CN105573095B - 电子设备及其显示处理方法 - Google Patents
电子设备及其显示处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105573095B CN105573095B CN201510993355.XA CN201510993355A CN105573095B CN 105573095 B CN105573095 B CN 105573095B CN 201510993355 A CN201510993355 A CN 201510993355A CN 105573095 B CN105573095 B CN 105573095B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- light
- pixel
- pose
- digital
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000004040 coloring Methods 0.000 claims description 14
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 9
- 238000001093 holography Methods 0.000 claims description 9
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 7
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 6
- 241000406668 Loxodonta cyclotis Species 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 6
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 241001270131 Agaricus moelleri Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 208000002173 dizziness Diseases 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000003447 ipsilateral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000002165 resonance energy transfer Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
- G03H1/24—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms using white light, e.g. rainbow holograms
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电子设备及其显示处理方法;电子设备包括:光源模块,用于生成三基色的光线,将三基色的光线合成为白光,并将白光入射数字微镜模块;全息源模块,用于获取对象对应的数字全息源信息,并将数字全息源信息加载至数字微镜模块;数字微镜模块,用于控制数字微镜模块中的像素微镜阵列对入射的白光进行衍射处理,形成对应对象的衍射光场;反射模块,用于变换位姿,并在每个所变换的位姿截获衍射光场,形成对象的全息图像,并且反射模块在每个位姿截获衍射光场所形成的全息图像承载对象的不同部位。实施本发明,能够基于数字微镜器件显示形成具有第三维的深度信息的全息图像。
Description
技术领域
本发明涉及全息成像技术,尤其涉及一种电子设备及其显示处理方法。
背景技术
