CN111338095A - 一种基于多屏折幕的裸眼3d系统 - Google Patents

一种基于多屏折幕的裸眼3d系统 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供的一种基于多屏折幕的裸眼3D系统，包括服务器、存储设备，还包括多屏折幕投影设备，所述多屏折幕投影设备与所述服务器通过网络连接，所述多屏折幕投影设备包括：显示装置，包括多个投影机、多个投影屏幕，所示显示装置通过视差屏障技术、柱状透镜技术以及指向光源3D技术完成立沉浸式立体投影显示，控制装置通过多台联网的并行计算机集群的多通道视景同步技术、网络同步控制技术和变形校正算法同步无失真地输出给所述显示装置，与所述控制装置相连接，所以该系统在无需外界设备辅助下获得具有空间、深度逼真的立体影像，多屏折幕灵活度好、造型多样话，应用场景多样化。

Description

一种基于多屏折幕的裸眼3D系统
技术领域
本申请涉及数字可视化多媒体应用领域，尤其涉及一种基于多屏折幕的裸眼3D系统。
背景技术
随着LED显示屏的应用越来越广泛，人们对其要求也越来越高，现在人们已不能满足二维平面显示，更希望能真实地还原出现实世界的三维信息，因此沉浸式3D技术应运而生。
传统的多屏折幕采用单机控制多屏幕，而且传统的3D技术，包括主动式立体和被动式立体技术，共同点是必须佩戴专业眼镜才能达到3D的效果。
现有技术提供的沉浸式视觉空间感差，逼真立体影像效果不佳，而且需要使用者佩戴眼镜，长时间戴眼镜观看容易引起头晕、恶心等不良症状，同时，近视者还会因佩戴“双重”眼镜带来不便。
发明内容
本申请提供了一种基于多屏折幕的裸眼3D系统，以解决现有折幕沉浸式视觉空间感差，逼真立体影像效果不佳，而且需要使用者长时间佩戴眼镜的技术问题。
为了达到上述目的，本申请实施例采用以下技术方案：
本申请提供一种基于多屏折幕的裸眼3D系统，包括服务器、存储设备，还包括多屏折幕投影设备，所述多屏折幕投影设备与所述服务器通过网络连接，所述多屏折幕投影设备包括：
显示装置，包括多个投影机、多个投影屏幕，所示显示装置通过视差屏障技术、柱状透镜技术以及指向光源3D技术完成立沉浸式立体投影显示；
控制装置，与所述显示装置相连接，通过多台联网的并行计算机集群，每个计算机控制一个投影面的立体影像绘制，通过多通道视景同步技术、网络同步控制技术和变形校正算法同步无失真地输出给所述显示装置；
音响装置，与所述控制装置相连接。
可选的，所述基于多屏折幕的裸眼3D显示系统还包括传感器装置。
可选的，所述多个投影屏幕为多屏LED折幕。
可选的，所述视差屏障技术在所述投影屏幕上通过视差障壁形成条纹，所示条纹不透明且遮挡部分光线，所述视差障壁包括背光模块和LCD面板。
可选的，所示视差屏障技术具体通过开关液晶屏、偏振膜、高分子液晶层形成条纹，所示视差障壁通过所述高分子液晶层上下两个所述偏振膜调制形成所述条纹，所述条纹为垂直条纹。
可选的，所述高分子液晶层包括液晶分子，所述液晶分子在基板上外加电场的控制下改变排列方向，形成明暗相间的光栅阵列结构。
可选的，所述柱状透镜技术在所述投影屏前面设有柱状透镜，所述柱状透镜可在不同方向形成不同子像素。
可选的，所述指向光源3D技术，通过不同角度的所述投影屏幕、LCD面板、反射棱镜模块，使得奇偶帧交错排列呈现。
可选的，所述多屏折幕投影设备与所述服务器通过网络连接，所述网络连接可以是有线连接、无线连接。
可选的，所述多个投影机采用投影融合技术，用于创建无缝投影画面。
本申请实施例提供的一种基于多屏折幕的裸眼3D系统，包括服务器、存储设备，还包括多屏折幕投影设备，所述多屏折幕投影设备与所述服务器通过网络连接，所述多屏折幕投影设备包括：显示装置，包括多个投影机、多个投影屏幕，所示显示装置通过视差屏障技术、柱状透镜技术以及指向光源3D技术完成立沉浸式立体投影显示，控制装置通过多台联网的并行计算机集群的多通道视景同步技术、网络同步控制技术和变形校正算法同步无失真地输出给所述显示装置，与所述控制装置相连接，所以该系统在无需外界设备辅助下获得具有空间、深度逼真的立体影像，多屏折幕灵活度好、造型多样话，应用场景多样化。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例的一种基于多屏折幕的裸眼3D系统的结构图；
