自由立體顯示技術(shù)文檔

1、自由立體顯示技術(shù)文檔TYLOO自由立體顯示系統(tǒng)技術(shù)材料一 TYLOO自由立體顯示系統(tǒng)概述TYLOO系列自由立體顯示器是天祿光電自主開發(fā)的，利用多通道自由立體 顯示技術(shù)提供逼真3D影像的設(shè)備。它改進(jìn)了傳統(tǒng)投影式立體顯示設(shè)備需佩戴各 類主動式或被動式眼睛、頭盔等助視設(shè)備，長時間觀看易引起視覺疲勞；設(shè)備 造價高昂且操作復(fù)雜等缺點。用戶無需佩戴任何助視設(shè)備，裸眼即可獲得突出 屏幕的立體視覺：其立體效果逼真，可視角度可達(dá)到120。：色彩飽和度高，畫 面柔和，適合長時間連續(xù)使用；操作簡單，同時支持各類3D可視化軟件在該系 列顯示器上實時獲得真正的三維立體效果。TYI.OO系列自由立體顯示系統(tǒng)核心組成部分包

2、括顯示器硬件設(shè)備與配套 軟件。顯示器主要部件為液晶或等離子背板及鋸齒狀視差屏障。它根據(jù)視差障 礙原理使多個有細(xì)微角度差異的圖像在液晶或等離子屏幕上交互排列，視差屏 障通過狹縫光柵陣列準(zhǔn)確控制每一個像素透過的光線，只讓右眼或左眼看到。 由于右眼和左眼觀看顯示器面板的角度不同，利用這一角度差就可將不同角度 的圖像分配給右眼或左眼，最后在大腦中進(jìn)行融合，形成立體感覺。配套軟件 包括立體視頻制作插件、立體視頻合成及播放器以及可將3D可視化交互軟件移 植到自由立體顯示器上的驅(qū)動程序。利用硬件與軟件個配合，可方便的完成立 體視頻影像的制作、播放以及3D交互軟件的實時三維效果展示。TYLOO自由立體顯示系統(tǒng)

3、與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，具有以下顯著優(yōu)勢：本產(chǎn)品色彩、分辨率、亮度、對比度等核心參數(shù)均達(dá)到或超越了國際領(lǐng)先 水平；從15-61寸顯示器均可實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)其中61寸型號為目前全球已投入 市場的最大的自由立體顯示器并可根據(jù)要求定制或拼接，最大可達(dá)120 寸；從立體效果上相對于國內(nèi)外同類產(chǎn)品，景深及突出感表現(xiàn)更為出色，并可 根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，沉浸感強(qiáng)烈；在120度范圍內(nèi)均可獲得完美的立體視覺效果，滿足多人多視角觀看的需 要，從而大大提高了產(chǎn)品性能，改進(jìn)了國內(nèi)外部分同類型產(chǎn)品單人單視角 3的缺陷；相對于某些同類產(chǎn)品對于硬件的較高要求，TYLOO系列自由立體顯示器對 于制作及播放的硬件沒有特殊要求，提高了

4、產(chǎn)品的市場競爭力；針對目前在各領(lǐng)域廣泛使用的基于OPENGL等3D引擎的應(yīng)用軟件的特點, 制訂了 3D交互式應(yīng)用軟件在TYLOO自由立體顯示器上運行的解決方案， 通過專用驅(qū)動程序使得目前絕大部分3D交互式應(yīng)用軟件均可在TYLOO顯 示器上實時獲得令人滿意的立體效果；由于核心軟硬件技術(shù)完全實現(xiàn)國產(chǎn)化,在與國外同類產(chǎn)品比較中具有較強(qiáng) 的價格優(yōu)勢。由于自由立體顯示技術(shù)相對于傳統(tǒng)平面顯示器所具有巨大的技術(shù)優(yōu)勢以及 更為廣闊的應(yīng)用前景，隨著硬件性能的不斷提高以及各種兼容軟件的出現(xiàn)，它必 將取代平面顯示器成為未來生活、工作及娛樂的標(biāo)準(zhǔn)顯示設(shè)備。目前自由立體 顯示設(shè)備的市場需求己經(jīng)呈現(xiàn)出極為強(qiáng)勁的上升趨勢，

5、廣泛應(yīng)用于如下所示的 各種領(lǐng)域：廣告展示，如產(chǎn)品宣傳、會議室/接待廳演示等。利用出色的立體顯示 技術(shù)，可將產(chǎn)品真實、宜觀、清晰、自由地展現(xiàn)在顧客面前，大大加深了顧客 對產(chǎn)品的印象，有效提升顧客對產(chǎn)品的認(rèn)知度及購買欲。娛樂行業(yè)。自由立體顯示器使得不帶立體眼鏡進(jìn)行立體游戲、觀賞立 體影片及動畫成為可能，為消費者帶來完美的視覺享受?？茖W(xué)研究領(lǐng)域。我們的產(chǎn)品為各學(xué)科提供了新的空間顯示技術(shù)。利用 TYLOO立體顯示器，科研人員可獲得蛋白質(zhì)、DNA及各種微觀結(jié)構(gòu)的直觀圖像， 可對大氣、海洋及地表地層數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模顯示，可作為空氣動力學(xué)、氣象 學(xué)、天文學(xué)等學(xué)科研究的輔助工具，還可利用所開發(fā)的交互式軟件進(jìn)行

