反射式实物3d成像技术

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1、研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解北京理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；

2、③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要反射式实物3D成像是借助于反射式的光学系统，将具有一定大小的物体实现完整的成像。3D成像不同于传统的2D成像，2D成像是将具有一定深度信息的景物投影在一个平面内，物像是投影的关系，而3D成像是将具有一定深度的物体，经过光学系统之后成具有一定深度的像，像是物体自身信息的完整还原；其不但要考虑垂轴的成像质量，还要考虑轴向的成像质量。传统的光学系统成像理论需要

3、进一步的深化和扩展才可以适用于3D成像。3D成像系统的最终接收器是眼睛，因此，熟悉眼睛的成像特性是进行3D成像系统设计的关键，眼睛观察物体不但有清晰度的信息，还有深度信息，因此，确立双眼观察满足的成像要求是进行3D系统设计的关键。论文首先介绍了3D成像系统的原理和特点，并分析了3D成像光学系统与传统的2D成像系统的不同，系统地归纳了影响3D成像光学系统的参数，主要包括物体的尺寸，系统的畸变，眼睛的成像特点和各种像差对成像的影响，经过对三种反射式实物3D成像光学系统实际计算和分析，得出了畸变和场曲是影响3D系统成像的关键。论文进而介绍了单眼成像模型的建立，并且总结了

4、单眼模型的设计方法和像质评价理论，并且分析了影响单眼成像的主要参量，包括观察距离，眼睛的调焦和聚散，物体和系统尺寸的比以及系统的成像质量。最后对比了单眼成像和双眼成像的异同点，引出了场曲和畸变对双眼观察的影响。理论分析之后，进行了相关的实验。首先介绍了眼睛观察3D像的变形实验。3D成像中像的变形包括两个方向的变形，第一种是由于垂轴畸变引起的变形，这种变形与传统的平面成像可知有枕形畸变和桶形畸变，垂轴畸变可以通过像差矫正进行缩小；另外一种是物体上沿轴方向不同位置的轴向放大率不同引起的变形，称为轴向畸变。轴向畸变是由不同物距导致的，并不能消除。实验中通过不同位置的矩形

5、平面成像，确定人眼感知的边界畸变。又通过倾斜矩形成像，确定沿轴方向可以容纳的畸变。通过上述实验得出了垂轴畸变和轴向畸变的临界，然后将成像系统进行归一化，得出完善成像时，物体、成像系统以及观察距离的比例关系。之后进行了3D成像的舒适度实验。经过理论分析可知，两眼观察到的像的位置I北京理工大学硕士学位论文差是影响3D成像舒适度的重要因素。两眼观察到的像的位置与系统的畸变和场曲有直接的关系。实验中，通过确定不同位置、不同大小的物体的像人眼感觉到不舒服的临界距离，再通过软件的相关计算，得出两眼观察到的像的位置差，从而确定3D成像的舒适度边界。关键词：3D成像，反射式，畸变

6、，合像，舒适度II北京理工大学硕士学位论文AbstractReflectivephysical3Dimagingisasystemwhichimageobjecttoaperfectspacesizedimage.3Dimagingisdifferentfromthetraditional2Dimaging，2DimagingistheprojectionofthespaceScenerytoaplane,It’saprojection,but3Dimagingistorestorealloftheinformationobjects,It’saproportio

7、nalscaling.3Dimagingisnotonlyrequiringtheimagequalityverticalaxis,butalsoalongtheaxis.Sothetraditionalimagingtheoryneedsfurtherdeepening,sothatitcouldbeappliedon3Dimaging.Thefinaldetectorisoureyein3Dimagingsystems,Eyeimagingisdifferentwithothersystems,Objectsobservedintheeyesnotonlycl

8、arity