1 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室, 浙江 杭州 310027
2 浙江大学光电科学与工程学院, 浙江 杭州 310027
传统平面显示技术无法满足360°视角、高分辨率的显示效果。提出了一种基于人眼跟踪的360°悬浮显示系统。利用多摄像头人眼跟踪算法实时获取观察者视点位置,并利用OpenGL生成对应视角画面。为实现360°显示,设计了一种折反射式柱面投影光学系统。为充分利用投影仪有限的分辨率,提出了一种半周显示方案。为显示正确图像,提出了基于贝塞尔曲面的预畸变校正方法和极坐标系转换方法,最终实现了系统360°水平视角和一定范围内垂直视角可视。实验结果表明,所提系统能以高分辨率、低成本的方式实现静态或动态的悬浮显示效果。
光学设计 悬浮显示 人眼跟踪 投影光学系统 畸变矫正
1 中国科学院 深圳先进技术研究院, 广东 深圳 518055
2 奥比中光科技集团股份有限公司, 广东 深圳 518057
3 深圳大学 物理与光电工程学院, 广东 深圳 518061
为了提升显示系统的立体感, 将图像显示在空中, 无需介质承接即可实现较大的离屏距离, 建立了悬浮显示系统, 对该系统的显示理论和关键光学器件进行研究。首先, 从人眼双目立体视觉出发, 研究实现悬浮显示的两个关键因素: 一是图像经过显示系统形成实像; 二是双眼均能看到该实像, 并形成双目视差。然后, 在悬浮显示基础理论分析的基础上, 利用透镜搭建了一个悬浮显示系统, 验证上述原理分析。最后, 通过仿真分析设计了一个基于微反光镜阵列的悬浮显示系统, 并依据设计的加工流程完成系统的搭建。实验结果表明, 所搭建的悬浮显示系统可成功地将图像显示在空中, 无需介质承接, 离屏距离大于6.5 cm, 验证了本文对悬浮显示原理的分析及悬浮显示系统的设计。
悬浮显示 立体视觉 双目视差 floating display binocular stereo vision binocular parallax
