基于Direct 3D的3维自由立体显示软件双视点设置

如何生成具有适当水平位差的左右眼平面图片是自由立体显示软件设计的核心问题。针对该问题,首先以双眼能够舒适地融合显示屏上的最大水平位差为依据,在M icrosoft D irect 3D构建的3维模型空间体系内,寻找模型空间的视点与显示屏上水平位差之间的理论关系;然后,以视者在真实空间浏览3维模型真实感强、视觉舒适为原则来确定模型空间视点位置和投射表面平移量;最后,还提出了调整立体视觉效果的参数,并阐述了它们对立体视觉效果的影响机制。该研究成果已经投入使用,并获得了理想的立体视觉效果。

3D电视图片视差引发的EEG和VEP变化的研究

采集志愿者观看3D电视不同视差图片时的脑电信号,分析其在观看过程中产生的视觉诱发电位,计算各波段功率得到视觉疲劳因子R值,以此来探究3D影片中视差因素对人体健康的影响,为3D片源的制作提供一定的指标参考。基于Neuroscan脑电仪搭建实验系统,选取10名健康志愿者观看不同视差的3D图片,采集脑电信号的同时当其感觉不适时(刺痛感或者眩晕感)通过按键反馈。对采集的脑电信号中枕部视觉功能区的O1、O_z、O_2等3个导联的数据采取叠加平均的方法提取其视觉诱发电位(VEP),得到N_(135)成分波和P_(260)成分波;将预处理后的脑电信号依照相同的图片刺激序号进行叠加,将结果用Matlab的EEG工具包进行相对功率计算,进一步得到疲劳因子R值。结果表明,不同视差图片诱发的VEP的电位幅值和潜伏期有所差异,潜伏期的差异尤为明显(不同分组的均值变化为30%);志愿者观看只有负视差的3D图片时疲劳因子R值较大,即所有导联的均值比其他分组图片高10%。P_(260)成分的幅值和潜伏期可以作为评价3D片源的一个参考指标;负视差的图片更容易引起人眼的疲劳;正负视差都有的图片引起的疲劳度等级最低。

发展3DTV需解决的技术及其应用趋势

介绍了目前3DTV的系统组成及各类立体图像显示器的技术特点。对观看视频立体图像时的不舒适感分析了其原因,给出了消除或改善的方法和技术措施。展望和分析了各类3DTV系统进入家庭的进程和尚需解决的技术问题。

3D影片中背景视差过大对人体健康影响的脑电评估研究

通过采集志愿者观看背景视差过大的3D影片前后的脑电数据,来研究该效应对人体健康的影响。实验共选取20例有效样本,利用快速傅里叶变换法(FFT)提取特征波段,计算出各频带的能量和功率,并由此得到功率谱和重心频率。此外还设计问卷定性了解志愿者的疲劳程度。根据主观疲劳问卷和对比看前看后的脑电参数,分析了观看背景视差过大的3D影片后人体脑电信号变化的关系。实验结果表明志愿者看前看后的各项脑电参数出现了改变,并全部主观反映出现疲劳。因此脑电参数结合主观问卷可成为3D影片疲劳评估的参考指标。

裸视3D显示技术概述

裸视三维(3D)显示中,观看者无需配戴眼镜等任何助视设备就能观看到立体效果。随着人们对3D显示的认识不断加深,已提出多种裸视3D显示技术。本文综述了目前主流的裸视3D显示技术,包括光栅3D显示、集成成像3D显示、体3D显示和全息3D显示的基本原理及特性。

3D传感器的设计与研究

3D传感器是获取双视图画面的重要手段,在3D图像交互及机器人技术中有着重要的应用前景。根据人眼仿生学原理设计3D传感器结构,并研究现场可编程门阵列FPGA对双CMOS高分辨率图像的采集与处理方法,通过同步数据采集和轮序存储法完成3D图像的获取并实时显示。

3D显示中立体感知深度研究

三维立体电视和电影的立体真实感能够带给人们震撼的视觉体验,是数字时代的新宠。在这类三维显示系统中,恰当的立体感知深度将产生好的观赏体验,反之,将导致视疲劳、甚至眩晕等不适感。因此,很有必要对立体感知深度进行预先解算。针对这一问题,对于3D显示中立体感知深度的影响因素进行分析,提出基于特征点的视差计算方法,推导立体感知深度与视差等多个参数的定量关系。实验验证了立体感知深度定量计算方法的可行性,基于左右眼图像,计算得到了感兴趣点的立体感知深度。实验表明:计算得到的立体深度与测试者主观感受具有较好的一致性;研究结果可用于指导立体拍摄以及立体显示以便达到最佳立体效果。

