CN108391118B - 一种基于投影方式实现3d图像的显示系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于投影方式实现3D图像的显示系统，其包括：3D显示模块，用于作为投影幕布显示3D图像；投影模块，用于接收来自数据处理模块的数据并让投影仪显示图像；数据处理模块，用于处理3D数据并发送给投影仪的驱动模块。本发明用投影的方式实现大视角的3D立体效果。
Description
技术领域
本发明涉及3D图像显示领域，特别是涉及基于投影方式实现3D图像显示的方法。
背景技术
目前市面上的3D显示技术主要有：利用人眼视觉差产生立体感，如AR，VR，柱镜光栅，偏振光等技术；利用余晖效应，如：二维平面旋转等；利用海市蜃楼原理的水雾投影；用led灯搭建的光立方等。
利用人眼视觉差产生立体感的技术一般都会使用户产生眩晕感，而且一般都需要佩戴对应的眼镜，会使用户眼睛产生疲劳感；二维平面旋转产生的三维画面立体感强，但可视角度偏小；而利用水雾投影技术需要的设备较大，而且需要水，可移动性差；而led灯搭建的光立方分辨率太低，透明度也很低。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种基于投影方式实现3D图像的显示系统，采用本发明提供的技术方案解决了现有3D显示技术存在需要佩戴专业眼镜，容易产生眩晕感和疲劳感，可视角度小以及透明度和分辨率低的技术问题。
本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，提供了一种基于投影方式实现3D图像的显示系统，包括3D显示模块、投影模块和数据处理模块；
所述3D显示模块为内部规则排列有漫反射颗粒的透明正方体载体，光线投入所述透明正方体载体内后形成投影幕布效果；
所述投影模块包括投影仪及其驱动模块；所述投影仪为彩色显示屏，屏幕朝下置于所述3D显示模块顶部；所述驱动模块，用于接收来自所述数据处理模块的数据，并让所述投影仪显示图像；
所述数据处理模块包括嵌入式芯片和图像处理器；所述嵌入式芯片，用于为所述图像处理器提供操作系统；所述图像处理器，用于建立3D模型，并将建立的3D模型在斜率为k、且平行y轴的几个面上进行切割，然后投影在x-y面上，并将数据发送给所述投影仪。
优选的，所述透明正方体载体的透明程度为在x-z或x-y或y-z投影面上，漫反射颗粒和立方体的面积之比，满足以下公式：w＝2πr/2i；其中r为所述漫反射颗粒的半径，i为立方体的棱长；所述立方体为所述透明立体载体分割成能包裹住一个漫反射颗粒的虚拟空间。
优选的，所述漫反射颗粒的直径d小于0.05毫米。
优选的，漫反射颗粒为不规则的金属颗粒。
优选的，所述透明正方体载体的制作材质为PET、PP或PVC材质。
本发明的有益效果表现在：3D图像通过投影模块投影在3D显示模块，实现肉眼观看3D图像效果，用户不用佩戴专用的眼镜，可以产生自然的3D效果而不会产生眩晕感和疲劳感；可视角度较大，透明度高，分辨率较高，而且移动性好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例显示系统的连接框图；
图2为本发明实施例3D投影模块示意图；
图3为本发明实施例x-z投影面局部示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有3D显示技术存在需要佩戴专业眼镜，容易产生眩晕感和疲劳感，可视角度小以及透明度和分辨率低的技术问题。
请参见图1，为了解决上述技术问题，本实施例提供一种基于投影方式实现3D图像的显示系统，包括3D显示模块10、投影模块20和数据处理模块30。
其中，3D显示模块10为内部规则排列有漫反射颗粒的透明正方体载体，光线投入透明正方体载体内后形成投影幕布效果。透明正方体载体的棱长为L。
请参见图2-3，为了保证透明度，漫反射颗粒直径d应小于肉眼可分辨大小0.05毫米。假设透明正方体载体全透明，则透明程度w＝πr2/i2，即在x-z或x-y或y-z投影面上，漫反射颗粒和小正方体的面积之比。其中r为漫反射颗粒的半径，i为透明正方体载体分割成小正方体的棱长，每一个小正方体包裹住一个漫反射颗粒，且漫反射颗粒在小正方体y轴和z轴的1/2i。为了保证良好的显示效果，在x-z投影面上，需使相邻漫反射颗粒投影在x轴上的间距b为0，即漫反射颗粒呈斜率为k＝i/d的线形相间排列，透明正方体载体沿这些线展开与y轴平行的面。漫反射颗粒分别投影在y轴和z轴方向上，相邻漫反射颗粒中心的间距为i。漫反射颗粒可以使用不规则的金属颗粒，如铁颗粒。而透明正方体载体可以用PET、PP、PVC等透明材料。
在本实施例中，令漫反射颗粒直径d＝0.05mm，透明正方体载体的棱长L为15cm，透明程度w＝1/100＝πr2/i2，d＝2r，r＝0.025mm，所以解得小正方体的棱长i＝0.4431mm。斜率k＝i/d＝8.862。
其中，投影模块20包括投影仪21及其驱动模块22。投影仪21为彩色显示屏，如LCD显示屏，OLED显示屏等，屏幕朝下置于3D显示模块10顶部；驱动模块22，用于接收来自数据处理模块30的数据，并让投影仪21显示图像；
其中，数据处理模块30包括嵌入式芯片31和图像处理器32。嵌入式芯片31，用于为图像处理器32提供操作系统，需要移植Linux或Android系统，嵌入式芯片31可以用cortex-a9等芯片；图像处理器32，用于建立3D模型，并将建立的3D模型在斜率为k、且平行y轴的几个面上进行切割，然后投影在x-y面上，并将数据发送给投影仪21。
本实施例提供的技术方案，3D图像通过投影模块投影在3D显示模块，实现肉眼观看3D图像效果，用户不用佩戴专用的眼镜，可以产生自然的3D效果而不会产生眩晕感和疲劳感；可视角度较大，透明度高，分辨率较高，而且移动性好。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于投影方式实现3D图像的显示系统，其特征在于：包括3D显示模块、投影模块和数据处理模块；
所述3D显示模块为内部规则排列有漫反射颗粒的透明正方体载体，光线投入所述透明正方体载体内后形成投影幕布效果；
所述投影模块包括投影仪及其驱动模块；所述投影仪为彩色显示屏，屏幕朝下置于所述3D显示模块顶部；所述驱动模块，用于接收来自所述数据处理模块的数据，并让所述投影仪显示图像；
所述数据处理模块包括嵌入式芯片和图像处理器；所述嵌入式芯片，用于为所述图像处理器提供操作系统；所述图像处理器，用于建立3D模型，并将建立的3D模型在斜率为k、且平行y轴的几个面上进行切割，然后投影在x-y面上，并将数据发送给所述投影仪；
所述透明正方体载体的透明程度为在x-z或x-y或y-z投影面上，漫反射颗粒和立方体的面积之比，满足以下公式：w＝2πr/2i；其中r为所述漫反射颗粒的半径，i为立方体的棱长；所述立方体为所述透明立体载体分割成能包裹住一个漫反射颗粒的虚拟空间。
2.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于：所述漫反射颗粒的直径d小于0.05毫米。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的显示系统，其特征在于：漫反射颗粒为不规则的金属颗粒。
4.根据权利要求3所述的显示系统，其特征在于：所述透明正方体载体的制作材质为PET、PP或PVC材质。
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