本科生畢業(yè)設計開題報告完整內(nèi)容示范

畢業(yè)設計（論文）開題報告院（系）專業(yè) 設計（論文）題目學生姓名學號起止日期―設計地點 指導教師 顧問教師 教研室主任 教學院長（教學系主任） 畢業(yè)設計(論文)開題報告本課題的目的及意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析1)本課題目的及意義3D顯示技術也被稱為三維立體顯示技術，最早是由英國電影先驅(qū)WilliamFriese-Greene在20世紀初發(fā)明的。經(jīng)過了一個世紀的發(fā)展，3D顯示技術已經(jīng)有了長足的進步。目前常見的3D顯示技術有紅藍濾光成像技術，偏光式3D技術，主動快門式3D技術，裸眼立體技術等等。主動式快門系統(tǒng)(ActiveShutter)是Blu-rayDiscAssociation倡議的3D技術，原理是在熒幕上以兩倍的頻率交互地顯示左眼和右眼的影像，而裝置了液晶(LiquidCrystal)的眼鏡控制透光度來做開關，眼鏡就像攝影機的快門動態(tài)地屏蔽觀眾的左眼和右眼，在熒幕顯示左眼影像時遮住右眼、在熒幕顯示右眼影像時遮住左眼，達到兩眼各自接收不同的影像，營造出3D的影像。所以稱為主動式系統(tǒng)。今年3D電視占整個電視產(chǎn)業(yè)的比值已接近八成，其中主動快門式3D電視憑借其領先、成熟的技術占據(jù)80%以上的新品份額，繼續(xù)領跑3D電視消費市場。主動快門式技術最大的優(yōu)勢在于能夠保持畫面的原始分辨率，3D顯示時水平、垂直都能達到1080電視線，消費者能看到真正的全高清3D圖像效果。在市場化運作方面，據(jù)上游企業(yè)透露，目前偏光式3D技術在整體成本上甚至還稍高于快門式的3D方案，雖然偏光式眼鏡較為廉價，但3D電視液晶面板前的偏光裝置還很昂貴，而且對裝配要求苛刻，整套偏光式3D方案并不便宜。三星中國常務理事洪成杓介紹“主動快門眼鏡式技術較為成熟，偏光式還有很多地方需要改進，裸眼技術電視僅處在研發(fā)階段?！彪m然主動快門式3D目前暫居上風，但是它的缺點還是存在的，首先因為是單眼接收圖像，所以畫面的亮度就較少了一半，而且眼鏡需要跟顯示器進行同步及開關，因此要內(nèi)藏電池供電，增加了眼鏡的重量。此外主動式快門左右鏡片通過快速開關實現(xiàn)左右眼圖像分離，這種方式屬于強制性的對人眼的屈光狀態(tài)進行修正⑴，如果人眼長時間處在不正常的狀態(tài)，勢必造成頭暈，惡心等癥狀。三星作為全球最早推出3D電視的廠商，一直采用主動式快門3D技術，為追求更高品質(zhì)的全高清畫質(zhì)和更加震撼的影音效果，不斷進行優(yōu)化，將3D眼鏡由紅外信號控制改為由藍牙信號控制，避免了室內(nèi)燈光對紅外電視信號的干擾，同時還能實現(xiàn)無線快速充電。目前國外還有使用一個裝滿低回轉(zhuǎn)粘性品體，高雙折射液體和附加的扇形光軸分布負雙折射膜的n-cell來實現(xiàn)一種新的液晶開關模式的技術，該模式能在個方向觀看時高效阻斷不需要的圖像，同時消除因長時間斷電引起的色覺位移。3D技術的發(fā)展對快門式眼鏡也提出了更高的要求，為了改善3D電影制作和放映的質(zhì)量，就要求眼鏡無重影，無色帶，寬視角，高亮度。所以就有相關的研究通過測量各種液晶的有關參數(shù)，以便在應用時充分利用各液晶的優(yōu)勢。這些研究主要以提高材料性能或使用新型材料來改善快門式眼鏡的效果，本課題旨在研究引起閃爍的機理，從根本原因入手改善閃爍情況。本課題的任務、重點內(nèi)容、實現(xiàn)途徑1） 本課題的任務要求主動快門式立體顯示技術采用時序方式間隔顯示左右眼視圖，所配合使用的快門眼鏡同步開關，以達到左右眼接收不同圖像的目的，呈現(xiàn)立體效果。由于技術及成本等原因，目前主動快門式立體顯示技術中的單眼頻率為60Hz。在觀看立體圖像時，還是會存在閃爍感，這種閃爍感降低了立體圖像的視覺感受，長時間觀看容易引起疲勞、頭暈等現(xiàn)象。除了屏幕本身的閃爍感之外，一定強度的環(huán)境光同樣可能帶來閃爍感。