目前,三维技术大多是利用平面二维图像模拟三维图像,例如通过透视、阴影和明暗效应等心理深度暗示,利用光线追迹和多边形生成技术来实现三维物体的表面重建,组成三维场景图像的所有点都在一个平面上显示。这类三维重建的图像不具有双目视差、调节、会聚等常规视差信息,观察者更无法和图像进行交互,相位信息(方位、距离和深度)不能得到清晰表达和直观判断,也就是仅仅形成了心理景深,而没有形成物理景深,因此无论从哪个角度观看,成像的效果都是一样的,没有真正的立体感,与人眼观察到的实际三维世界的成像不同。
全息显示是目前最科学最具有实现可行性的实现三维显示的一种方法,原理是:首先,利用光的干涉原理,将物体散射或发射出的特定光波以干涉条纹的形式记录下来;然后,利用光的衍射原理,在一定条件下进行再现原物体的像。因为再现像光波保留了原来物光波的所有信息(包括全部振幅和位相信息),所以当人眼看到全息图时,感知到的效果与观察原来的真实物体一样,有着完全相同的三维特性。
目前,在全息彩色三维显示的实施技术中,还没有存在把数字微镜器件应用于全息彩色三维显示的方案。
发明内容
本发明实施例提供一种电子设备及其显示处理方法,能够基于数字微镜器件显示形成具有第三维的深度信息的全息图像。
本发明实施例的技术方案是这样实现的:
第一方面,本发明实施例提供一种电子设备,所述电子设备包括:
光源模块,用于生成三基色的光线,将所述三基色的光线合成为白光,并将所述白光入射数字微镜模块;
全息源模块,用于获取对象对应的数字全息源信息,并将所述数字全息源信息加载至所述数字微镜模块;
所述数字微镜模块,用于基于所述数字全息源信息控制所述数字微镜模块中的像素微镜阵列对所述入射的白光进行衍射处理,形成对应所述对象的衍射光场;其中,所述像素微镜阵列中的每个像素微镜支持基于所述对象中对应每个所述像素微镜的像素的数字全息源信息对所述入射的白光进行衍射处理,得到对应所述像素的衍射光;
反射模块,用于变换位姿,并在每个所变换的位姿截获所述衍射光场,形成所述对象的全息图像,并且所述反射模块在每个所述位姿截获所述衍射光场所形成的所述全息图像承载所述对象的不同部位。
优选地,所述电子设备还包括:
同步模块,用于基于对应所述数字微镜模块的调制信号控制所述反射模块处于第一位姿;
所述反射模块,还用于基于所述第一位姿截获所述衍射光场,形成第一方位的所述对象的全息图像;
所述同步模块,还用于基于所述数字微镜模块的调制信号控制所述反射模块从所述第一位姿变换为第二位姿;
所述反射模块,还用于基于所述第二位姿截获所述衍射光场,形成第二方位的所述对象的全息图像,所述第二方位与所述第一方位不同;其中,
所述反射模块变换位姿所对应的三维空间中承载有所述对象的像素的立体分布。
优选地,所述电子设备还包括驱动模块;
所述同步模块还用于控制所述驱动模块产生所述调制信号,所述调制信号用于指示所述像素微镜阵列中的微镜的开启状态和关闭状态。
优选地,所述电子设备还包括:
扩束准直模块,用于在所述光源模块将所述白光入射所述数字微镜模块之前,对所述白光进行扩束准直处理,使所述白光的入射直径大于预设直径,并使所述白光的发散角小于预设发散角。
优选地,所述全息源模块,还用于采集环境中像素点的颜色信息和深度信息形成所述数字全息源信息;或,通过模拟建模的方式构建虚拟环境中像素点的颜色信息和深度信息得到所述数字全息源信息。
第二方面,本发明实施例提供一种显示处理方法,所述显示处理方法包括:
光源模块生成三基色的光线,将所述三基色的光线合成为白光,并将所述白光入射数字微镜模块;
全息源模块获取对象对应的数字全息源信息,并将所述数字全息源信息加载至所述数字微镜模块;
所述数字微镜模块基于所述数字全息源信息控制所述数字微镜模块中的像素微镜阵列对所述入射的白光进行衍射处理,形成对应所述对象的衍射光场;其中,所述像素微镜阵列中的每个像素微镜支持基于所述对象中对应每个所述像素微镜的像素的数字全息源信息对所述入射的白光进行衍射处理,得到对应所述像素的衍射光;
反射模块变换位姿,并在每个所变换的位姿截获所述衍射光场,形成所述对象的全息图像,并且所述反射模块在每个所述位姿截获所述衍射光场所形成的所述全息图像承载所述对象的不同部位。
优选地,所述显示处理方法还包括:
同步模块基于对应所述数字微镜模块的调制信号控制所述反射模块处于第一位姿,所述反射模块基于所述第一位姿截获所述衍射光场,形成第一方位的所述对象的全息图像;