双镜头3D摄像系统的设计与标定

3D摄像系统的内参数以及相互位置关系与视差、立体深度密切相关。在双镜头3D摄像系统数学模型的基础上设计了组合式3D摄像系统,提出了一种基于显像棋盘作为标定靶面的新方法,直接利用液晶显示器生成动态标定靶面,运用标定工具箱对双摄像头内外参数进行标定,并利用标定的参数验证组合式3D摄像系统结构设计的合理性。实验表明,该标定方法方便、快捷,操作过程简单,取得了较高的精度,适合3D摄像系统的标定,标定后的组合式3D摄像系统符合人眼立体视觉。

关于Autostereoscopic 3D技术的几点探讨

从计算机图形学的观点对立体与三维的关系、立体成像原理以及影响立体显示的因素等问题作了探讨,分析总结了基于OpenGL/GLSL的立体显示编程方法,介绍了Autostereoscopic 3D技术的最新进展。

电影2D/3D转换技术概述

3D电影能够比传统电影带来更好的视觉体验,并在近年来得到了快速的发展,但是片源不足成为制约这一产业兴起的主要瓶颈.在当前电影产业朝3D化方向蓬勃发展的趋势下,将2D电影转为3D电影是解决此问题的有效途径.文中对电影2D?3D转换技术进行了总结,按摄像机和场景相对运动的4种不同类型,介绍了其中几种基本的转换方法,并在此基础上进一步介绍了几种重要的高级转换方法,最后提出了今后的研究方向.

基于P300的3D影片背景视差过大对人体健康的影响

针对3D影片中出现的背景视差过大是否会引起人体不适的问题,我们分析了20名志愿者先后观看明显含有背景视差过大的3D片段和不含背景视差过大的3D片段后P300峰值和潜伏期的变化。发现志愿者在观看含有背景视差过大的3D片段后P300的峰值略高于观看相应不含该问题的3D片段P300的峰值,然而,观看含有背景视差过大的3D片段后P300的潜伏期略低于观看相应不含背景视差过大的P300的潜伏期。结合志愿者的主观评价,可以得出短时间内出现的背景视差过大不会导致人体不适。

基于双目视觉的三维场景图像表面重建算法

在三维场景图像中,像素色度不均匀会影响图像的视觉表现效果,维持像素色度的均匀分布是提升图像视觉表现效果的有效方法。为满足实际应用需求,大幅提升三维场景图像的视觉表现效果,提出一种基于双目视觉的三维场景图像表面重建算法。首先,确定视觉相机的内参、外参标记结果,通过极线校正双目图像的处理方式,完成基于双目视觉的三维场景图像标定;然后,求解像素代价聚合条件,根据像素节点的三维视差推导图像表面的重建表达式,完成基于双目视觉的三维场景图像表面重建算法的设计。实验结果表明,双目视觉技术作用下,三维场景图像的像素色度呈现出较为均匀的分布状态,符合提升图像视觉表现效果的实际应用需求。

观看3D电视中正负视差图片的脑电信号研究

采集记录志愿者在观看正负视差图片时的脑电信号,探究3D产品的相关参数。用自行搭建的测试系统,对10名志愿者用正负视差图片刺激,记录其脑电信号数据,采用独立成分分析方法(ICA)来处理其脑电信号,并用统计学的相关方法分析脑电与图片刺激之间的关系。结果表明,志愿者在分别观看正负视差的3D图片后,其脑电信号变化表出现明显不同,经分析发现,观看负视差图片时所有导联的Pα/Pβ比值比观看正视差图片时要小,且导联T4、FCz、C3、Pz具有统计学意义。观看负视差图片比正视差图片更能引起人体兴奋;Pα/Pβ的比值可以作为检测3D影像作品的一个参考指标。

视觉“欺骗”与3D显示技术

近年来,3D显示技术的研究取得了长足进展并日益广泛地应用于视频显示领域.3D显示技术的实质是根据立体视觉形成的生理机制,通过技术的手段对左、右眼的成像过程进行人工干预,使本来处于同一平面上的画面在左、右眼中产生"错觉",进而产生立体感.这一过程实质上是通过对左、右眼睛的"欺骗"实现的.