6、遠(yuǎn)程工 程控制。工業(yè)及建筑設(shè)計領(lǐng)域。TYLOO顯示器可幫助產(chǎn)品的設(shè)計者或者是建筑 的設(shè)計師就在三維空間展示他們的設(shè)計，而不必花費時間制造昂貴的模型，大 大降低了開發(fā)成本。此外，TYLOO自由立體顯示器還可應(yīng)用于醫(yī)療(如手術(shù)模擬/培訓(xùn)及手 術(shù)成像)、軍事(如仿真訓(xùn)練、衛(wèi)星成像分析、駕駛控制顯示)城市規(guī)劃，景觀展3示等領(lǐng)域。隨著產(chǎn)品軟硬件的不斷開發(fā)完善，必將獲得更加廣泛的應(yīng)用。二TYLOO自由立體顯示系統(tǒng)技術(shù)原理及實現(xiàn)依據(jù)2.1立體視覺原理人在立體視覺中依靠很多客觀條件和雙眼內(nèi)部條件來判斷物體的空間位 置，通過大腦的整合活動形成物體的空間關(guān)系的知覺。普通人都是用雙眼來辨 認(rèn)三維空間的物體的，在觀看

7、空間某個對象時，人的雙眼就從左右兩邊稽有差 別的角度進(jìn)行觀察，因此被觀察的物體在人的左右眼視網(wǎng)膜上所形成的像存在 略微的差異，這種差異就是雙眼視差。視差的產(chǎn)生是由于人的左右眼之間有一 定的距離，成年人大約為65mm,這個距離使觀察角度相對固定。視差的產(chǎn)生對 立體視覺的形成起著非常重要的作用。立體視覺（3D成像）正是利用人們兩眼看到的存在略微差異的圖像重建出深 度的感覺。立體圖像包含了這兩幅略有差別的圖像（一幅進(jìn)入左眼，一幅進(jìn)入右 眼），雙眼視覺通道加工和傳遞雙眼獲得的視覺信息，通過大腦將這兩幅有差別 的圖像合成為一幅具有空間深度和維度信息的圖像。正是由于大腦的圖像融合 機(jī)能，使我們“看到”物體

8、在空間中的景象。圖1立體視覺原理2 TYLOO自由立體顯示技術(shù)傳統(tǒng)的立體顯示系統(tǒng)無論是基于主動立體還是被動立體均須通過輔助設(shè)備 （如偏振眼鏡，立體頭盔等）才能獲得立體視覺。進(jìn)入上個世紀(jì)九十年代以后，國 際上掀起裸眼立體顯示系統(tǒng)，即自由立體顯示系統(tǒng)的研究高潮。TYLOO系列顯 示器即利用自由立體顯示技術(shù)提供逼真3D影像的設(shè)備。它根據(jù)視差障礙原理使 多個有細(xì)微角度差異的圖像在液晶或等髙子屏幕上交互排列，視差屏障通過狹 縫光柵陣列準(zhǔn)確控制每一個像素透過的光線，只讓右眼或左眼看到。由于右眼 和左眼觀看顯示器面板的角度不同，利用這一角度差就可將不同角度的圖像分 配給右眼或左眼，最后在大腦中進(jìn)行融合，形成

9、立體感覺。圖二TYLOO自由立體顯示技術(shù)原理三TYLOO自由立體顯示系統(tǒng)構(gòu)成及功能介紹3.1系統(tǒng)構(gòu)成TYLOO自由立體顯示系統(tǒng)包括以下硬件設(shè)備及配套軟件：TYLOO 65英寸自由立體顯示器及配套設(shè)備，包括桌面顯示支架，電源線， DVI及VGA數(shù)據(jù)線、音箱及音頻線等。TYLOO自由立體視頻播放主機(jī)，預(yù)裝Windsows XP中文版操作系統(tǒng)。TYLOO自由立體視頻制作軟件，包括3Ds Max Plugin、Maya Plugin.后期 處理PPI KoTYLOO 3D可視化程序驅(qū)動及立體視頻直播SDK等3.2系統(tǒng)功能TYLOO自由立體顯示系統(tǒng)主要功能包括:自由立體圖片/視頻的制作，包括純3D圖片砌