本研究的目的在于探究主動快門式立體顯示技術閃爍感產(chǎn)生的原因，并提出解決方案。從顯示器基本參數(shù)測量，以及基于基本參數(shù)的原理分析出發(fā)。設計針對閃爍感的視覺感知實驗，根據(jù)實驗結(jié)果，綜合測量結(jié)果，分析閃爍產(chǎn)生的原因，總結(jié)主要和次要因素。最后提出減少和消除閃爍的有效方案。2） 原始條件及數(shù)據(jù)主動快門式3D技術與偏光式3D技術一樣，都是利用了人眼成像的基本原理，但是在如何形成具有像差的兩幅圖像的方式上具有明顯區(qū)別。主動快門式3D技術以幀為單位，左眼與右眼的圖像分別對應不同的幀，連續(xù)交替地顯示。左眼對應的幀顯示在屏幕上時，通過顯示器上的紅外線控制開關，將觀看者佩戴的3D眼鏡的右眼鏡片關閉。反之則關閉左眼鏡片，使雙眼能夠在正確的時間看到正確的幀畫面。與偏光式3D技術不同，由于雙眼對應不同的幀畫面，因此分辨率不會有任何降低，保持高分辨率畫質(zhì)。時分立體成像由2臺攝像機模擬人眼同步攝像，然后在同一顯示設備上交替顯示攝取的立體圖像對，并控制觀測設備光閥同步開關，使操作者左右眼分別接受左右攝像機的圖像，經(jīng)觀察者大腦融合后產(chǎn)生立體感［2,3］。用時分立體成像技術的一個主要問題是如何消除圖像交替顯示產(chǎn)生的閃爍。人眼視網(wǎng)膜中含有兩類感光細胞，即錐體細胞和桿體細胞。錐體細胞分布在視網(wǎng)膜中央,特別是中央凹部分，而桿體細胞則多分布在較邊緣部分。當光刺激人眼時，光作用于視網(wǎng)膜，產(chǎn)生興奮再傳至大腦引起感覺，視覺系統(tǒng)對于光的響應需要一段時間，并且光在人眼中產(chǎn)生的興奮也不隨著刺激的終止而立即消失。因此人的視覺對光的產(chǎn)生與消失都需要一定的過程。人眼的光感受器對間斷光刺激的反應決定于刺激的間歇頻率，當閃爍的頻率增至某一值時，閃光感消失,人眼將會感到一種固定的或連續(xù)的光，此時的閃光頻率就叫做臨界閃爍頻率CFF(CriticalFlickerFrequency)，表示人眼視覺系統(tǒng)時間分辨能力的上限。當周期信號的頻率高于CFF時，人眼不能察覺實際的亮度隨時間的變化，即高頻的間斷光和連續(xù)光在主觀上都能引起穩(wěn)定光的感覺，此時人眼感受的亮度I遵循TalbotPlateau定律，即I=TfL()dt0眼睛感覺到的是周期性變化光亮度的平均值。而當信號的頻率低于CFF時，人眼將會覺察到閃爍。人們發(fā)現(xiàn)臨界閃爍頻率(CFF)受很多因素影響［4,5］現(xiàn)總結(jié)如下：閃光的亮度一般來說，閃光的亮度越大,CFF就越大,FerryPorter定律指出，當光亮度超過一定水平后，CFF與亮度的對數(shù)成正比，即,CFF=alg(I)+b其a和b是常數(shù)，I是亮度。因此可以看出，目前顯示器件提高亮度和對比度的趨勢加重了閃爍的嚴重程度。光斑大小一般認為，在照明強度保持不變的情況下，閃光斑增大，其CFF也隨之增大,有關該效應的GranitHarper定律指出，CFF和視網(wǎng)膜閃光刺激面積的對數(shù)成正比例，可以表示為CFF=clgA)+d,式中,A代表面積,c和d是兩個參數(shù)。即隨著大屏幕顯示器的普及，屏幕越大閃爍效應也越嚴重。視網(wǎng)膜的不同部位CFF的大小,不僅取決于閃光光斑的大小，還和被刺激的視網(wǎng)膜部位有關,錐體細胞比桿體細胞有更高的CFF,所以人眼中心凹的CFF較高。因此視角越大,越容易感知到閃爍。不同顏色的刺激光 在其他條件參數(shù)一致的情況下，白光的CFF值大于其他色光的相應數(shù)值，綠光的CFF值大于紅，藍光的相應數(shù)值。環(huán)境光的影響一般人的瞳孔會根據(jù)外界光的強弱在2~8mm之間自動調(diào)節(jié)，從而可使其通光量有10~20倍的變化。所以，相同亮度的顯示畫面，在環(huán)境暗時的CFF比環(huán)境亮時的小。時分式3D顯示，通過液晶快門眼鏡觀看3D圖像時，眼鏡以一定的頻率打開和關閉。