所述同步模块基于所述数字微镜模块的调制信号控制所述反射模块从所述第一位姿变换为第二位姿,所述反射模块基于所述第二位姿截获所述衍射光场,形成第二方位的所述对象的全息图像,所述第二方位与所述第一方位不同;其中,
所述反射模块变换位姿所对应的三维空间中承载有所述对象的像素的立体分布。
优选地,所述显示处理方法还包括:同步模块控制所述驱动模块产生所述调制信号,所述调制信号用于指示所述像素微镜阵列中的微镜的开启状态和关闭状态。
优选地,所述显示处理方法还包括:
扩束准直模块在所述光源模块将所述白光入射所述数字微镜模块之前,对所述白光进行扩束准直处理,使所述白光的入射直径大于预设直径,并使所述白光的发散角小于预设发散角。
优选地,所述方法还包括:
所述全息源模块采集环境中像素点的颜色信息和深度信息形成所述数字全息源信息;或,通过模拟建模的方式构建虚拟环境中像素点的颜色信息和深度信息得到所述数字全息源信息。
本发明实施例中,数字微镜模块结合光源入射的光线、以及数字全息源中的数字新哈控制像素微镜阵列中的每个像素微镜形成对应像素的衍射光;反射模块以变换的位姿反射衍射光,能够使用户在同一方位裸眼观看到对象的不同部位的全息图像,获得动态的全息图像的观看效果。
附图说明
图1为本发明实施例中电子设备的结构示意图一;
图2为本发明实施例中电子设备的结构示意图二;
图3为本发明实施例中电子设备的结构示意图三;
图4为本发明实施例中显示处理方法的实现流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实现三维显示的现有技术中,全息彩色三维显示主要有以下几种方案:
解决方案1:使用一种立体镜视觉显示***,再制画面将左右眼平面投影影像立体显现成像,令观众对影像产生立体深度。
存在的问题是,观察者视线的移动幅度有限,可视范围较窄,观察者需要佩戴专用的眼镜或头盔等,因此又造成长时间负荷重物导致头晕目眩等生理不适感,无法任意移动等缺点。
现有的解决方案2:将特定固体介质充满三维空间中的一块区域,然后有选择地激发体素组合,使其按要求发光,组成三维体素阵列形成三维图像。
存在的问题是,无合适的激励源和具有充分光转换效率的发光介质,像素数目不够多,无法表述复杂的图像信息或活动的光点信息,诸多的物理和技术限制使建成的实验装置显示范围小、分辨率低,短期内不易实现大尺度、高分辨率、高亮度的真三维显示。
现有的解决方案3:利用气体介质,两束激光相交在充满原子蒸汽的容器内,激光相交点产生可见的荧光点。
存在的问题是,需要一个大真空腔,并需要保持其温度,因而***维护困难,三维图像的清晰度受到激光扫描速度的限制,另外激光束可能引起肉眼的伤害。
现有的解决方案4:激光扫描法
存在的问题是,在一个重复刷新时段内能够显示的像素数目有限制,无法产生高清晰度图像。
综上所述,现有技术中实现三维显示难以达到人眼观察到的实际三维世界的成像效果,针对这一问题,本发明实施例提供一种电子设备,电子设备中采用红、绿、蓝三色半导体激光器,以数字微镜器件(DMD,Digital Micromirror Device)作为核心器件,对全息源进行信号处理后,通过光学平台与智能驱动控制,获得裸眼全息彩色三维显示。
实施例一
本实施例记载一种电子设备,参见图1,包括:光源模块100、全息源模块300、数字微镜模块200和反射模块400。
光源模块100可以采用红、绿、蓝三色半导体激光器,例如使用632.8nm He-Ne半导体激光器(发射红色激光)、532nmHe-Ne半导体激光器(发射绿色激光)、473nmHe-Ne半导体激光器(发射蓝色激光)。
He-Ne激光器中氦气起产生激光的媒介和增加激光输出功率的作用,氖气起产生激光的作用。氦原子有两个亚稳态能级102S、312S,它们的寿命分别为6510s和410s,在气体放电管中,在电场中加速获得一定动能的电子与氦原子碰撞,并将氦原子激发到102S、312S,此两能级寿命长容易积累粒子。因而,放电管中这两个能级上的氦原子数是比较多。这些氦原子的能量又分别与处于3s和2s态的氖原子的能量相近;处于102S、312S能级的氦原子与基态氖原子碰撞后,很容易将能量传递给氖原子,使它们从基态跃迁到3s和2s态,这一过程称能量共振转移;由于氖原子的2p、3p态能级寿命较短,这样氖原子在能级3s-3p、3s-2p、2s-2p间形成粒子数反转分布,从而发射出红、绿、蓝三色的激光。
