裸眼3D显示技术王琼华

四川大学电子信息学院裸眼3D显示技术王琼华2016年10月18日，四川大学锦江学院提纲裸眼3D显示技术川大的部分3D显示成果3D显示概述提纲裸眼3D显示技术3D显示概述3D显示概述川大的部分3D显示成果信息链获取存储处理传输显示获取信息的80%来自视觉，显示器是现代人们获取信息的重要途径显示发展趋势黑/白彩色高分辨率平板微显示大屏幕便携可折叠2D大屏幕•2010年被称为3D显示新纪元•2012年元旦我国开通3D电视频道(中央电视台)3D显示:是指采用光学、计算机等多种技术手段来模拟实现人眼的立体视觉特性，将空间物体以三维信息再现出来，呈现出具有纵深感的立体图像的一种显示方式。3D显示的概念真3D显示伪3D显示眼镜光栅头盔集成成像体3D全息3D显示固有立体观看视疲劳？技术成熟，舒适度差前沿课题，研究重点3D显示的分类光场眼镜光栅头盔体3D全息3D显示助视3D显示裸视(裸眼)3D显示佩戴助视设备？集成成像裸眼3D显示：不需要佩戴助视设备就能观看到3D影像的3D显示。光场真3D显示伪3D显示固有立体观看视疲劳？3D显示的分类眼镜光栅头盔体3D全息3D显示助视3D显示裸视(裸眼)3D显示佩戴助视设备？集成成像裸眼3D显示：不需要佩戴助视设备就能观看到3D影像的3D显示。光场真3D显示伪3D显示固有立体观看视疲劳？3D显示的分类3D显示原理双目视差原理3D显示样品演示提纲3D显示概述裸眼3D显示技术川大的部分3D显示成果全息3D显示集成成像3D显示光栅3D显示主要内容体3D显示全息3D显示集成成像3D显示光栅3D显示主要内容体3D显示投影屏图形卡及内存DLP投影仪中继器件优点：视角大（360°）、真3D显示.不足：机械结构复杂、数据量巨大、亮度和分辨率低、安全隐患、只能显示透明场景、2D/3D兼容困难.前景：技术较为成熟应用场合有限.体3D显示-基于旋转屏特点：真3D显示，层屏间亮度不均匀、3D图像是由2D图像切片堆叠而缺乏真实立体感、深度有限、层屏的驱动电压高.驱动器投影机缓冲设备计算机层屏体3D显示-基于层屏全息3D显示集成成像3D显示光栅3D显示主要内容体3D显示记录介质物光参考光物xy再现光虚像实像记录介质xy记录（光的干涉）再现（光的衍射）光学全息显示计算全息显示随着计算机计算能力的提高和光电子器件的发展，计算全息术已成为近些年的研究热点。全息3D显示原理优点：可避开传统光学全息实际记录光路的限制，计算全息图具有灵活、可重复性等特点。不足：由于空间光调制器和计算机处理能力的限制，动态显示比较难以实现。目标：实现宽视角、高分辨率、真彩色、动态的全息显示。计算全息显示可擦写动态光学全息显示结构：由脉冲激光全息图记录装置和光折变聚合材料组成。全息图记录在光折变聚合材料上，全息图上的任一像素称为全息素，每一个全息素是由单一激光脉冲记录。Holographicthree-dimensionaltelepresenceusinglarge-areaphotorefractivepolymer,Nature(2010,2011)全息3D显示集成成像3D显示光栅3D显示主要内容体3D显示2D显示屏3D元件3D显示屏集成成像3D显示的结构成像作用（如微透镜阵列）将图像成像到立体空间3D元件集成成像3D显示的原理•拍摄时，微透镜阵列的每个透镜元从不同方向记录物体空间场景的信息，生成微图像阵列；•显示时，根据光路可逆原理，微透镜阵列把微图像阵列透射出的光线聚集还原，从而构建出物体空间场景的3D图像。