在裸眼3D立体视频观看中,由于存在辐辏调节的矛盾,观看者会产生诸如眩晕、呕吐等视疲劳症状,尤其在医疗、A/VR等场景下,3D视频观看通常为任务驱动,眼动行为由于受到主观控制,单一的眼动特征很难准确评估视觉疲劳,更无法得到视疲劳等级,导致视疲劳无法及时被发现,从而造成不可预估的损失。针对以上问题,本文提出了一种基于多种眼动行为的3D视疲劳等级评估模型,旨在观看3D内容时,通过对注视、扫视、眨眼等眼动行为进行建模分析,得到实时视疲劳等级。本文采用主客观相结合的方法进行实验:受试者观看3D内容,实验人员记录受试者主观打分并利用眼动仪提取受试者客观眼动行为;通过进行相关性分析,探究任务驱动下能够表征3D视疲劳的各种客观眼动行为;利用神经网络建立基于16种眼动行为的视疲劳四等级评估模型。模型对3D视疲劳等级的预测准确率达到82%,证明了模型的有效性。
裸眼3D显示 视疲劳 眼动行为 任务驱动 神经网络 naked eye 3D display eye fatigue eye movements task driving neural network
1 四川大学 电子信息学院, 四川 成都 610065
2 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
针对无人机难以搭载相机阵列飞行拍摄的问题, 提出了一种单摄像机无人机获取裸眼3D视频的方法。该方法在平行摄像机阵列法的基础上, 利用单摄像机无人机在水平方向匀速飞行拍摄视频, 以一定帧距提取所拍视频的相应帧, 来获取具有水平视差的多段视差视频, 以此制作裸眼3D显示器所需的立体视频片源。针对不同场景的拍摄距离, 可根据该方法计算选取不同的帧距来调整视差视频的水平视差值。通过在裸眼3D显示器显示, 对比实验结果验证了该方法的可行性。本文为普通无人机拍摄真实3D场景制作成裸眼3D显示所需的视频提供了参考。
3D视频 帧距 无人机 裸眼3D显示 平行摄像机阵列法 3D video frame distance unmanned aerial vehicle naked-eye 3D display parallel camera array
1 北京大学 软件与微电子学院, 北京 100871
2 京东方科技集团股份有限公司, 北京 100176
研究了狭缝光栅开口率和3D串扰之间的关系。先采用固定式的狭缝光栅显示器件进行实验, 发现2%~4%光栅开口率的增加导致了0.2%~2%串扰的增加, 初步验证了“光栅开口率越高, 3D串扰越大”的规律。考虑到2D显示产品的个体性能差异以及在贴合过程中的操作误差都可能对这个结果产生影响, 又用TN 盒制作成活动式狭缝光栅, 通过改变电压来改变狭缝光栅的开口率, 从而在其他条件都一致的情况下, 测试出狭缝光栅透过率和3D串扰之间的关系。对于2视点的裸眼3D设备, 随着控制电压从4 V增大到15 V, 串扰逐步减小了1.6%, 从而最终确认了“开口率越高, 3D串扰越大”的规律。
裸眼3D显示 串扰 狭缝光栅 活动式狭缝光栅 开口率 auto-stereoscopic display crosstalk parallax barrier active barrier opening ratio
1 华侨大学 信息科学与工程学院, 福建 厦门 361021
2 华侨大学 外国语学院, 福建 泉州 362021
设计了一种用于裸眼3D显示屏的低串扰新型双面柱透镜光栅板, 光栅板的入射面为等间距排列的与显示器子像素数量相同的凹形自由曲面光栅结构, 出射面为斜置的凸形自由曲面光栅结构.根据裸眼3D显示原理和几何光学原理推导了双面光栅板的光栅单元自由曲面设计公式和光栅参数计算公式.通过MATLAB编程计算和SolidWorks软件建模得到光栅板模型.用TracePro软件对所设计的光栅板模型进行光线追迹仿真, 结果表明: 参数优化后的6视点斜置柱透镜双面光栅3D显示在最佳视角的图像串扰度为0.068%, 与传统6视点斜置柱透镜光栅的最佳视角图像串扰度相比降低了2个数量级, 并且在观看距离2 000 mm~3 000 mm 范围内图像串扰度基本不变.
裸眼3D显示 柱透镜光栅 光学仿真 串扰 自由曲面 多视点 Naked-eye 3D display Cylindrical lens grating Optical simulation Crosstalk Free-form surface Multi-view 光子学报
2017, 46(12): 1222002
1 中山大学 光电材料与技术国家重点实验室,广东 广州 510275
2 中山大学 物理科学与工程技术学院,广东 广州 510275
为了制定裸眼3D关键指标的标准化测试方案,本文根据目前主流的自由立体显示和指向性背光技术的不同显示原理及其甜点的不同排列情况,分别设计了不同的测试方法,并对其进行串扰率、亮度、对比度、色温、色域等关键指标的完整测量与评价。测试结果表明,指向性背光式裸眼3D显示器的串扰率低达2.64%,远低于柱镜式(80.91%)和液晶光栅式(3.3%)裸眼3D显示器;亮度、色域、色温等指标上,指向性背光式显示也胜于柱镜式和液晶光栅式技术;而在对比度上,柱镜式裸眼3D显示凭借较佳的亮度,取得最优秀的数值,明显强于液晶光栅式和指向性背光技术。
裸眼3D显示 评价 串扰率 autostereoscopic display evaluation crosstalk ratio
中山大学 光电材料与技术国家重点实验室, 广东 广州510275
描述了裸眼3D显示设备的关键指标, 包括左右通道串扰率、显示色温、色域覆盖率、分辨率的检测方式与结果。研究结果表明, 双视点全高清裸眼3D显示原型机在2D模式以及3D模式下均能保持1 920×1 080像素的分辨率, 亮度为258 cd/m2, 色温值为5 686 K, 色域为70.83%的NTSC色域饱和度, 视区内的串扰率低至3.62%。
全高清 裸眼3D显示 串扰率 分辨率 full-high resolution glasses-free autostereoscopic display crosstalk resolution
为了解决了常规裸眼3D显示器件视区固定, 且观看角度狭小的问题, 文中提出一种基于头部追踪技术的增大观看视角的解决方案。该方案可以通过头部追踪设备检测观看者所在的位置, 通过调整液晶光栅的透光位置, 使观看者的左眼与右眼分别位于最佳观看区域,在很大范围内, 观看者始终可以看到合适的3D图像。提出了头部追踪3D显示器件的测试评价方法, 通过实验室验证, 该方法能有效评价该类显示器件的性能。
头部追踪 裸眼3D显示 液晶光栅 head tracking naked 3D display LC barrier