紧凑型立体显示系统及其显示方法技术方案

紧凑型立体显示系统及其显示方法，属于三维显示技术领域。包括图像处理装置（2）、投影仪（3）和立体成像装置，投影仪（3）与图像处理装置（2）连接，在投影仪（3）与立体成像装置之间设有反光镜组件，投影仪（3）的光线经过反光镜组件折射后投影在立体成像装置上。显示方法，包括以下步骤：提取待成像物品（9）四个方位的四幅图像；裁剪四幅图像进行裁剪，并拼接为组合图像；投影仪（3）将组合图像经过反光镜组件反射到立体成像装置上。通过反光镜组件对投影仪的光线进行反射，缩小了投影仪到立体成像装置之间的光程要求，能够使该紧凑型立体显示系统结构紧凑，体积小，能够满足在教室、实验室或会议室等空间很小的地方使用。

【技术实现步骤摘要】
紧凑型立体显示系统的显示方法
紧凑型立体显示系统的显示方法，属于三维显示

技术介绍
现有立体显示系统需要投影仪将图像投影到立体成像装置上，而且投影仪投出的光是一种发散的实像，要得到50cm×50cm的实像，理论上光程要求不小于1m，这个尺寸相对与显示系统来说非常大，所以目前只能在非常大的展厅里面才能够布置立体显示系统，在教室、实验室或会议室等空间很小的地方，没有足够的空间的安装立体显示系统，这个问题严重限制了立体显示系统的应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种体积小、结构紧凑、使用方便的紧凑型立体显示系统的显示方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该紧凑型立体显示系统的显示方法，包括图像处理装置、投影仪和立体成像装置，投影仪与图像处理装置连接，其特征在于：在投影仪与立体成像装置之间设有反光镜组件，投影仪的光线经过反光镜组件反射后投影在立体成像装置上。通过反光镜组件对投影仪的光线进行反射，缩小了投影仪到立体成像装置之间的光程要求，能够使该紧凑型立体显示系统的显示方法结构紧凑，体积小于，能够满足在教室、实验室或会议室等空间很小的地方使用。优选的，所述反光镜组件包括第一反光镜、第二反光镜和第三反光镜，第一反光镜与第二反光镜相互平行且相向设置，第一反光镜与第二反光镜均与水平面成45°角，第三反光镜与第二反光镜垂直设置，投影仪的光线水平到达第一反光镜后垂直向下到达第二反光镜，然后光线水平到达第三反光镜后再次垂直向上到达立体成像装置。反光镜组件布置合理，占用空间小，能够依次反射投影仪的光线缩短投影仪与立体成像装置的距离。优选的，所述第一反光镜、第二反光镜和第三反光镜的厚度均小于等于3mm。有效避免光线在立体成像装置上出现重影，成像清晰。优选的，所述立体成像装置包括投影幕布和四棱椎体，投影幕布水平固定在反光镜组件的上方，四棱椎体由四块等腰三角形的透明玻璃拼接构成，四棱椎体倒置在投影幕布的上方，四棱椎体的中心轴线垂直于投影幕布。投影幕布成本低，而且能够有效避免出现重影，成像更加清晰。优选的，所述图像处理装置还连接有实时图像采集装置，实时图像采集装置包括图像采集箱以及固定在图像采集箱内的摄像头和灯光组件，图像采集箱密闭且不透光，待成像物品放置在图像采集箱的中部，摄像头有四个，对称位于待成像物品的四周，摄像头与图像处理装置相连接。通过实时图像采集装置可以实时显示待成像物品，使用方便。优选的，所述灯光组件包括焊接到电路板上的红色、绿色和蓝色三原色LED灯，LED灯阵列成同心的圆形并固定在图像采集箱的顶板上，LED灯为贴片5730高亮LED灯。三原色LED灯能够制造全彩效果，增强视觉效果。上述的紧凑型立体显示系统的显示方法，包括以下步骤：步骤1，提取待成像物品四个方位的四幅图像；步骤2，对四幅图像进行裁剪，得到四幅包含待成像物品图像的子图像，拼接四幅子图像为一个正方形的组合图像；通过对四幅图像进行裁剪后能够放大子图像在立体成像装置上的投影，便于观看。