图2为本申请实施例的一种基于多屏折幕的裸眼3D系统的柱状透镜图；
图3为本申请实施例的一种基于多屏折幕的裸眼3D系统的视差屏障图；
图4为本申请实施例的一种基于多屏折幕的裸眼3D系统的指向光源图；
图5为本申请实施例的一种基于多屏折幕的裸眼3D系统的LED四折幕显示图。
其中：100-基于多屏折幕的裸眼3D系统；110-多屏折幕投影设备；1101-显示装置；1102-控制装置；1103-音响装置；1104-传感器装置；120-服务器；130-网络；140-存储设备；201-左视角实际看到的画面；202-右视角实际看到的画面；203-合成左右视角画面信息后重新构建的影像；301-投影屏幕；302-视差障壁；401-反射棱镜模块；402-LCD面板；L-左视角；R-右视角；501-投影机；502-LED四折幕。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本申请做进一步详细描述：
实施例一
本申请实施例提供一种基于多屏折幕的裸眼3D系统，用于数字可视化多媒体应用领域，参照图1所示，是根据本申请的一些实施例所示的基于多屏折幕的裸眼3D系统示意图。
基于多屏折幕的裸眼3D系统100可以包括一个服务器120、至少一个网络130、至少一个存储设备140、一个或多个多屏折幕投影设备110。
在一些实施例中，服务器120可以是一个单独的服务器或者一个服务器群组。所述服务器群可以是集中式的或分布式的。在一些实施例中，服务器120可以是本地的或远程的。例如，服务器120可以通过网络130访问存储在存储设备140中的数据。服务器120可以直接连接到存储设备140访问存储数据。在一些实施例中，服务器120可以在一个云平台上实现。所述云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布云等或上述举例的任意组合。在一些实施例中，服务器120可以在本申请计算机集群设备上实现。
存储设备140可以存储数据和/或指令。在一些实施例中，存储设备140可以存储供服务器120执行或使用的数据和/或指令，服务器120可以通过执行或使用所述数据和/或指令以实现本申请描述的实施例方法。在一些实施例中，存储设备140可以包括大容量存储器、可移动存储器、挥发性读写存储器、只读存储器(ROM)等或上述举例的任意组合。在一些实施例中，存储设备140可以在一个云平台上实现。例如所述云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布云、多重云等或上述举例的任意组合。
在一些实施例中，存储设备140可以与网络130连接以实现与基于多屏折幕的裸眼3D系统100中的一个或多个部件之间的通信。基于多屏折幕的裸眼3D系统100的一个或多个部件可以通过网络130访问存储在存储设备140中的数据或指令。在一些实施例中，存储设备140可以直接与基于多屏折幕的裸眼3D系统100的一个或多个部件连接或通信。在一些实施例中，存储设备140可以是服务器120的一部分。
网络130可以促进信息和/或数据的交换。在一些实施例中，基于多屏折幕的裸眼3D系统100中的一个或多个部件可以通过网络130向基于多屏折幕的裸眼3D系统100中的其他部件发送信息和/或数据。例如，服务器120可以通过网络130获取/得到请求。在一些实施例中，网络130可以是有线网络或无线网络中的任意一种，或其组合。在一些实施例中，网络130可以包括一个或多个网络接入点。通过接入点，基于多屏折幕的裸眼3D系统100的一个或多个部件可能连接到网络130以交换数据和/或信息。
基于多屏折幕的裸眼3D系统100，包括服务器120、存储设备140，还包括多屏折幕投影设备110，所述多屏折幕投影设备110与所述服务器120通过网络130连接，所述多屏折幕投影设备110与所述服务器120通过网络130连接，所述网络130连接可以是有线连接、无线连接。
多屏折幕投影设备110包括：
