CN108828783A - 基于可变点光源阵列的高亮度集成成像3d显示方法 - Google Patents

基于可变点光源阵列的高亮度集成成像3d显示方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出基于可变点光源阵列的高亮度集成成像3D显示方法，其基于的系统包括显示屏I和显示屏II。集成成像3D显示的水平观看视角与可变点光源阵列第一列可变点光源的水平宽度有关，集成成像3D显示的垂直观看视角与可变点光源阵列第一行可变点光源的垂直宽度有关，而集成成像3D显示的亮度则与可变点光源阵列所有可变点光源的水平宽度和垂直宽度有关，可变点光源阵列中可变点光源的宽度从边缘到中心逐渐增大，实现了高亮度集成成像3D显示。可变点光源的宽度可以根据观看者的需要改变，从而调整集成成像3D显示的观看视角和亮度。

Description

基于可变点光源阵列的高亮度集成成像3D显示方法
技术领域
本发明涉及集成成像3D显示，更具体地说，本发明涉及基于可变点光源阵列的高亮度集成成像3D显示方法。
背景技术
集成成像3D显示具有裸眼观看的特点，其拍摄与显示的过程相对简单，且能显示全视差和全真色彩的3D图像，是目前3D显示的主要方式之一。3D显示所用的集成成像图像显示设备参数是由3D拍摄所用的集成成像图像采集设备确定。因此微图像阵列的参数随之固定，集成成像3D显示存在无法调整观看参数等问题，从而限制了集成成像3D显示的广泛应用。此外，集成成像3D显示还存在亮度较低等缺点。
发明内容
本发明提出基于可变点光源阵列的高亮度集成成像3D显示方法，如附图1所示，其基于的系统包括显示屏I和显示屏II。显示屏I用于显示可变点光源阵列，显示屏II用于显示微图像阵列。显示屏II平行放置在显示屏I正前方。显示屏I的中心与显示屏II的中心对应对齐。如附图2和3所示，在可变点光源阵列中，任意一列的可变点光源的水平宽度相同，任意一行的可变点光源的垂直宽度相同，且可变点光源阵列中可变点光源的宽度从边缘到中心逐渐增大。
微图像阵列与可变点光源阵列均包含m×n个单元，其中，水平方向上m个单元，垂直方向上n个单元，可变点光源与图像元的节距均为p，观看距离为l，显示屏I与显示屏II的间距为g，位于可变点光源阵列中心位置的可变点光源的水平宽度和垂直宽度分别为H max和V max，则可变点光源阵列上第i列可变点光源的水平宽度H i 和第j行可变点光源的垂直宽度V j 分别由下式计算得到：
（1）
（2）
其中i是小于或等于m的正整数,j是小于或等于n的正整数。
集成成像3D显示的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2和亮度c分别为：
（3）
（4）
（5）
其中，H 1为可变点光源阵列上第1列可变点光源的水平宽度，V 1为可变点光源阵列上第1行可变点光源的垂直宽度，B为显示屏I的亮度。
由式（3）、（4）和（5）看出，集成成像3D显示的水平观看视角与可变点光源阵列第一列可变点光源的水平宽度有关，集成成像3D显示的垂直观看视角与可变点光源阵列第一行可变点光源的垂直宽度有关，而集成成像3D显示的亮度则与可变点光源阵列所有可变点光源的水平宽度和垂直宽度有关，可变点光源阵列中可变点光源的宽度从边缘到中心逐渐增大，实现了高亮度集成成像3D显示。进一步的，可变点光源的宽度可以根据观看者的需要改变，从而调整集成成像3D显示的观看视角和亮度。
优选的，微图像阵列与可变点光源阵列均包含10×10个单元，其中，水平方向上10个单元，垂直方向上10个单元，可变点光源与图像元的节距为p=4mm，观看距离为l=400mm，显示屏I与显示屏II的间距为g=5mm，显示屏I的亮度B为400cd/m2；当观看人数较多时，位于可变点光源阵列中心位置的可变点光源的水平宽度为H max=0.8mm和垂直宽度为V max=0.8mm，可变点光源阵列第1~10列可变点光源的水平宽度分别为0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm，可变点光源阵列第1~10行可变点光源的垂直宽度分别为0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm，集成成像3D显示的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2和亮度c分别为35°、35°和9cd/m2；当观看人数较少时，位于可变点光源阵列中心位置的可变点光源的水平宽度为H max=1.1mm和垂直宽度为V max=1.1mm，可变点光源阵列第1~10列可变点光源的水平宽度分别为0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.1mm、1mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm，可变点光源阵列第1~10行可变点光源的垂直宽度分别为0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.1mm、1mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm，集成成像3D显示的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2和亮度c分别为30°、30°和20.25cd/m2。
附图说明
附图1为本发明的示意图
附图2为本发明的水平观看视角示意图
附图3为本发明的垂直观看视角示意图
上述附图中的图示标号为：
1. 显示屏I，2. 显示屏II，3. 可变点光源阵列，4. 微图像阵列。
应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。
具体实施方式
下面详细说明利用本发明基于可变点光源阵列的高亮度集成成像3D显示方法的一个典型实施例，对本发明进行进一步的具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于本发明做进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
本发明提出基于可变点光源阵列的高亮度集成成像3D显示方法，如附图1所示，其基于的系统包括显示屏I和显示屏II。显示屏I用于显示可变点光源阵列，显示屏II用于显示微图像阵列。显示屏II平行放置在显示屏I正前方。显示屏I的中心与显示屏II的中心对应对齐。如附图2和3所示，在可变点光源阵列中，任意一列的可变点光源的水平宽度相同，任意一行的可变点光源的垂直宽度相同，且可变点光源阵列中可变点光源的宽度从边缘到中心逐渐增大。
微图像阵列与可变点光源阵列均包含m×n个单元，其中，水平方向上m个单元，垂直方向上n个单元，可变点光源与图像元的节距均为p，观看距离为l，显示屏I与显示屏II的间距为g，位于可变点光源阵列中心位置的可变点光源的水平宽度和垂直宽度分别为H max和V max，则可变点光源阵列上第i列可变点光源的水平宽度H i 和第j行可变点光源的垂直宽度V j 分别由下式计算得到：
（1）
（2）
其中i是小于或等于m的正整数,j是小于或等于n的正整数。
集成成像3D显示的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2和亮度c分别为：
（3）
（4）
（5）
其中，H 1为可变点光源阵列上第1列可变点光源的水平宽度，V 1为可变点光源阵列上第1行可变点光源的垂直宽度，B为显示屏I的亮度。
由式（3）、（4）和（5）看出，集成成像3D显示的水平观看视角与可变点光源阵列第一列可变点光源的水平宽度有关，集成成像3D显示的垂直观看视角与可变点光源阵列第一行可变点光源的垂直宽度有关，而集成成像3D显示的亮度则与可变点光源阵列所有可变点光源的水平宽度和垂直宽度有关，可变点光源阵列中可变点光源的宽度从边缘到中心逐渐增大，实现了高亮度集成成像3D显示。进一步的，可变点光源的宽度可以根据观看者的需要改变，从而调整集成成像3D显示的观看视角和亮度。
微图像阵列与可变点光源阵列均包含10×10个单元，其中，水平方向上10个单元，垂直方向上10个单元，可变点光源与图像元的节距为p=4mm，观看距离为l=400mm，显示屏I与显示屏II的间距为g=5mm，显示屏I的亮度B为400cd/m2；当观看人数较多时，位于可变点光源阵列中心位置的可变点光源的水平宽度为H max=0.8mm和垂直宽度为V max=0.8mm，可变点光源阵列第1~10列可变点光源的水平宽度分别为0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm，可变点光源阵列第1~10行可变点光源的垂直宽度分别为0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm，集成成像3D显示的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2和亮度c分别为35°、35°和9cd/m2；当观看人数较少时，位于可变点光源阵列中心位置的可变点光源的水平宽度为H max=1.1mm和垂直宽度为V max=1.1mm，可变点光源阵列第1~10列可变点光源的水平宽度分别为0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.1mm、1mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm，可变点光源阵列第1~10行可变点光源的垂直宽度分别为0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.1mm、1mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm，集成成像3D显示的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2和亮度c分别为30°、30°和20.25cd/m2。