10、頻，2D+3D圖片俄頻以及2D靜態(tài)或動態(tài)文件轉(zhuǎn)3D的節(jié)目制作，輸出文件專門適合TYLOO自由立體 顯示器播放的jpg, bmp等格式的靜態(tài)立體圖片以及mpg, avi等格式的動態(tài)立體視頻節(jié)目。支持TYLOO自由立體顯示器的立體視頻/圖片節(jié)目的播放，可使觀察者 獲得強(qiáng)烈、逼真的立體視覺感受。3D可視化程序向TYLOO自由立體顯示器的無縫移植以及運行，可使現(xiàn) 有的大部分基于OpenGL引撃的3D可視化程序在TYLOO自由立體顯示器上 運行并獲得強(qiáng)烈的立體視覺效果。2系統(tǒng)構(gòu)成框圖2D圖/提取空*生成3DMax/Ma烙開II3D視頻使用自由立體節(jié)目3D可自由立TYLOO自由立體顯示器3. 3系統(tǒng)硬件方

11、案及技術(shù)指標(biāo)系統(tǒng)硬件主要由TYLOO自由立體顯示器、播放主機(jī)以及其他配套設(shè)備組成。 主要設(shè)備性能及參數(shù)如下TYLOO自由立體顯示器TYLOO自由立體顯示器主要部件為液晶或等離子背板及鋸齒狀視差屏障。 它根據(jù)視差障礙原理使多個有細(xì)微角度差異的圖像在液晶或等離子屏幕上交互 排列，視差屏障通過狹縫光柵陣列準(zhǔn)確控制每一個像素透過的光線，只讓右眼 或左眼看到。由于右眼和左眼觀看顯示器面板的角度不同，利用這一角度差就 可將不同角度的圖像分配給右眼或左眼，最后在大腦中進(jìn)行融合，形成立體感 覺。播放主機(jī)播放主機(jī)上預(yù)裝Windows XP操作系統(tǒng)，并安裝TYLOO立體播放器及3D可 視化程序驅(qū)動。主機(jī)配置如下：

12、CPU： Intel Pentium 3. 0GHz 以上內(nèi)存：1GB顯卡：Nvidia Geforce 6600以上，至少需128MB顯存3.4系統(tǒng)軟件構(gòu)成及功能介紹TYLOO自由立體顯示系統(tǒng)軟件部分主要由立體視頻制作軟件、立體視頻播放 軟件、播放軟件、3D可視化軟件實時轉(zhuǎn)換驅(qū)動等組成。軟件主要功能介紹如下: 1)制作軟件 a支持3Ds Max和Maya的三維視頻制作插件該插件可以方便的生成多視角相機(jī)組.除了可以預(yù)覽之外還提供了在相機(jī) 設(shè)置的參考面，將多個相機(jī)位置、間距、焦距等復(fù)雜的參數(shù)轉(zhuǎn)換為直觀可調(diào)的 突出或進(jìn)入屏幕的參考面，這大大方便了制作人員的制作，使他們可以不必深 入了解三維成像原理

13、即可輕松制作出理想的立體效果。b景深及立體效果制作軟件該軟件根據(jù)可以根據(jù)圖像的彩色圖及深度圖，利用基于深度的視點變換算 法(z-warping),得到符合TYLOO自由立體顯示器顯示要求的多視角圖像，特別適合于具有景深效果或者畫面層次比較豐富的立體視頻。播放軟件與TYLOO自由立體顯示器配套的三維視頻播放軟件，它針對三維視頻文 件數(shù)據(jù)量大、對播放速度要求較高的特點，通過Tile圖像分塊技術(shù)，將多視圖 數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊壓縮。結(jié)合MPEG.2技術(shù)，通過獨特的復(fù)合編碼技術(shù)編碼成為立 體視頻流。該編碼技術(shù)具有壓縮率高，失真率低等特點。在解碼過程中，首先 對立體視頻流進(jìn)行解碼及分塊圖像縮放，在內(nèi)存中形成多視

14、圖的立體數(shù)據(jù)，對 內(nèi)存中的Tile圖像進(jìn)行快速掩模及合成運算，最后將合成后的多視角圖像信息 分配給屏幕的對應(yīng)像素，不同位置的像素經(jīng)過視差屏障的光路選擇作用后，可 將不同視角的圖像信息分別傳遞給左眼或右眼，即可使觀察者獲得立體視覺。 同時播放器本身具有強(qiáng)大的視頻調(diào)節(jié)功能以及簡單易用的界面和方便的操作方 式，達(dá)到了真正的三維播發(fā)的全方位控制。3D可視化軟件實時轉(zhuǎn)換驅(qū)動目前很多領(lǐng)域都開發(fā)了各種各樣的3D交互式應(yīng)用軟件，如三維仿真系統(tǒng)或 者三維虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，然而由于使用的顯示器仍然是傳統(tǒng)的二維平面顯示器， 因此所有的三維模型或場景只能先投影到二維平面上，以二維的形式展現(xiàn)出來。TYLOO系列自由立體顯示器通過提供專用的驅(qū)動使得3D交互式應(yīng)用軟件 能夠在該系列顯示器上實時獲得真正的3D效果