步骤3，投影仪将组合图像经过反光镜组件反射到立体成像装置上，立体成像装置显示待成像物品的立体形状。优选的，所述步骤2具体包括以下步骤：步骤201，建立四个空数组a1、a2、a3、a4，利用LABVIEW将待成像物品四个方位图像按顺序存储在数组a1、a2、a3、a4中；建立一个正方形的空数组a0；步骤202，在a1中裁剪出一个包含待成像物品图像的等腰直角三角形的数组a11，且数组a11的斜边位于a1在待成像物品图像的上侧或下侧的第n行，同样在a2、a3和a4中裁剪出与数组a11大小相同的数组a21、a31和a41，a11、a21、a31、a41对应的赋给a0。从a1的第n行开始实际上就是把没有待成像物品图像的前n行裁除，能够使待成像物品图像尽可能的布满整个a11，而且等腰直角三角形便于拼接，n是整数，且1≤n≤200。优选的，所述步骤201中数组a1、a2、a3、a4像素大小为640×480，a0的像素大小为640×640；所述步骤202具体包括以下步骤：步骤20201，将a1的第n行像素点提取出来，赋给数组a0的第一行，将a1中第n+i行的第i列至第640-i列像素点提取出，赋给a0中第i行的第i列至第640-i列，依次执行直到i=320，i是1～320的整数，得到a11；步骤20202，将a2顺时针旋转90度，将a2的第480-n列像素点提取出来，赋给数组a0的第640列，将a2中第480-（n+i）列的第i行至第640-i行像素点提取出，赋给a0中第640-i列的第i行至第640-i行，依次执行直到i=320，得到a21，i是1～320的整数；步骤20203，将a3顺时针旋转180度，依据步骤1重复执行得到a31；步骤20204，将a4顺时针旋转270度，依据步骤2重复执行得到a41；步骤20205，a11、a21、a31和a41合成640×640的数组a0，并通过LABVIEW显示出图像。在a1、a2、a3、a4中分别裁剪出大小相同的等腰直角三角形，并直接赋给a0，计算量少，操作方便。优选的，所述步骤201中数组a1、a2、a3、a4像素大小为640×480，a0的像素大小为640×640；所述步骤202具体包括以下步骤：步骤20201，将a1中第n行的第e列至640-e列像素点提取出来将a1中第n+i行的第i+e列至第640-（i+e）列像素点提取出来，依次执行直到i+e=320，得到a11，i是从1开始的整数，e是1～160之间的任意整数；步骤20202，将a2顺时针旋转90度，将a2中第480-n列的第e行至第640-e行像素点提取出来，将a2中第480-（n+i+e）列的第i+e行至第640-（i+e）行像素点提取出来，依次执行直到i+e=320，得到a21；步骤20203，将a3顺时针旋转180度，依据步骤1重复执行得到a31；步骤20204，将a4顺时针旋转270度，依据步骤2重复执行得到a41；步骤20205，a11、a21、a31和a41拼接为一个像素大小为（640-2e）×（640-2e）的正方形后映射到数组a0中，并通过LABVIEW显示出图像。与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果是：1、通过反光镜组件对投影仪的光线进行反射，缩小了投影仪到立体成像装置之间的光程要求，能够使该紧凑型立体显示系统的显示方法结构紧凑，体积小于，能够满足在教室、实验室或会议室等空间很小的地方使用。2、反光镜组件布置合理，占用空间小，能够依次反射投影仪的光线缩短投影仪与立体成像装置的距离。3、第一反光镜、第二反光镜和第三反光镜的厚度均小于等于3mm，克服了反光镜的上表面和反光镜的银面都进行了反光的问题，有效避免光线在立体成像装置上出现重影，成像清晰。