CN109358430A - 一种基于二维led风扇屏的实时三维显示方法 - Google Patents

一种基于二维led风扇屏的实时三维显示方法 Download PDF

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黎利
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    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种基于二维LED风扇屏的实时三维显示方法，包括：获得原始物体的三维模型数据；根据像素灰度值、深度值和映射类型对原始物体的三维模型数据进行抽取、重组，生成新的三维模型数据；对新的三维模型数据截取截面图像，并将像素灰度值映射到对应的截面图像中；对各截面图像根据重构出显示的物体的像素，则此像素分解成两个映射体素；通过像素的行地址x、列地址y以及深度值的整数部分Zi来计算体素的三维坐标地址；将各个映射体素的数据发送至控制单元，控制单元向LED发送显示数据；待数据全部发送完毕后形成一帧图像并保存，开始接收下一截面的数据。本发明能够有效的提高显示速率，实现了三维动态影像的实时显示。

Description

一种基于二维LED风扇屏的实时三维显示方法
技术领域
本发明涉及风扇屏显示技术领域，尤其涉及的是一种基于二维LED风扇屏的实时三维显示方法。
背景技术
三维立体显示是指利用微电子和光学技术，还原出二维平面显示内容的深度信息，并以三维立体呈现出来。与传统二维平面显示相比，三维立体显示提供了显示场景中各物体的远近、纵深及各观察视角的信息，更加准确的描述了客观三维世界。
视差型三维显示是基于双目视差原理，人的双眼在观察空间物体时，由于左右眼在水平方向有一定的间距，相对于物体双眼处于不同的空间位置，造成左右眼观察到的同一物体不同，形成视差。而全息风扇屏就是通过电机驱动LED灯条转动，通过LED灯条上的LED阵列将显示出3D图片或视频来。因此，全息风扇屏可以应用在各个领域。
现有技术中LED风扇屏，通常情况下是基于行列扫描方式来完成数据显示的，由于扫描之间存在时间差，导致像素显示的不停步，造成了立体图像的扭曲变成，同时，其数据处理速度慢，不能快速的处理大量的数据。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于二维LED风扇屏的实时三维显示方法，能够有效的解决了风扇屏由于旋转速度过慢而导致图像易扭曲变形的缺点，提高了显示速率及实时显示三维动态影像。
本发明的技术方案如下：
一种基于二维LED风扇屏的实时三维显示方法，包括如下步骤:
A、采用3D Studio MAX软件获得原始物体的三维模型数据；
B、根据像素灰度值、深度值和映射类型对原始物体的三维模型数据进行抽取、重组，生成新的三维模型数据；
C、对新的三维模型数据每隔一定角度沿半径截取截面图像，并将像素灰度值根据其所在的深度值映射到对应的截面图像中；
D、对各截面图像根据风扇屏上的LED密度重构出显示的物体的像素，假设某一截面像素的亮度值为B，深度值小数部分为Zf，则此像素分解成两个映射体素B1和B2的亮度分别为：
B1=B(1-Zf/32），B1=B（Zf/32）；
E、通过像素的行地址x、列地址y以及深度值的整数部分Zi来计算体素的三维坐标地址：
Addr_B0:[x,y,( Zi-1)],
Addr_B1:[x,y,( Zi)],
Addr_B2:[x,y,( Zi+1)],
Addr_B3:[x,y,( Zi+2)],
式中，Addr_B0- Addr_B3分别代表各个映射体素的三维坐标；
F、通过高速差分总线将各个映射体素的数据发送至控制单元，控制单元向LED发送显示数据；
G、待某一截面的数据全部发送完毕后改变LED的输出，形成一帧图像并保存，开始接收下一截面的数据；
H、风扇屏上的LED在不同角度只显示该角度的物体截面图像，随着风扇屏的旋转，该风扇屏变能在三维空间扫描形成立体影像。
优选地，所述控制单元为FPGA芯片。
优选地，所述FPGA芯片包括可编程输入输出单元、可编程逻辑资源快、时钟管理和嵌入式ARM资源。
与现有技术相比，本发明所提供的基于二维LED风扇屏的实时三维显示方法，通过3D Studio MAX软件获得原始物体的三维模型数据后对这些数据进行处理得到新的三维模型数据，然后对新的三维模型数据进行截取，对截取的图像的亮度值亮度值进行分解，这样就可以保证像素点分布均匀，无需进行像素点均匀化处理，减少了计算量，同时，由于数据都是同步输出，有效的解决了风扇屏由于旋转速度过慢而导致图像易扭曲变形的缺点，提高了显示速率，此外，该方法数据处理速度快，能够处理海量的数据，实现三维动态影像的显示。
