一种基于负视差的裸眼悬浮立体显示系统及方法技术方案

本发明专利技术所提供的一种基于负视差的裸眼悬浮立体显示系统及方法，所述裸眼悬浮立体显示系统包括：围绕定向屏呈环形设置用于提供视差图的多个投影机；设置在多个投影机前方的用于将多个投影机提供的视差图进行图像处理的定向屏；通过一转轴与所述定向屏连接的用于带动定向屏按一预定速度转动的电机；设置在定向屏前方的用于将处理后的图像进行立体显示的图像显示区域。本发明专利技术采用定向屏由电机带动高速旋转，多投影机环绕旋转轴排列，当定向屏正对其中一个投影机时，将投影机出瞳成像，在显示器上方形成一条观察带。因此，电机旋转一周，形成的观察带围成整圈，不仅有效增大了观看范围，实现周视，同时可使多人多角度观看立体图像，提高了人机互动性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及裸眼立体显示
，尤其涉及。
技术介绍
人们对客观世界的感知方式有多种，眼睛承载着人类90%以上的信息获取能力，借助视觉能获得的信息量远远超过了听觉、触觉、嗅觉及味觉等其他方式所能获得的信息量。现实中的物体都是立体的、三维的，人眼的视觉系统能够很好的适应现实中的三维世界，准确的把图像信息传递给人们。三维立体显示技术提供了与真实世界相比的视觉信息，让人们能够感知立体的世界，极大地便利了人们的视觉享受。三维立体显示技术中最重要的是立体显示器。其能再现物体的三维信息，提供物体更为全面、详实的信息，在医学、军事、广告艺术以及立体电视等领域有着广泛的应用前景。然而目前的立体显示器无法同时实现裸眼、宽视域观看，以及立体图像的悬浮和可触摸，人机交互性较差。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供，旨在通过本专利技术解决现有技术中存在的立体显示器无法同时实现裸眼、宽视域观看，以及立体图像的悬浮和可触摸的缺陷，提高人机交互性，为用户提供方便。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下: 一种基于负视差的裸眼悬浮立体显示系统，其中，所述裸眼悬浮立体显示系统包括: 围绕定向屏呈环形设置用于提供视差图的多个投影机； 设置在多个投影机前方的用于将多个投影机提供的视差图进行图像处理的定向屏； 通过一转轴与所述定向屏连接的用于带动定向屏按一预定速度转动的电机； 设置在定向屏前方的用于将处理后的图像进行立体显示的图像显示区域； 所述定向屏包括菲涅尔透镜组和一片光栅，所述菲涅尔透镜组包括两片菲涅尔透镜，分别标记为第一菲涅尔透镜和第二菲涅尔透镜，所述第一菲涅尔透镜、第二菲涅尔透镜和光栅依次排列； 通过多个投影机提供视差图，所述定向屏由电机带动高速旋转，所述多投影机环绕旋转轴排列，当定向屏正对其中一个投影机时，控制将投影机出瞳成像，在定向屏上方形成一条观察带，电机旋转一周，形成的观察带围成整圈，实现周视，以用于当人眼位于任意两条不同观察带时，将分时接收到对应视差图，形成立体视觉，且位于不同的位置，将观察到立体图像不同的侧面。所述基于负视差的裸眼悬浮立体显示系统，其中，所述图像显示区域位于人眼与定向屏之间。所述基于负视差的裸眼悬浮立体显示系统，其中，定向屏还用于当其中投影机位于定向屏中第一菲涅尔透镜的焦点时，通过定向屏对该投影机出瞳成像，在定向屏的第二菲涅尔透镜的焦平面上形成一条竖直的观察带。所述基于负视差的裸眼悬浮立体显示系统，其中，所述投影机为微型投影机。所述基于负视差的裸眼悬浮立体显示方法，其中，所述裸眼悬浮立体显示方法包括步骤: 51、预先设定多个投影机环绕旋转轴进行排列； 52、设置电机带动定向屏进行高速旋转，当定向屏旋转至正对其中一个投影机时，将所述投影机出瞳成像，并在图像显示区域形成一条相应的图像观察带； 53、重复步骤S2，直到电机带动定向屏旋转一周、形成的图像观察带围成整圈，此时图像显示区域显示悬浮立体图像。所述基于负视差的裸眼悬浮立体显示方法，其中，所述定向屏包括菲涅尔透镜组和一片光栅，所述菲涅尔透镜组包括两片菲涅尔透镜，分别标记为第一菲涅尔透镜和第二菲涅尔透镜。所述基于负视差的裸眼悬浮立体显示方法，其中，所述步骤S2具体包括: 521、设置所述定向屏中的所述第一菲涅尔透镜、第二菲涅尔透镜和光栅依次排列； 522、当定向屏由电机带动旋转至正对其中一个投影机时，所述菲涅尔透镜组将放置于第一菲涅尔透镜焦平面处的投影机出瞳成像在第二菲涅尔透镜焦平面处； 523、所述光栅将所述第二菲涅尔透镜焦点处的投影机出瞳成像进行散射，并在图像显示区域形成一条相应的图像观察带。