新型高分辨率三维显示器件与系统的基础研究项目年度简报.PDF

国家重点基础研究发展计划（973 计划）项目 （2013CB328800 ） 新型高分辨率三维显示器件与系 统的基础研究 项目年度简报 2013 年第1 期 （总第1 期） 项目首席科学家：王涌天 2013 年12 月30 日 目录 一、 2013 年项目取得的研究进展 1 二、 2013 年项目主要成果展示 8 三、 年末寄语 18 项目管理办公室： 联系人：刘娟教授 胡滨副教授 电话：010 传真：010 地址：北京市海淀区中关村南大街5 号北京理工大学求是楼136 室 邮编：100081 Email ：juanliu@ 网址：http://3 新型高分辨率三维显示器件与系统的基础研究项目年报 一、 2013 年项目取得的研究进展 2013 年项目组针对新型三维显示的理论、方法、器件以及系统开展了基础研究， 并取得了显著进展。 (一) 理论进展 1. 提出了C-LUT 算法 项目组成员通过近似理论和分离变量，实现对X 、Y 、Z 独立计算，降低了信息 存储量；从算法和硬件两个层面实现了计算速度的提升。 图1 三维模型点阵分布图 图2 重建的三维图像 2. 提出了基于仿射变换的一步面源法 项目组成员利用三维仿射变换将多步计算简化为一步，提高了计算速度。 图3 三维仿射变换示意图 图4 数值仿真与光学再现结果图 3. 采用复振幅调制方法提高再现三维图像质量 利用基于传统光波记录与漂白法，精确地调制光波复振幅信息，有效地降低计算 引入的散斑噪声，实现振幅和相位同时、独立调制，提高了再现三维图像质量。 1 新型高分辨率三维显示器件与系统的基础研究项目年报 图5 2D 灰度图像的重建实验结果 图6 波前重建三维显示再现结果 4. 提出了变频率采样方法 由于全息图的信息容量高度冗余，项目组成员提出了变频率采用方法，不仅大大 降低了信息的冗余性，同时也实现了对再现图像强度的精确调制。 图7 变频采样方法的数值模拟及实验结果 5. 提出了三维显示纳米器件的新理论 波前重建动态三维显示面临着空间带宽积的瓶颈问题，项目组成员研究了基于 超颖表面的波前重建三维显示器件，提出并实现了新的三维纳米波前重建（如图8 ）； 利用空间扫描和高速投影的方法，大大提高了系统的空间带宽积，扩大了视场角，增 加了信息量。 图8 全息结构和重建过程 图9 不同截面的CCD 实验结果图 2 新型高分辨率三维显示器件与系统的基础研究项目年报 (二) 方法进展 1. 三维立体图像与视频的智能缩放与显示技术 图10 智能缩放实验效果图 通过立体相机 Kinect 设备得到三维场景的真实深度信息，并将深度信息引入到 三维立体图像的智能缩放算法中，进而获得了复杂场景下较好的智能缩放效果。 2. 三维显示观看体验模型及感知串扰量测 项目组在研究了立体视疲劳的 主客观评价方法基础上，通过实验 找到了一种有效的视疲劳预测模 型，可以对主观视疲劳进行定量评 价。在等间隔时间点对观看者的主 观疲劳度进行评价，结合闪光融合 图11 立体视疲劳评估实验环境示意图 频率、近点和眨眼等客观疲劳度指标综合评价用户视疲劳。通过对原图及串扰图的