一种投影式高分辨率多视点自由立体显示系统

摘要

一种投影式高分辨率多视点自由立体显示系统，其特征在于含有：光学显示屏幕、n*m台投影仪阵列，n为行，m为列、计算机集群绘制子系统以及一台供用于几何和亮度校正的照相机。投影仪阵列分成m组单视点投影仪组，每组单视点投影仪组由n台投影仪通过组合显示墙技术耦合显示一个高分辨率、大显示区域。每组投影仪显示场景的一个视点图像，m组投影仪同时显示场景的m个视点图像，实现了多视点的环视的立体效果。

主权项

1.一种投影式高分辨率多视点自由立体显示系统，其特征在于含有：光学显示屏幕、n*m台投影仪阵列，n为行，m为列、计算机集群绘制子系统以及一台供用于几何和亮度校正的照相机，其中：所述的光学显示屏是一个采用柱透镜光栅构造的正投式光学显示屏幕，由柱透镜光栅和正投影屏幕两部分组成，该正投影屏幕分成r行s列子屏幕区域，每个子屏幕区域的尺寸相同并给与编号；所述n*m台投影仪阵列，分成m组单视点投影组，每组投影仪显示场景的一个视点图像，m组投影仪同时显示m个视点图像，所述每组单视点投影仪由n台投影仪组成，n＞＝1，该n台投影仪采用r行*s列的方式组合显示一个大显示区域，n＝r*s；每台投影仪的分辨率为resolution_x * resolution_y，n台投影仪组合显示后的分辨率为(resolution_x*s)*(resolution_y*r)，所述系统的总分辨率为(resolution_x*s)*(resolution_y*r)*m；在所述每一组单视点投影仪组内，各投影仪的镜头中心在垂直方向上共线，称为投影组视点中心线；在所述的不同的单视点投影仪之间，所述投影组视点中心线在水平方向上等间距排列，间距小于等于人眼平均瞳距65mm；对于所述n*m台投影仪阵列，在显示视点图像个数m，每个视点图像的显示组合方式r*s以及所述系统的分辨率确定的条件下：所述n*m台投影仪的安装方式位于离所述光学显示屏距离为D且与所述光学显示屏平行的平面内，所述距离D由所述每台投影仪的显示子区域的尺寸查表得到，在所述安装区域内，所述n*m台投影仪阵列的中心与所述光学显示屏幕的中心对齐，所述m根投影组视点中心线以所述光学显示屏的中心为中心，以所述人眼平均瞳距65mm为间距排列；所述各投影仪的镜头中心位于所述投影仪安装区域内的安装位置网格上，所述安装位置网格是由q*n条水平线与所述m根投影仪组视点中心线构成的，q＝[pw/65]，pw为投影仪宽度，所述q*n条水平线是以安装区域的水平中心线为中心，以ph*k为间距对称分布的水平线，ph为投影仪高度，k是为了保证上下相邻投影仪之间的间距，推荐值为1.2，每条投影仪组视点中心线上排列n台投影仪，同视点组投影仪上下间隔的网格交点数为q，相邻投影仪视点中心线上的投影仪相互错开；所述计算机集群绘制子系统，其中每台计算机控制每个单视点投影仪组中的至少一台投影仪依次按以下步骤进行计算机集群绘制：步骤(1).通过视点变换生成所述m个视点图像；步骤(2).所述每个视点图像细分为所述r行s列子图像；步骤(3).把细分后所述各子图像分发给对应的投影仪显示，使第i组单视点投影仪组中第j台投影仪显示第i个视点图像中第j个子图像，通过偏转所述各投影仪的方位角使每台投影仪的显示区域完全覆盖对应的子屏幕区域；步骤(4).计算所述每组单视点投影组的总显示区域displayArea_i，步骤(5).计算所述n*m台投影仪阵列的最大公共矩形显示区域commDisplayArea，步骤(6).确定所述n*m台投影阵列最大公共显示区域的细分网格commDisplayMesh，网格间距dist为设定值；步骤(7).使用所述数码照相机在设定的位置拍摄每个投影仪的显示结果；步骤(8).用几何校正方法使所述n*m台投影阵列中的每组单视点投影仪组所显示的图像为对应视点图像，组间显示的图像相互对齐；步骤(9).使用边缘融合亮度校正方法消除各单视点投影仪组内重叠区亮度突变，使各子图像间亮度均匀。