所述基于负视差的裸眼悬浮立体显示方法，其中，所述图像显示区域位于人眼与定向屏之间。 本专利技术所提供的，所述裸眼悬浮立体显示系统包括:围绕定向屏呈环形设置用于提供视差图的多个投影机；设置在多个投影机前方的用于将多个投影机提供的视差图进行图像处理的定向屏；通过一转轴与所述定向屏连接的用于带动定向屏按一预定速度转动的电机；设置在定向屏前方的用于将处理后的图像进行立体显示的图像显示区域。本专利技术采用定向屏由电机带动高速旋转，多投影机环绕旋转轴排列，当定向屏正对其中一个投影机时，将投影机出瞳成像，在显示器上方形成一条观察带。因此，电机旋转一周，形成的观察带围成整圈，这样不仅有效增大了观看范围，实现周视，同时可使多人多角度观看立体图像，提高了人机的互动性。【附图说明】图1是双目视差原理图。图2是四种视差类型原理不意图。图3是本专利技术基于负视差的裸眼悬浮立体显示系统结构图。图4是定向屏旋转成像原理图。图5是本专利技术基于负视差的裸眼悬浮立体显示系统的定向屏结构图。图6是本专利技术基于负视差的裸眼悬浮立体显示系统的双菲涅尔透镜成像原理图。图7是本专利技术基于负视差的裸眼悬浮立体显示系统的光栅定向散射原理示意图。图8是本专利技术基于负视差的裸眼悬浮立体显示方法的较佳实施例流程图。【具体实施方式】本专利技术公开了，为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。人类的眼睛对于现实世界的深度感觉主要是来自于以下几种方式，分别是:单眼的移动视差、两眼的视差、调节效应、汇聚效应。其中两眼的视差是看物体产生立体感和深度感的最主要的原因。人类的两眼之间有大约65毫米左右的距离，右眼和左眼分别去看同一个物体之间是有小小的差别的，相当于是用不一样的角度去看世界的。双眼对空间的定位按照如下的过程:具体如图1所示，图1为双目视差原理图(图中灰色部分用于区分双眼看到实物的不同位置)，其中10为实物，11为左眼实际看到的画面，12为右眼实际看到的画面，13为大脑合成左右双眼画面信息后重新构建的影像。当双眼把看到有细微差别的两幅图像或场景反映给了大脑的时候，大脑把接收到的两幅图像综合处理成为一副非常完整的图像，产生了精确的立体状态的物体和这个物体在真实场景中的位置。这样使观察者有立体和深度的感觉也就形成了。任何取在立体空间中相同的一点，按投影在立体图像对中的像点位置偏差的方向不同，分为垂直视差和水平视差。其中，垂直视差指的是在竖直方向上像点位置的偏移，水平视差指的是在水平方向上像点位置的偏移。但是垂直视差会让双眼观察物体的时候感觉极度的不适，因为双眼是水平分布而不是垂直分布的。所以水平视差常常用在实现立体显示的过程中，而垂直视差是立体显示中尽量要避免出现的。水平视差分别有零时差，正视差，负视差，发散视差四种类型。请参照图2，图2为四种视差类型原理示意图，其中a表示零视差、b表示正视差、c表示负视差、d表示发散视差。如图2所示，所述四种类型的水平视差原理如下: (I)零视差。双眼中目标物体的成像点和立体空间中的一点所形成的连线在显示屏上交于同一点的时候，双目视差是零，也就是上面所说的零视差。观看这一点的时候，会感觉这一点就在屏幕之上，那是因为左右眼的视线恰好交汇于显示屏上的同一点。(2)正视差。双眼中目标物体的成像点和立体空间中的一点所形成的两条连线和显示屏相交，并且两个交点之间的间隔小于人类瞳距的规本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于负视差的裸眼悬浮立体显示系统，其特征在于，所述裸眼悬浮立体显示系统包括：围绕定向屏呈环形设置用于提供视差图的多个投影机；设置在多个投影机前方的用于将多个投影机提供的视差图进行图像处理的定向屏；通过一转轴与所述定向屏连接的用于带动定向屏按一预定速度转动的电机；设置在定向屏前方的用于将处理后的图像进行立体显示的图像显示区域；所述定向屏包括菲涅尔透镜组和一片光栅，所述菲涅尔透镜组包括两片菲涅尔透镜，分别标记为第一菲涅尔透镜和第二菲涅尔透镜，所述第一菲涅尔透镜、第二菲涅尔透镜和光栅依次排列；通过多个投影机提供视差图，所述定向屏由电机带动高速旋转，所述多投影机环绕旋转轴排列，当定向屏正对其中一个投影机时，控制将投影机出瞳成像，在定向屏上方形成一条观察带，电机旋转一周，形成的观察带围成整圈，实现周视，以用于当人眼位于任意两条不同观察带时，将分时接收到对应视差图，形成立体视觉，且位于不同的位置，将观察到立体图像不同的侧面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：严俊文，
申请(专利权)人：严俊文，
类型：发明
国别省市：广东;44