显示装置1101，包括多个投影机、多个投影屏幕，所示显示装置通过视差屏障技术、柱状透镜技术以及指向光源3D技术完成立沉浸式立体投影显示；其中，所述多个投影屏幕为多屏LED折幕。
所述投影机采用多台LCD投影机(DLP,Digital Light Processing)，投影屏幕采用多块投影屏幕拼接而成地多通道折幕，所述多个投影机采用投影融合技术，用于创建无缝投影画面。
如图3所示，所述视差屏障技术在所述投影屏幕301上通过视差障壁302形成条纹，所示条纹不透明且遮挡部分光线，所述视差障壁包括背光模块和LCD面板；所示视差屏障技术具体通过开关液晶屏、偏振膜、高分子液晶层形成条纹，所示视差障壁通过所述高分子液晶层上下两个所述偏振膜调制形成所述条纹，所述条纹为垂直条纹；所述高分子液晶层包括液晶分子，所述液晶分子在基板上外加电场的控制下改变排列方向，形成明暗相间的光栅阵列结构。
参照图2所示，所述柱状透镜技术在所述投影屏前面设有柱状透镜，所述柱状透镜可在不同方向形成不同子像素，通过屏幕的像平面位于透镜的焦平面上，在柱状透镜能以不同的方向投影每个子像素，左视角实际看到的画面201和右视角实际看到的画面202不同，不同角度观看屏幕看到不同的子像素，通过合成左右视角画面信息后重新构建的影像203。
参照图4所示，所述指向光源3D技术，通过不同角度的所述投影屏幕、LCD面板、反射棱镜模块，所述LCD面板可以高刷新率，使得奇偶帧交错排列呈现。
控制装置1102，与所述显示装置1101相连接，具体地，所述投影机与相应地计算机连接；通过多台联网的并行计算机集群，多屏矩阵，视频信号采集器和不间断供电电源组成。每个计算机控制一个投影面的立体影像绘制，通过多通道视景同步技术、网络同步控制技术和变形校正算法同步无失真地输出给所述显示装置，实现多对多的联动播放控制。
音响装置1103，与所述控制装置1102相连接，通过控制装置1102与服务器120连接。
所述基于多屏折幕的裸眼3D显示系统还包括传感器装置1104。
本系统以计算机图形学为基础，把高分辨率的立体投影显示技术、多通道视景同步技术、音响技术、传感器技术等融合在一起，从而产生一个被三维立体投影画面包围的供多人使用的完全沉浸式的虚拟环境，分辨率高，沉浸感强，交互性好，本系统不会让使用者产生观看的不良反应，如恶心，眩晕等，同时这种技术还突破了视野以及角度的限制，使得观看场所可以进一步的扩大；同时，该系统用途广泛，便于拆装，灵活度好，由于可以折，摆放和展示时造型可以多样化，如多折屏风式，360度环型式，凸形背头环幕等等，可应用到各种会馆、展厅、会议室等等，可双向互动，满足了很多人在同一时间参加，该系统还可以添加二维的字幕。
本申请实施例提供的一种基于多屏折幕的裸眼3D系统，包括服务器、存储设备，还包括多屏折幕投影设备，所述多屏折幕投影设备与所述服务器通过网络连接，所述多屏折幕投影设备包括：显示装置，包括多个投影机、多个投影屏幕，所示显示装置通过视差屏障技术、柱状透镜技术以及指向光源3D技术完成立沉浸式立体投影显示，控制装置通过多台联网的并行计算机集群的多通道视景同步技术、网络同步控制技术和变形校正算法同步无失真地输出给所述显示装置，与所述控制装置相连接，所以该系统在无需外界设备辅助下获得具有空间、深度逼真的立体影像，多屏折幕灵活度好、造型多样话，应用场景多样化。
实施列二
本申请提供一种四折幕的裸眼3D系统，参照图5所示，本系统以4台高性能联网的计算机主机作为并行计算集群系统，采用高新能的主动或被动式立体显示技术，每台计算机主机工作站分别负责本系统中一个投影面的立体影像绘制工作，并通过网络同步控制技术和变形校正算法，使每个工作站绘制的场景分别同步无失真地显示输出，并投射在相应地立方体投影面上，产生一个完全沉浸地虚拟仿真可视协同环境。
多屏折幕投影设备包括显示装置1101，包括多个投影机、多个投影屏幕，所示显示装置通过视差屏障技术、柱状透镜技术以及指向光源3D技术完成立沉浸式立体投影显示；其中，所述多个投影屏幕为多屏LED折幕，控制装置1102，与所述显示装置1101相连接，具体地，所述投影机与相应地计算机连接；通过多台联网的并行计算机集群，多屏矩阵，视频信号采集器和不间断供电电源组成。每个计算机控制一个投影面的立体影像绘制，通过多通道视景同步技术、网络同步控制技术和变形校正算法同步无失真地输出给所述显示装置，实现多对多的联动播放控制，音响装置1103，与所述控制装置1102相连接，通过控制装置1102与服务器120连接，传感器装置1104；以计算机图形学为基础，把高分辨率的立体投影显示技术、多通道视景同步技术、音响技术、传感器技术等融合在一起，通过投影机501展现在LED四折幕502上