物体3D图像信号传输微透镜阵列CCD显示屏微透镜阵列（a）拍摄（b）显示优点:真3D显示，无立体观看视疲劳，超薄屏幕(可壁挂),无视距限制，2D/3D兼容性好，成本低，片源丰富。不足:深度、视角、分辨率等性能有待提升，再现像存在图像串扰与跳变等。集成成像3D显示的特点全息3D显示集成成像3D显示光栅3D显示主要内容体3D显示•通常所说的的裸眼3D显示就是光栅3D显示•多个视点的光栅3D显示称为多视点3D显示2D显示屏光栅3D显示器的结构分光作用（如柱透镜和狭缝）将3D眼镜戴到显示屏上3D元件3D元件3D显示屏2D显示屏柱透镜光栅观看者柱透镜光栅3D显示器2D显示屏狭缝光栅狭缝光栅3D显示器观看者光栅3D显示器的原理优点:结构简单、成本低、片源丰富。不足：固有的立体观看视疲劳。光栅3D显示器的特点集合与调节不一致示意图集合距离调节距离右图像左图像立体图像立体观看视疲劳的生理成因左右视差图像亮度和颜色的差异、垂直视差、左右图像的串扰以及莫尔条纹等都是产生视疲劳的原因。理想无串扰图像有串扰的的图像立体观看视疲劳的器件成因RLLRLRLRLR（b）3D模式RL（a）2D模式液晶狭缝光栅平面显示屏基于液晶狭缝的2D/3D切换显示（a）2D模式（b）3D模式offon玻璃基板ITOITO玻璃基板基于液晶透镜的2D/3D切换显示光栅3D显示的产品•光栅3D显示现在已经开始应用到手机、电脑和电视机等产品上，只是规模尚小。•双摄像头，采集3D影像•裸眼3D显示功能光栅3D显示的手机•采用头部追踪技术，能计算双眼的位置，通过动态光栅输出图像，最大可能的保证用户在移动中也能体验到流畅的3D图像。•同时拥有2D/3D切换功能，方便用户随时在两个不同视觉效果的画面间穿越。光栅3D显示的笔记本向高分辨率大尺寸发展，如显示屏分辨率可达4K和8K光栅3D显示的电视机4K：4096×21608K：7680×4320提纲裸眼3D显示技术3D显示概述川大的部分3D显示成果（b）效果模型（a）实物照片3DGPS3D笔记本3D手机屏3D电视机3D显示器展览会世/工博会高交会科博会西博会201020142009.11.16-212011.11.16-212009-20152009-2015地点上海深圳北京绵阳成都时间常规裸眼光栅3D显示器特点：具有32个视点，常规的3.5倍，无图像跳变32视点，不同位置图像连续9视点，不同位置图像跳变超多视点裸眼光栅3D显示器实现了大屏幕和高分辨率裸眼3D显示投影裸眼光栅3D显示器3D摄像机和播放器3D视频播放器3D摄像机裸眼3D电视机3D摄像机计算机特点：可用于3D电视实况转播等实时3D拍摄与裸眼显示系统特点：通过手势控制3D场景，实现便捷的人机交互。交互式裸眼3D显示系统集成成像裸眼3D平板电脑真3D显示，无立体观看视觉疲劳，横看，竖看，斜看皆可集成成像3D显示器场景1场景2双视裸眼3D显示画双视裸眼3D显示器（a）场景I（b）场景II老人儿童年轻人应用一套系统可同时播放多套3D节目，供不同观看者使用。当播放1套节目时，可保护观看者的隐私。可能的应用特点：将2D/3D图像或视频悬浮在半空中应用：商业展览、舞台演出（李宇春的春晚节目）等360度3D全息幻影成像系统(a)常规2D幻影成像(b)裸眼3D幻影成像50欢迎参观实验室50多种裸眼3D显示样机及其相关软件信息显示研究所成立于2006年3月专注于3D显示、液晶显示和光子器件方向王琼华Email：[e-mail]信息显示研究所