xmax+xmin)/2；ycenter＝(ymax+ymin)/2；zcenter＝(zmax+zmin)/2；    (I)

式(I)中，xcenter，ycenter，zcenter分别为所述中心坐标的数值；xmax，xmin分别为所述笛卡尔坐标数据中x坐标方向的最大值与最小值；ymax，ymin分别为所述笛卡尔坐标数据中y坐标方向的最大值与最小值；zmax，zmin分别为所述笛卡尔坐标数据中z坐标方向的最大值与最小值。

其中，所述步骤B5中方向半径的计算方法，以如下公式(II)表示：

xradius＝xmax-xmin；yradius＝ymax-ymin；zradius＝zmax-zmin；    (II)