真三维立体显示技术研究

发布时间：2017-05-12 13:14

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【摘要】： 真三维立体显示技术(True 3D Volumetric Display Technique)是计算机立体视觉系统中最新的研究方向。基于这种显示技术,可以直接观察到具有物理景深的三维图像,真三维立体显示技术图像逼真、具有全视景、多角度、多人同时观察和实时交互等众多优点。 本文首先分析了真三维立体显示技术的成像原理,包括静态体成像技术、平移体扫描技术和旋转体扫描技术,并分别给出了三种成像技术的控制模型,它们从不同角度描述了真三维立体显示技术的物理本质。其次,论文详细研究了真三维立体显示的关键技术,包括建立了静态体成像技术中的死区的数学模型,给出了解决方案;根据平移体扫描显示技术的成像空间构造特点,研究了屏幕做非线性运动的规律;研究了旋转体扫描技术成像过程中生成体素的属性,给出了一种创新性的旋转立体显示系统,该系统能够实现360可视和实时远距离传输,深入分析了系统的分辨率,给出了提高分辨率的具体方法。再其次,建立了.3ds格式的三维心脏模型,利用3DS文件“块结构”的优势,提取感兴趣区域的数据,在VC环境中利用OpenGL编程实现了三维心脏模型的重建,重建结果能够体现丰富的表面细节,然后综合运用OpenGL中显示列表、融合、动画实现等技术,仿真实现了真三维立体显示技术的模拟,包括成像空间的构造和成像原理的仿真,仿真结果较好地验证了真三维立体显示技术的正确性和可行性。 在真三维立体显示系统中实现交互操作,是系统必然的发展趋势,本论文最后研究了计算机系统中的交互操作机制,在合理假设的基础上推导验证了Fitts’模型的正确性,该模型是交互操作的基本准则,可以用来评价交互工具的性能和预测交互实现的效果。总结了三种典型的交互方式,并将其引入到真三维立体显示系统中进行探讨。本文尽量用数学模型解决抽象的物理问题,为以后系统的工程实现奠定了良好的理论基础。
【关键词】：真三维立体显示 体扫描 体素 死区 三维建模 交互
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：R318
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-18
• 1.1 课题背景13-14
• 1.2 真三维立体显示技术的研究现状14-15
• 1.3 真三维立体显示技术的应用15-17
• 1.4 本文的主要研究内容17-18
• 第二章 真三维立体显示技术原理18-26
• 2.1 静态体成像技术18-19
• 2.2 动态体扫描技术19-22
• 2.2.1 平移体扫描显示技术19-20
• 2.2.2 旋转体扫描显示技术20-22
• 2.3 几种典型的真三维立体显示系统22-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 真三维立体显示关键技术研究26-48
• 3.1 静态体成像技术中的死区研究26-34
• 3.1.1 死区的数学建模分析26-29
• 3.1.2 光源位置对成像的影响29-34
• 3.2 平移体扫描显示技术的屏幕运动规律34-38
• 3.3 旋转体扫描真三维立体显示系统38-47
• 3.3.1 旋转立体成像空间中的体素属性39-43
• 3.3.2 旋转真三维立体显示系统43-47
• 3.4 小结47-48
• 第四章 真三维立体显示技术的仿真模拟48-66
• 4.1 医学图像的建模48-51
• 4.1.1 建模工具的选择48-49
• 4.1.2 模型建立及数据获取49-51
• 4.2 VC 环境下利用OPENGL 重建模型51-56
• 4.2.1 VC 中OpenGL 编程的步骤52-54
• 4.2.2 OpenGL 重建心脏模型54-56
• 4.3 真三维立体显示技术的原理仿真56-65
• 4.3.1 静态体成像技术仿真56-59
• 4.3.2 平移体扫描技术仿真59-63
• 4.3.3 旋转体扫描技术仿真63-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第五章 真三维立体显示系统中交互操作的初步探讨66-79
• 5.1 FITTS 模型及其应用66-69
• 5.1.1 模型的提出66-68
• 5.1.2 Fitts 模型的验证68-69
• 5.2 交互操作的典型类型69-70
• 5.2.1 传递交互69-70
• 5.2.2 直接交互70
• 5.2.3 基于指示器的交互70
• 5.3 交互操作应用于真三维立体显示系统70-73
• 5.3.1 传递交互71
• 5.3.2 直接交互71-72
• 5.3.3 基于指示器的交互72-73
• 5.4 真三维立体显示系统中交互操作的仿真模拟73-78
• 5.5 小结78-79
• 第六章 总结与展望79-80
• 6.1 本文的主要工作总结79
• 6.2 后续工作展望79-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-85
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文85

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 江寅川;袁杰;;真三维活动视频数据的优化研究[J];现代电子技术;2012年08期

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 徐赛花;基于CUDA的光线投射体绘制方法研究[D];南京理工大学;2011年

2 廖子兴;3D游戏中的真实感处理[D];贵州师范大学;2009年

3 周厉颖;真三维立体显示平台关键技术研究[D];北京化工大学;2012年

4 杨世江;基于体扫描技术的立体显示物理引擎研究[D];华东师范大学;2012年

5 张祥意;立体视频播放与视差匹配调节技术研究与实现[D];北京邮电大学;2013年

6 李子健;游戏模型锈迹与磨痕质感制作研究[D];华中师范大学;2013年

  本文关键词：真三维立体显示技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：359875