全息源模块300采集环境中像素点的颜色信息和深度信息形成数字全息源信息;全息源模块300也可以通过模拟建模的方式构建虚拟环境中像素点的颜色信息和深度信息得到数字全息源信息;也就是说,全息源信息可以采用两种方式获取:
方式1)计算机模拟采集法,在性能符合要求的计算设备中上通过3D Max或Autodesk Maya等基于计算机***的3D模型和动画设计、制作、渲染软件生成数字全息源信息。
方式2)实景采集法,通过三色镜头(RGB Camera)和深度镜头(Depth Camera)配合的方式,获取真实环境中物体表面每个像素点的颜色信息和深度信息形成数字全息源信息。
数字微镜模块200,包括数字微镜器件,数字微镜器件可以对光进行数字化调制,包含了一个由像素微镜组成的阵列、这个阵列与数字全息源(用于控制像素微镜形成还原对象的全息图像的衍射光)的数字信号和光源协同工作时,能够将对象的全息图像再现出来,数字信号会激活各像素微镜下放的微型电极,这个电极就推动像素微镜迎向或避开光源、当像素微镜迎向光源(开启)时,会将一个白色像素通过像素微镜形成衍射光;当像素微镜避开光源(关闭)时,镜面像素在荧幕上的所在位置便呈现深色。像素微镜的旋转速度可以是每秒钟是数千次、交换各镜面的开关时间,就能够产生不同的等级灰度、开启的时间长产生的灰度象素就浅、关闭的时间长产生的灰度象素就深、像素微镜可以反射1024个灰度等级,来产生灰度图像;
通过在数字微镜模块200设置色轮形成的光过滤器、随着色轮的旋转,红、绿、蓝三种光线依次便落在像素微镜上、各个像素微镜的开、关状态会随着彩色光线的闪烁而调整,能够产生1600万种色彩;例如,当红色落在像素微镜上时才将像素微镜打开,产生的衍射光入射人眼能够使人眼感知到产生紫色的图像。
下面对全息图像的形成过程进行说明。
光源模块100生成三基色的光线,将三基色的光线合成为白光,并将白光入射数字微镜模块200;全息源模块300获取图像对应的数字全息源信息,将数字全息源信息加载至数字微镜模块200。
数字微镜模块200加载数字全息源信息之后,控制数字微镜模块200中的像素微镜阵列微镜阵列对入射的白光进行衍射处理,形成对应对象的衍射光场;数字全息源信息与构成对象的一系列像素对应,数字微镜模块200的像素微镜阵列中的每个像素微镜与至少一个像素的数字全息源信息对应,数字微镜模块200基于对象中对应像素微镜的像素的数字全息源信息对入射的白光进行衍射处理,得到对构成对象的一系列像素的衍射光场。
反射模块400变换位姿,在每个所变换的位姿截获衍射光场(也就是像素微镜阵列形成的衍射光的光场),形成对应对象的全息图像,并且反射模块400在每个位姿截获衍射光场所形成的全息图像承载对象的不同部位。
例如反射模块400在位姿1截获衍射光场所形成的全息图像承载对象的部位1,在位姿2截获衍射光场所形成的全息图像承载对象的部位2,以此类推,从而能够形成承载对象不同部位的全息图像,如果全息图像的光线照射用户眼部,用户在不同的方位将看到承载对象的不同部位的全息图像。
本实施例中,数字微镜模块200结合光源入射的光线、以及数字全息源中的数字新哈控制像素微镜阵列中的每个像素微镜形成对应像素的衍射光;反射模块400以变换的位姿反射衍射光,能够使用户在不同方位观看到对象的不同部位的全息图像。
实施例二
本实施例记载一种电子设备,参见图2,包括:光源模块100、扩束准直模块500、驱动模块700、数字微镜模块200、同步模块600、全息源模块300和反射模块400。
光源模块100生成三基色的光线,将三基色的光线合成为白光;扩束准直模块500设置在光源模块100与数字微镜模块200之间,在光源模块100将白光入射数字微镜模块200之前,对光源模块100出射的白光进行扩束准直处理,使白光的入射直径大于预设直径(也就是进行了扩束处理),并使白光的发散角小于预设发散角(也就是对光线进行了准直处理),扩束准直后的光线入射数字微镜模块200。