本申请实施例提供的一种基于多屏折幕的裸眼3D系统，包括服务器、存储设备，还包括多屏折幕投影设备，所述多屏折幕投影设备与所述服务器通过网络连接，所述多屏折幕投影设备包括：显示装置，包括多个投影机、多个投影屏幕，所示显示装置通过视差屏障技术、柱状透镜技术以及指向光源3D技术完成立沉浸式立体投影显示，控制装置通过多台联网的并行计算机集群的多通道视景同步技术、网络同步控制技术和变形校正算法同步无失真地输出给所述显示装置，与所述控制装置相连接，所以该系统在无需外界设备辅助下获得具有空间、深度逼真的立体影像，多屏折幕灵活度好、造型多样话，应用场景多样化。
以上内容仅为说明本申请的技术思想，不能以此限定本申请的保护范围，凡是按照本申请提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本申请权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于多屏折幕的裸眼3D系统，包括服务器(120)、存储设备(140)，其特征在于，还包括多屏折幕投影设备(110)，所述多屏折幕投影设备(110)与所述服务器(120)通过网络(130)连接，所述多屏折幕投影设备(110)包括：
显示装置(1101)，包括多个投影机、多个投影屏幕(301)，所示显示装置通过视差屏障技术、柱状透镜技术以及指向光源3D技术完成立沉浸式立体投影显示；
控制装置(1102)，与所述显示装置(1101)相连接，通过多台联网的并行计算机集群，每个计算机控制一个投影面的立体影像绘制，通过多通道视景同步技术、网络同步控制技术和变形校正算法同步无失真地输出给所述显示装置(1101)；
音响装置(1103)，与所述控制装置相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于多屏折幕的裸眼3D系统，其特征在于，所述基于多屏折幕的裸眼3D显示系统还包括传感器装置(1104)。
3.根据权利要求1所述的一种基于多屏折幕的裸眼3D系统，其特征在于，所述多个投影屏幕(301)为多屏LED折幕。
4.根据权利要求1所述的一种基于多屏折幕的裸眼3D系统，其特征在于，所述视差屏障技术在所述投影屏幕(301)上通过视差障壁(302)形成条纹，所示条纹不透明且遮挡部分光线，所述视差障壁(302)包括背光模块和LCD面板。
5.根据权利要求4所述的一种基于多屏折幕的裸眼3D系统，其特征在于，所示视差屏障技术具体通过开关液晶屏、偏振膜、高分子液晶层形成条纹，所示视差障壁(302)通过所述高分子液晶层上下两个所述偏振膜调制形成所述条纹，所述条纹为垂直条纹。
6.根据权利要求5所述的一种基于多屏折幕的裸眼3D系统，其特征在于，所述高分子液晶层包括液晶分子，所述液晶分子在基板上外加电场的控制下改变排列方向，形成明暗相间的光栅阵列结构。
7.根据权利要求1所述的一种基于多屏折幕的裸眼3D系统，其特征在于，所述柱状透镜技术在所述投影屏幕(301)前面设有柱状透镜，所述柱状透镜可在不同方向形成不同子像素。
8.根据权利要求1所述的一种基于多屏折幕的裸眼3D系统，其特征在于，所述指向光源3D技术通过不同角度的所述投影屏幕(301)、LCD面板(402)、反射棱镜模块(401)，使得奇偶帧交错排列呈现。
9.根据权利要求1所述的一种基于多屏折幕的裸眼3D系统，其特征在于，所述多屏折幕投影设备(110)与所述服务器(120)通过网络(130)连接，所述网络(130)连接可以是有线连接、无线连接。
10.根据权利要求1所述的一种基于多屏折幕的裸眼3D系统，其特征在于，所述多个投影机采用投影融合技术，用于创建无缝投影画面。
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