3D电视中不同图片的视觉诱发电位研究

目的使用不同参数的图片刺激志愿者以使其产生视觉诱发电位(visual evoked potential,VEP),通过分析其VEP的特征参数来探究3D图片的不同参数对人体的影响,以期解决3D电视引发的人体生理不适问题。方法以Neuroscan脑电仪为核心设备构建了实验测试系统,选取10名健康男学生,在接受图片刺激出现自身感觉不适时做出按键反馈。通过对整个实验过程中采集的脑电信号叠加平均的方法提取VEP,并用统计学方法分析不同参数图片与VEP之间的关系。结果所有图片均能刺激产生相似的实验波形和典型成分,但在不同亮度下P2成分的幅值出现明显差异,而在不同类型之间其潜伏期又有所不同。结论 P2成分可作为检测不同3D影像的特征参数。

3D立体显示技术的现况与展望

3D立体显示器利用人类双眼视差以及移动视差的特性,分别提供给双眼不同影像,经大脑合成后形成立体感影像。立体显示技术分为戴眼镜式和裸眼式,在戴眼镜式中,着重比较快门眼镜式和偏光眼镜式;在裸眼式中,着重介绍柱状透镜式、视差遮屏式以及方向性背光源式,本文就其原理和各种技术的优缺点进行分析。

3D传感器图像采集及融合显示技术研究

裸眼3D技术能够反映物体空间位置信息,是新型的显示技术之一。为了获取满足立体视觉所需的双视图,研制一种使用FPGA与2只CMOS图像传感器构成的3D图像传感器。使用可编程逻辑算法实现2只图像传感器的同步配置和同步数据采集,并把左右图像按行合并后输出为左右格式的数字视频,从而使之成为性能完善的3D图像传感器。为了验证硬件逻辑算法,使用逻辑控制算法分别完成左右格式的2D分屏显示和3D列插值融合显示。调试运行结果表明,使用硬件逻辑算法的3D图像采集方法可行。

大视场三维姿态角光学测量系统设计

三维姿态角光学测量通过对物体表面的光学图像处理,实现对物体的角度姿态测量;为提高目标三维姿态角光学检测的准确性,提出基于立体视觉的大视场三维姿态角光学测量系统设计方法;利用双基准平行准直光源与姿态敏感器,通过图像传感器、USB接口芯片等部件实现分割光斑、质心定位等功能;在Linux内核基础上设计信号收集、数据移植、串口通信、姿态角分析4个软件模块,同时引入立体视觉算法探究靶标点和图像像点对应关联,运用视差定理确立空间角度的三维坐标,实现大视场三维姿态角测量;实验结果证明:所建系统姿态角标定误差小、时间同步性强,测量累计时间低于15 s,具有较高的测量精度和鲁棒性,为机械设备精密部件尺寸测量提供了一种有效的技术手段。

3D视频后处理方法的评估及改进

利用2D视频滤波方法处理3D视频时会影响"景深"的表现效果。针对该问题,通过计算视频的块效应程度和深度损失率,并结合主观评分,对视频质量进行评估,在评估结果的基础上,根据3D视频的景深信息对传统后处理方法进行改进。实验结果表明,改进方法能够带给观众更真实的3D体验。

基于人眼双目视觉的3D深度运动感知特性研究

获取立体视觉信息是人们感知世界的基本能力之一,其中运动立体视觉信息的获取不仅是生物视觉系统在动态世界中生存的关键能力,也是人工视觉系统高效处理立体视频的重要手段。为了设计出贴合人眼视觉特性的3D深度运动感知模型,需要明确挖掘人类对立体运动感知的显著特征后再设计主观实验。文中根据单目和双目线索设计了立体运动视觉刺激视频,并采用控制变量的方法,分别探究了目标球体运动速度、参考球体旋转半径及被试正确感知的相互关系,并分析了目标运动方向与被试感知方向之间的关系。首先对实验条件进行探究,结果发现目标与参考的相对距离越小拦截成功率越高,该结果表明目标同参考之间的相对位置关系会影响被试的感知正确性。其次,采用了拦截成功百分比和感知偏差两个行为测量标准对被试感知能力进行分析,结果发现相比横向运动,深度运动正确感知的成功率超出约42.67%~47.01%。这表明不同运动方位的感知不对称,且深度运动带来的视觉刺激更明显。该研究探索了人类对运动感知的显著特征,并为后续设计3D运动感知模型提供了一种新的判断模型感知效果的主观对比标准,使原有立体感知能力的指标更加细化。