全息源模块300获取对象对应的数字全息源信息,将数字全息源信息加载至数字微镜模块200;同步模块控制驱动模块产生调制信号,调制信用于指示像素微镜阵列中的微镜的开启状态和关闭状态,使数字微镜模块200控制数字微镜模块200中的像素微镜阵列对入射的白光进行衍射处理,形成对应对象的衍射光场;数字全息源信息与构成对象的一系列像素对应,数字微镜模块200的像素微镜阵列中的每个像素微镜与至少一个像素的数字全息源信息对应,数字微镜模块200基于对象中对应像素微镜的像素的数字全息源信息对入射的白光进行衍射处理,得到对构成对象的一系列像素的衍射光场。
同步模块600基于对应数字微镜模块200的调制信号同步控制反射模块400的位姿;同步模块600将数字微镜模块200的调制时序与反射模块400的旋转以改变位姿的时序同步,在反射模块400旋转的三维空间产生数字全息源的像素的立体分布。例如,例如同步模块控制反射模块400处于第一位姿,相应地,反射模块400于基于第一位姿截获衍射光场,形成第一方位的对象的全息图像;当同步模块基于数字微镜模块200的调制信号控制反射模块400从第一位姿变换为第二位姿;相应地,反射模块400基于第二位姿截获衍射光场,形成第二方位的对象的全息图像,第二方位与第一方位不同。
反射模块400在同步模块的控制下变换位姿,并在每个所变换的位姿截获衍射光场向三维空间的特定方向发射,使三维空间中承载有对象的像素的立体分布,反射模块400在每个位姿截获衍射光场所形成的全息图像承载对象的不同部位,从而使用户在不同方位能够看到承载对象的不同部位的全息图像。
实施例三
本实施例记载一种电子设备,参见图3,包括:光源模块100、扩束准直模块500(BE)、数字微镜模块200(DMD)、全息源模块300、同步模块600、信号处理模块800(SignalProcessor)和反射模块400(采用凹面反射镜Rotating Mirror实现)。
数字微镜模块200的分辨率为1024×768,每个像素微镜尺寸为10.8μm×10.8μm,镜面间隙1μm。
光源模块100,包括:
1)He-Ne Laser Blue:473nm蓝色He-Ne半导体激光器
2)He-Ne Laser Green:532nm绿色He-Ne半导体激光器
3)He-Ne Laser Red:632.8nm红色He-Ne半导体激光器
4)反射镜M1;
5)BS1,分光棱镜
6)BS2:分光棱镜
工作过程如下,采用红(632.8nm He-Ne半导体激光器)、绿(532nm He-Ne半导体激光器)、蓝(473nm He-Ne半导体激光器)三色激光器,首先通过反射镜M1,棱镜BS1,BS2将三色激光合成一束白光,然后经扩束准直装置500扩束准直成为平行光后,入射加载有数字全息源信息的数字微镜模块200,得到衍射光场经过数字微镜模块200反射,通过透镜M2至反射模块400(采用凹面镜)成像,人眼就能看到全息彩色三维图,实现数字全息图的再现。
全息源模块300的数字全息源信息获取:计算机模拟采集法和实景采集法:
1)计算机模拟法,在性能符合要求的计算上通过3D Max或Autodesk Maya等基于计算机***的3D模型和动画设计、制作、渲染软件;通过计算机模拟采集法或实景采集法两种方法获取全息源信息后,通过信号处理模块(Signal Processor)对其进行预处理、编码、压缩等处理后,加载至数字微镜模块200。
2)实景采集法,通过RGB Camera和Depth Camera结合获取真实环境中物体表面每个像素点的颜色信息和深度信息构成数字全息源信息。
同步模块600控制驱动模块700(采用驱动电路)通过电信号对数字微镜模块200进行调制,当数字微镜模块200上的像素微镜(通过与微镜对应电极施加不同的电压控制转动的角度)被开启时,通过该像素微镜的光线便被反射至分光棱镜BS2;当数字微镜模块200上的像素被关闭时,通过该像素的光线便被数字微镜模块200吸收。通过驱动电模块700调制数字微镜模块200的像素微镜的开启和关闭,可以控制由像素微镜反射的光线,从而调制出高速变换的图像。数字微镜模块200上反射出的图像光束经由光学透镜M2投射到反射模块400上,投射到反射模块400上的光束被截获,在截获处形成可见光点。