目前市面上的3D顯示屏工作頻率一般能達到120Hz，甚至有的能達到240Hz，而單只眼鏡的工作頻率僅為60Hz。由之前的理論可知，當觀看3D圖像時存在外界環(huán)境光的影響，如日光燈，由于日光燈本身具有一定光強，此時的暗相值就不為0，光相和暗相之間的亮度差減小，則閃爍感相較之前就沒有那么明顯，但人瞳孔會根據(jù)外界光的強弱在2-8mm之間自動調(diào)節(jié)，從而可使其通光量有10~20倍的變化，又會導致CFF值變大，所以其燈光將會對透過快門眼鏡的圖像造成干擾，導致人眼感知到的3D畫面出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。3）本課題重點內(nèi)容、實現(xiàn)途徑通過對快門式立體顯示技術原理的分析，我們知道引起立體顯示閃爍感的來源主要有兩個：1、 顯示器顯示內(nèi)容透過眼鏡引起的閃爍；2、 室內(nèi)環(huán)境光透過眼鏡引起的閃爍。顯示器顯示內(nèi)容透過眼鏡的閃爍與環(huán)境光透過眼鏡的閃爍同等重要，所以顯示器顯示內(nèi)容的平均亮度、顯示面積的大小、環(huán)境光的強度以及調(diào)制環(huán)境光的作用將成為本課題研究閃爍感的重點。本課題的實現(xiàn)途徑主要有以下幾個：1、 通過基于光電二極管的高響應亮度計，對顯示器光源、環(huán)境光以及他們透過眼鏡后的光源進行瞬態(tài)響應的測量，通過測量進一步分析它們之間的關系，以及可能對閃爍感造成影響的因素；2、 根據(jù)基本顯示原理、人眼閃爍感產(chǎn)生原理以及測量分析結(jié)果，設計合理的主觀實驗，探究猜想的影響因素對主觀感受的影響與否及其影響程度，交互作用等。3、 綜合分析原理、測量結(jié)果和視覺感知結(jié)果，總結(jié)閃爍感的影響因素，提出合理的降低和消除主動快門式立體顯示技術閃爍感的方案，并進行論證。完成本課題所需工作條件（如工具書、計算機、實驗、調(diào)研等）及解決辦法1） 實驗設備模擬實驗室，主動快門立體顯示器，平均亮度計，高響應瞬態(tài)亮度計2） 參考文獻H.W.Tian,W.T.Zheng,Y.P.Chen,T.Ding,X.Wang,D.W.Kan,Magneticfieldeffectoncriticalbehaviorofperovskiteferromagnet[J].JournalofRareEarths,2005（23）:533-535.PetlBR.AdvancedConceptionDeviceInputfor3DDisplay.Three-dimensionalImagingandRemoteSensingImaging,1998,902:59?63RodriguezR,ChineaG,LopezNetal.FullWindowStereo.JournalofMolecularGraphicsandModeling,1999,17:310?314閻洪祿，于秀敏眼生理學[M].北京，人民衛(wèi)生出版社,2001.應根裕，胡文波，邱勇等平板顯示技術[M].北京，人民郵電出版社，2004.預計可能遇到的困難，提出解決問題的方法和措施在測量顯示器光源、環(huán)境光以及他們透過眼鏡后的瞬態(tài)響應參數(shù)時會受到顯示器光源及環(huán)境光的干擾。所以在測量時需要做好遮光措施。顯示器光源及環(huán)境光源進入眼睛的方式不同會導致相同的強度透過眼鏡后得到的光強不同，所以應將環(huán)境光與顯示器光源分開測量，避免互相十擾。因為室內(nèi)的環(huán)境光亮度可能不均與，所以盡量在同一點測試減小誤差。頻譜分析時，因為這種諧波的存在，波形一般不可能是平滑的，所以可以濾波器得出基波分量后再進行分析。亮度計測量面積受視場角影響，視場角越小，可測面積越小。將光源面積控制在可測面積內(nèi)。主觀實驗時，個人的閃爍臨界頻率的差異會影響實驗效果。應先進行測試篩選。

5.進度計劃（或工作方案分析）起止日期工作內(nèi)容備注2012年1月1日2012年至2月24日查