三维全景成像系统

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1、三维全景成像系统摘要：本文着重介绍全景成像，阐述了真三维立体显示的相关概念,同时解释了基于体素的三维显示技术,介绍了国外真三维立体显示技术的最新发展情况，以及介绍了伪三维成像的相关实例，展示国内外方面的成果。关键词：全景成像，真三维立体显示，固态体积式真三维，伪三维成像Three-dimensionalPanoramicImagingSystemAbstract：Thisarticlefocusesonpanoramicimaging,describestherelevantconceptsoftruethree-dimensionaldi

2、splay,explainsthevoxel-basedthree-dimensionaldisplaytechnology,introducesthelatestdevelopmentsoftherealthree-dimensionaldisplaytechnologyabroad.Atthethesametime,wedescribestherelevantinstanceofpseudothree-dimensionalimagingandshowtheresultsathomeandabroadrespectively.Keywo

3、rds：panoramicimaging,true-3Dvolumetricdisplay,solidvolumetrictrue-3D,Pseudothree-dimensionalimaging1引言近年来，随着光学技术、微电子技术和计算机技术的进步，立体显示技术也获得了飞速的发展。显示器一直以来都是人们接触最频繁的电子产品，而显示技术的进步也代表人类在追求更真实的视觉享受。从早期的黑白电视到彩色电视，再到现在的高清电视，无一不是追求更自然、逼真的影像品质，而立体显示技术的发展提供了人们更进一步的视觉体验，除了一般的影像与色彩外，还提供

4、了立体空间感受。人们对客观环境的感知总是通过视觉、听觉、触觉、嗅觉及味觉等自然地获取，对系统的控制也自然地借助自动跟踪系统，即利用性能先进的传感器对人体位置及力度进行有效的探测。换言之，人们对客观世界的感知方式有多种，借助视觉所能获取的信息量远远超过了通过听觉、触觉、嗅觉及味觉等其它方式所能获取的信息量，而且视觉可产生客体景物的深度感，即提供客体景物的立体三维信息。2现状2.1真三维成像真正的三维立体显示首先要摒弃传统的二维显示空间，实现在物理三维空间的显示[1]，而且不采用虚拟显示眼镜这类辅助设备的光学方法产生双目视差。迄今为止所有商业化

5、信息显示器(CRT、LCD、投影仪等)都只能显示二维图像和文字，人们无法从被显示的图像上获得物体的三维信息或感受到物体的物理深度。所谓“真三维显示”，是指被显示图像的每一个三维像素点(又称为“三维体素”或“体元”，Voxel)位于三维物理空间中的真实位置，每个6体元的亮度和色彩可控，体元之间的相对空间位置关系真实地体现在三维显示系统中，从而组成真正意义上的三维空间图像。观察者可以通过变换观察位置从不同角度看到被显示图像的不同侧面。多个观看者可以同时从不同角度观察同一被显示三维物体，如同观察真实的三维物体一样。真三维显示能够带给观察者完备的心

6、理和生理的三维感知信息，为理解三维图像和其中物体之间的空间关系提供了独特的手段。从基本原理上讲，真三维显示就是要在三维空间中显示三维体素[2,3]，也就是提供给观察者物理景深，这就需要建立三维成像空间或三维显示空间，即通常所说的显示屏。目前，真三维显示技术主要是体三维显示技术和全息技术，后者一般只能生成静态的三维光学场景，并且很多理论还没有得到应用[4,5]。目前，比较成熟的是体三维显示技术，已经有部分商业产品是基于体三维立体显示技术，在此重点介绍这种技术。体三维显示是真正能够实现动态效果的3D技术，它可以让你看到科幻电影中“悬浮”在半空中

7、的三维透视图像。体三维显示技术目前大体可分为旋转扫描式显示(swept-volumedisplay)和固态体显示(solid-volumedisplay)两种。其中，前者的代表是Perspecta和Felix3D[6]，而后者的代表为DepthCube[7]。旋转扫描式体三维立体显示技术制造成本低、结构简单，但目前存在着不少难以解决的问题，如亮度低、抗振动性差以及不适合大屏幕应用场合等；而固态体积式立体显示技术既可以提高亮度，又能够适应大屏幕应用场合，其前景也更广阔。2.1.1Perspecta立体显示器Actuality三维立体显示器是采

8、用旋转屏幕技术的一种新产品，它采用一个XGA级别的高分辨率(1,024×768)投影仪将图像投影到一个旋转屏幕上，该屏幕同光学投影器件和3组起转向投影作用的平面镜一起，以600r