由于反射模块400在不停地旋转,在不同时间投射出的光束被凹面反射镜在不同的位置上截获。由同步模块600(采用处理器、微处理器、专用集成电路实现)将数字微镜模块200的调制时序与反射模块400的旋转以改变位置的时序同步,便可在反射模块400旋转出的整个空间产生数字全息源的像素的立体分布。若反射模块400旋转速度足够快,那么观察者裸眼便可将其感受为连续显示的真三维彩色图像。这样产生的彩色真三维图像“浮”在立体空间中,观察者可以裸眼从不同角度观察图像的不同侧面,无需佩戴特殊眼镜。
实施例四
与前述实施例一至实施例三对应,本实施例记载一种显示处理方法,应用于2和图3所示的电子设备,参见图4,本实施例记载的电子设备包括以下步骤:
步骤101,光源模块100生成三基色的光线,将三基色的光线合成为白光,并将白光入射扩束准直模块500。
步骤102,扩束准直模块500对白光进行扩束准直处理,使白光的入射直径大于预设直径,并使白光的发散角小于预设发散角。
步骤103,全息源模块300获取对象对应的数字全息源信息,并将数字全息源信息加载至数字微镜模块200。
全息源模块300采集环境中像素点的颜色信息和深度信息形成数字全息源信息;或,通过模拟建模的方式构建虚拟环境中像素点的颜色信息和深度信息得到数字全息源信息。
步骤104,数字微镜模块200控制数字微镜模块200中的像素微镜阵列对入射的白光进行衍射处理,形成对应对象的衍射光场。
数字微镜模块200的像素微镜阵列中的每个像素微镜支持基于对象中对应每个像素微镜的像素的数字全息源信息对入射的白光进行衍射处理,得到对应像素的衍射光;
步骤105,同步模块600基于对应数字微镜模块200的调制信号控制反射模块400处于第一位姿,反射模块400基于第一位姿截获衍射光场,形成第一方位的对象的全息图像。
同步模块600还用于控制驱动模块700产生调制信号,调制信号用于指示像素微镜阵列中的微镜的开启状态和关闭状态,当数字微镜模块200上的像素微镜(通过与微镜对应电极施加不同的电压控制转动的角度)被开启时,通过该像素微镜的光线便被反射至分光棱镜BS2;当数字微镜模块200上的像素被关闭时,通过该像素的光线便被数字微镜模块200吸收。通过驱动电模块700调制数字微镜模块200的像素微镜的开启和关闭,可以控制由像素微镜反射的光线,从而调制出高速变换的图像。
步骤106,同步模块600基于数字微镜模块200的调制信号控制反射模块400从第一位姿变换为第二位姿,反射模块400基于第二位姿截获衍射光场,形成第二方位的对象的全息图像。
实际实施时反射模块变换的位姿不仅限于第一位姿和第二位姿两种位姿,翻身模块在每个所变换的位姿截获衍射光场,形成对象的全息图像,并且反射模块400在每个位姿截获衍射光场所形成的全息图像承载对象的不同部位,在三维空间中产生对象的数字全息源的像素的立体分布。
综上所述,本实施例具有以下有益效果:基于数字微镜器件的设计方案结构简单、易于实现、无需复杂的激光扫描机械装置和精细的同步控制、光学校准也比较容易;凹面反射镜构造高保真的真彩色三维显示,成像均匀无死区,结构简单,和观察者交互简单;像素量、处理信息量大小、转换速度、刷新率比现有技术实现的全息图像呈数量级倍数提高;观察者无须佩戴眼镜,裸眼便可从不同角度观察产生的真彩色三维物体;信息获得方式多样化,能够将现实物体通过不同方式进行静态和动态的真彩色三维全息显示。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:移动存储设备、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者,本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括:移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:
光源模块,用于生成三基色的光线,将所述三基色的光线合成为白光,并将所述白光入射数字微镜模块;
全息源模块,用于获取对象对应的数字全息源信息,并将所述数字全息源信息加载至所述数字微镜模块;