4、投影幕布成本低，而且防止光线直接射过，避免出现重影，立体像清晰。5、通过对四幅图像进行裁剪后能够放大子图像在立体成像装置上的投影，克服了较小的待成像物品投影在立体成像装置上后立体效果差的问题，便于观看。6、从a1的第n行开始实际上就是把没有待成像物品图像的前n行裁除，去除无效成分，能够使待成像物品图像尽可能的布满整个a11，进一步放大待成像物品图像，而且等腰直角三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紧凑型立体显示系统，包括图像处理装置（2）、投影仪（3）和立体成像装置，投影仪（3）与图像处理装置（2）连接，其特征在于：在投影仪（3）与立体成像装置之间设有反光镜组件，投影仪（3）的光线经过反光镜组件折射后投影在立体成像装置上。

【技术特征摘要】
1.一种紧凑型立体显示系统的显示方法，包括图像处理装置（2）、投影仪（3）和立体成像装置，投影仪（3）与图像处理装置（2）连接，其特征在于：在投影仪（3）与立体成像装置之间设有反光镜组件，投影仪（3）的光线经过反光镜组件反射后投影在立体成像装置上；所述图像处理装置（2）还连接有实时图像采集装置，实时图像采集装置包括图像采集箱（1）以及固定在图像采集箱（1）内的摄像头（7）和灯光组件，图像采集箱（1）密闭且不透光，待成像物品（9）放置在图像采集箱（1）的中部，摄像头（7）有四个，对称位于待成像物品（9）的四周，摄像头（7）与图像处理装置（2）相连接；摄像头（7）固定在摄像头调节板（17）上，在摄像头固定板（8）上开设有供摄像头（7）前端穿过的拍摄孔，螺栓（15）穿过摄像头固定板（8）连接摄像头调节板（17），弹簧（16）套在摄像头固定板（8）与摄像头调节板（17）之间的螺栓（15）上；所述立体成像装置包括投影幕布（5）和四棱椎体（6），投影幕布（5）水平固定在反光镜组件的上方，四棱椎体（6）由四块等腰三角形的透明玻璃拼接构成，四棱椎体（6）倒置在投影幕布（5）的上方，四棱椎体（6）的中心轴线垂直于投影幕布（5），四棱椎体（6）的玻璃内侧分别贴有半透半反膜形成半透半反屏幕；在图像采集箱（1）的底部安装有一个载物平台（10），载物平台(10）的底部连接有一个驱动其在水平面内旋转的减速步进电机，待成像物品（9）放置在载物平台(10）上；所述反光镜组件包括第一反光镜（12）、第二反光镜（13）和第三反光镜（14），第一反光镜（12）与第二反光镜（13）相互平行且相向设置，第一反光镜（12）与第二反光镜（13）均与水平面成45°角，第三反光镜（14）与第二反光镜（13）垂直设置，投影仪（3）的光线水平到达第一反光镜（12）后垂直向下到达第二反光镜（13），然后光线水平到达第三反光镜（14）后再次垂直向上到达立体成像装置；所述第一反光镜（12）、第二反光镜（13）和第三反光镜（14）的厚度均小于等于3mm；包括以下步骤：步骤1，提取待成像物品（9）四个方位的四幅图像；步骤2，对四幅图像进行裁剪，得到四幅包含待成像物品（9）图像的子图像，拼接四幅子图像为一个正方形的组合图像；步骤3，投影仪（3）将组合图像经过反光镜组件反射到立体成像装置上，立体成像装置显示待成像物品（9）的立体形状；所述步骤2具体包括以下步骤：步骤201，建立四个空数组a1、a2、a3、a4，利用LABVIEW将待成像物品（9）四个方位图像按顺序存储在数组a1、a2、a3、a4中；建立一个正方形的空数组a0；步骤202，在a1中裁剪出一个包含待成像物品（9）图像的等腰直角三角形...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏功祥，党宝生，姜清华，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37