[发明专利]一种基于位置匹配的切片式三维图像显示方法及系统

说明书

本发明属于三维图像显示领域，公开了一种基于位置匹配的切片式三维图像显示方法及系统，其中方法包括以下步骤：(S1)提取二维图像切片序列；(S2)修正二维图像切片序列；(S3)将图像切片序列存储至投影控制模块中，并将该投影控制模块切换至工作状态；(S4)设置伺服电机的转速参数；(S5)发送触发信号，成像屏开始转动；(S6)再次发送触发信号，投影控制模块接收到触发信号后将切换投影图像为当前投影图像切片在修正后的二维图像切片序列中的下一张；如此重复，即可基于视觉暂留原理在成像屏上实现三维显示。本发明能够在降低运动控制系统的精度要求情况下，依旧可以呈现较佳的三维图像显示效果，增强系统的鲁棒性。

技术领域

本发明属于三维图像显示领域，更具体地，涉及一种基于位置匹配的切片式三维图像显示方法及系统。

背景技术

近年来，三维视觉显示领域一直是热门研究领域。各类三维图像显示技术也是层出不穷。目前常见的两种三维图像显示技术，一种是基于双目视觉原理的立体显示技术，另一种基于视觉暂留原理的切片式三维显示技术。

前一种基于双目视觉的三维显示技术，其原理在于人类双眼瞳孔间距会导致观察物体时，左右眼在视网膜上所呈的像也会有所差别，这种现象称为双目视觉，也称双目视差。双目视觉这种现象会使人在大脑中产生立体感，这种视觉深度感也是立体感的重要来源之一。目前常见的很多三维视觉显示技术都是基于此原理，如偏光式技术、图像分时技术等需辅助设备的立体显示技术，以及光栅技术、透镜分光技术等。此种技术缺陷在于，上述所提及的所有三维视觉显示技术，最终均为在二维平面上呈现效果。只能提供心理景深、虽然有着不错的效果，但在实际空间中依旧丢失了三维的景深信息，与真实三维空间依旧存在较大的差距。

另一种基于视觉暂留原理的切片式三维显示技术，是近年来出现的一种新型三维图像显示技术。视觉暂留指的是光对人类视网膜所产生的视觉在光停止作用后，仍会保留一段时间的现象。也就是说，如果一副图像在同个空间位置快速闪烁播放，由于视觉暂留现象，人眼中会感知此图像为连续播放，而不会有快速亮灭的闪烁感。根据上述现象，将三维图像体数据切成一系列二维图像切片,通过高速投影镜头，将一系列二维切片循环投影到做高速同心旋转的成像屏幕上，成像屏处于空间中各个位置时,均承载对应当前角度的投影图像,当图像投影频率及成像屏转速达到一定程度时,人眼会感知到成型屏幕旋转形成的空间内具有真实物理深度的三维立体图像。

此原理实现的真三维显示技术优势在于，真实保留了物体的三维信息，将物体表面及内部的信息都呈现到三维屏幕上。三维显示效果更佳细腻、更具视觉层次感、具备真实物理景深。但此种三维显示技术，对系统整体要求更高，更具体的，对屏幕转速稳定性以及投影图像及屏幕空间位置的匹配精度要求极高。此类系统中屏幕在高速转动(一般在600rpm及以上)时要保持非常平稳的转速，微小的偏差也可能导致整个投影图像的扭曲变形，因此对运动电机、成像屏幕及基座设计等要求极高，设计及构建成本极高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种基于位置匹配的切片式三维图像显示方法及系统，其中通过对方法整体流程设计、相应系统的各组件及它们的配合工作方式等进行改进，基于位置匹配的原理(位置包括成像屏转动的角度位置)，能够在降低运动控制系统的精度要求情况下，依旧可以呈现较佳的三维图像显示效果，增强系统的鲁棒性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于位置匹配的切片式三维图像显示方法，其特征在于，包括以下步骤：

(S1)对成像屏360°旋转形成的三维成像空间，以成像屏旋转轴为中心轴进行N等分，从而确定成像屏旋转过程中需要投影图像的各个空间位置；接着，将三维图像体数据切成与各个空间位置相对应的一系列二维中心图像切片，记为二维图像切片序列；

其中，N为预先设定的正整数且为偶数；