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多视点立体显示技术使观看者无需佩戴立体眼镜就能在不同的位置看到不同的立体图像,被认为是多媒体虚拟现实显示技术的未来,能够为体验者提供色彩丰富、视野广阔、更为真实的感观效果,因此正成为多媒体领域的研究热点。
本文“多视点立体显示系统建模及分析”,建立了平行式摄像机阵列实拍立体显示系统的数学模型,提出了模型质量评价方法,从几何学的角度定量分析了拍摄和显示系统中各参数对最终立体显示效果的影响。
在分析了多视点立体显示系统领域研究现状的基础上,论文根据人眼双目立体视觉的几何特性,结合计算机视觉原理,建立了实拍平行式立体显示系统数学模型,与J.Y.Son及Z.Y.Alpaslan等人的模型相比,本文建立的模型更符合真实拍摄情况,能更精确地对各参数进行调节,有效控制深度感;综合考虑立体图像纵深范围、深度灵敏度、纸板效应、人眼融合极限及观看姿势对最终观看效果的影响等因素,提出了立体显示系统模型质量评价方法,并进行了计算仿真;比较分析了平行型和会聚型摄像机阵列获取模型对最终立体显示效果的影响,从减少立体失真的角度考虑,选择了平行式摄像机阵列建模,并以本文建立的立体显示系统模型为依据,提出了平行式获取模型优化方法;显示部分,根据柱透镜光栅光学特性,分析其栅距、焦距、折射率等微观参数与观察距离和视角范围等宏观参数的关系,针对不同的液晶平板显示器及不同的多视点立体显示系统要求,设计柱透镜光栅参数;以CCD模拟人眼的实验方式检测立体可视区域,并通过Tracepro光学软件模拟仿真,验证参数设计的正确性和可行性,从客观上对系统性能进行评价。仿真及实验结果表明,本论文建立的模型能预测多视点系统中虚拟物体的空间分布,有效控制虚拟物体深度,减少立体失真,为提高立体显示质量提供理论参考。