Claims (2)

1.本发明提出基于可变点光源阵列的高亮度集成成像3D显示方法，其基于的系统包括显示屏I和显示屏II；显示屏I用于显示可变点光源阵列，显示屏II用于显示微图像阵列；显示屏II平行放置在显示屏I正前方；显示屏I的中心与显示屏II的中心对应对齐；在可变点光源阵列中，任意一列的可变点光源的水平宽度相同，任意一行的可变点光源的垂直宽度相同，且可变点光源阵列中可变点光源的宽度从边缘到中心逐渐增大；
微图像阵列与可变点光源阵列均包含m×n个单元，其中，水平方向上m个单元，垂直方向上n个单元，可变点光源与图像元的节距均为p，观看距离为l，显示屏I与显示屏II的间距为g，位于可变点光源阵列中心位置的可变点光源的水平宽度和垂直宽度分别为H max和V max，则可变点光源阵列上第i列可变点光源的水平宽度H i 和第j行可变点光源的垂直宽度V j 分别由下式计算得到：
（1）
（2）
其中i是小于或等于m的正整数,j是小于或等于n的正整数；
集成成像3D显示的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2和亮度c分别为：
（3）
（4）
（5）
其中，H 1为可变点光源阵列上第1列可变点光源的水平宽度，V 1为可变点光源阵列上第1行可变点光源的垂直宽度，B为显示屏I的亮度。
2.根据权利要求1所述的基于可变点光源阵列的高亮度集成成像3D显示方法，其特征在于，微图像阵列与可变点光源阵列均包含10×10个单元，其中，水平方向上10个单元，垂直方向上10个单元，可变点光源与图像元的节距为p=4mm，观看距离为l=400mm，显示屏I与显示屏II的间距为g=5mm，显示屏I的亮度B为400cd/m2；当观看人数较多时，位于可变点光源阵列中心位置的可变点光源的水平宽度为H max=0.8mm和垂直宽度为V max=0.8mm，可变点光源阵列第1~10列可变点光源的水平宽度分别为0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm，可变点光源阵列第1~10行可变点光源的垂直宽度分别为0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm，集成成像3D显示的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2和亮度c分别为35°、35°和9cd/m2；当观看人数较少时，位于可变点光源阵列中心位置的可变点光源的水平宽度为H max=1.1mm和垂直宽度为V max=1.1mm，可变点光源阵列第1~10列可变点光源的水平宽度分别为0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.1mm、1mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm，可变点光源阵列第1~10行可变点光源的垂直宽度分别为0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.1mm、1mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm，集成成像3D显示的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2和亮度c分别为30°、30°和20.25cd/m2。
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