附图说明
图1是本发明中的基于二维LED风扇屏的实时三维显示方法较佳实施例的模块示意图。
具体实施方式
本发明提供一种基于二维LED风扇屏的实时三维显示方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明较佳实施例提供的一种基于二维LED风扇屏的实时三维显示方法，其包括如下步骤:
S100、采用3D Studio MAX软件获得原始物体的三维模型数据；
S200、根据像素灰度值、深度值和映射类型对原始物体的三维模型数据进行抽取、重组，生成新的三维模型数据；
S300、对新的三维模型数据每隔一定角度沿半径截取截面图像，并将像素灰度值根据其所在的深度值映射到对应的截面图像中；
S400、对各截面图像根据风扇屏上的LED密度重构出显示的物体的像素，假设某一截面像素的亮度值为B，深度值小数部分为Zf，则此像素分解成两个映射体素B1和B2的亮度分别为：
B1=B(1-Zf/32），B1=B（Zf/32）；
S500、通过像素的行地址x、列地址y以及深度值的整数部分Zi来计算体素的三维坐标地址：
Addr_B0:[x,y,( Zi-1)],
Addr_B1:[x,y,( Zi)],
Addr_B2:[x,y,( Zi+1)],
Addr_B3:[x,y,( Zi+2)],
式中，Addr_B0- Addr_B3分别代表各个映射体素的三维坐标；
S600、通过高速差分总线将各个映射体素的数据发送至控制单元，控制单元向LED发送显示数据；
S700、待某一截面的数据全部发送完毕后改变LED的输出，形成一帧图像并保存，开始接收下一截面的数据；
S800、风扇屏上的LED在不同角度只显示该角度的物体截面图像，随着风扇屏的旋转，该风扇屏变能在三维空间扫描形成立体影像。
本发明进一步较佳实施例中，所述控制单元为FPGA芯片。
本发明进一步较佳实施例中，所述FPGA芯片包括可编程输入输出单元、可编程逻辑资源快、时钟管理和嵌入式ARM资源。
具体实施时，本方法不仅仅限于单个体风扇屏 ，也可以用于多个风扇屏组合而成的大型风扇屏的实时3D成像。
综上所述，本发明所提供的基于二维LED风扇屏的实时三维显示方法，通过3DStudio MAX软件获得原始物体的三维模型数据后对这些数据进行处理得到新的三维模型数据，然后对新的三维模型数据进行截取，对截取的图像的亮度值亮度值进行分解，这样就可以保证像素点分布均匀，无需进行像素点均匀化处理，减少了计算量，同时，由于数据都是同步输出，有效的解决了风扇屏由于旋转速度过慢而导致图像易扭曲变形的缺点，提高了显示速率，此外，该方法数据处理速度快，能够处理海量的数据，实现三维动态影像的显示。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于二维LED风扇屏的实时三维显示方法，其特征在于，包括如下步骤:
A、采用3D Studio MAX软件获得原始物体的三维模型数据；
B、根据像素灰度值、深度值和映射类型对原始物体的三维模型数据进行抽取、重组，生成新的三维模型数据；
C、对新的三维模型数据每隔一定角度沿半径截取截面图像，并将像素灰度值根据其所在的深度值映射到对应的截面图像中；
D、对各截面图像根据风扇屏上的LED密度重构出显示的物体的像素，假设某一截面像素的亮度值为B，深度值小数部分为Zf，则此像素分解成两个映射体素B1和B2的亮度分别为：
B1=B(1-Zf/32），B1=B（Zf/32）；
E、通过像素的行地址x、列地址y以及深度值的整数部分Zi来计算体素的三维坐标地址：
Addr_B0:[x,y,( Zi-1)],
Addr_B1:[x,y,( Zi)],
Addr_B2:[x,y,( Zi+1)],
Addr_B3:[x,y,( Zi+2)],
式中，Addr_B0- Addr_B3分别代表各个映射体素的三维坐标；
F、通过高速差分总线将各个映射体素的数据发送至控制单元，控制单元向LED发送显示数据；
G、待某一截面的数据全部发送完毕后改变LED的输出，形成一帧图像并保存，开始接收下一截面的数据；
H、风扇屏上的LED在不同角度只显示该角度的物体截面图像，随着风扇屏的旋转，该风扇屏变能在三维空间扫描形成立体影像。
2.根据权利要求1所述的基于二维LED风扇屏的实时三维显示方法，其特征在于，所述控制单元为FPGA芯片。
3.根据权利要求2所述的基于二维LED风扇屏的实时三维显示方法，其特征在于，所述FPGA芯片包括可编程输入输出单元、可编程逻辑资源快、时钟管理和嵌入式ARM资源。
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