所述数字微镜模块,用于基于所述数字全息源信息控制所述数字微镜模块中的像素微镜阵列对所述入射的白光进行衍射处理,形成对应所述对象的衍射光场;其中,所述像素微镜阵列中的每个像素微镜支持基于所述对象中对应每个所述像素微镜的像素的数字全息源信息对所述入射的白光进行衍射处理,得到对应所述像素的衍射光;
反射模块,用于变换位姿,并在每个所变换的位姿截获所述衍射光场,形成所述对象的全息图像,并且所述反射模块在每个所述位姿截获所述衍射光场所形成的所述全息图像承载所述对象的不同部位。
2.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括:
同步模块,用于基于对应所述数字微镜模块的调制信号控制所述反射模块处于第一位姿;
所述反射模块,还用于基于所述第一位姿截获所述衍射光场,形成第一方位的所述对象的全息图像;
所述同步模块,还用于基于所述数字微镜模块的调制信号控制所述反射模块从所述第一位姿变换为第二位姿;
所述反射模块,还用于基于所述第二位姿截获所述衍射光场,形成第二方位的所述对象的全息图像,所述第二方位与所述第一方位不同;其中,
所述反射模块变换位姿所对应的三维空间中承载有所述对象的像素的立体分布。
3.如权利要求2所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括驱动模块;
所述同步模块还用于控制所述驱动模块产生所述调制信号,所述调制信号用于指示所述像素微镜阵列中的微镜的开启状态和关闭状态。
4.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括:
扩束准直模块,用于在所述光源模块将所述白光入射所述数字微镜模块之前,对所述白光进行扩束准直处理,使所述白光的入射直径大于预设直径,并使所述白光的发散角小于预设发散角。
5.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述全息源模块,还用于采集环境中像素点的颜色信息和深度信息形成所述数字全息源信息;或,通过模拟建模的方式构建虚拟环境中像素点的颜色信息和深度信息得到所述数字全息源信息。
6.一种显示处理方法,其特征在于,所述显示处理方法包括:
光源模块生成三基色的光线,将所述三基色的光线合成为白光,并将所述白光入射数字微镜模块;
全息源模块获取对象对应的数字全息源信息,并将所述数字全息源信息加载至所述数字微镜模块;
所述数字微镜模块基于所述数字全息源信息控制所述数字微镜模块中的像素微镜阵列对所述入射的白光进行衍射处理,形成对应所述对象的衍射光场;其中,所述像素微镜阵列中的每个像素微镜支持基于所述对象中对应每个所述像素微镜的像素的数字全息源信息对所述入射的白光进行衍射处理,得到对应所述像素的衍射光;
反射模块变换位姿,并在每个所变换的位姿截获所述衍射光场,形成所述对象的全息图像,并且所述反射模块在每个所述位姿截获所述衍射光场所形成的所述全息图像承载所述对象的不同部位。
7.如权利要求6所述的显示处理方法,其特征在于,所述显示处理方法还包括:
同步模块基于对应所述数字微镜模块的调制信号控制所述反射模块处于第一位姿,所述反射模块基于所述第一位姿截获所述衍射光场,形成第一方位的所述对象的全息图像;
所述同步模块基于所述数字微镜模块的调制信号控制所述反射模块从所述第一位姿变换为第二位姿,所述反射模块基于所述第二位姿截获所述衍射光场,形成第二方位的所述对象的全息图像,所述第二方位与所述第一方位不同;其中,
所述反射模块变换位姿所对应的三维空间中承载有所述对象的像素的立体分布。
8.如权利要求7所述的显示处理方法,其特征在于,所述显示处理方法还包括
所述同步模块控制驱动模块产生所述调制信号,所述调制信号用于指示所述像素微镜阵列中的微镜的开启状态和关闭状态。
9.如权利要求6所述的显示处理方法,其特征在于,所述显示处理方法还包括:
扩束准直模块在所述光源模块将所述白光入射所述数字微镜模块之前,对所述白光进行扩束准直处理,使所述白光的入射直径大于预设直径,并使所述白光的发散角小于预设发散角。
10.如权利要求6所述的显示处理方法,其特征在于,所述显示处理方法还包括:
所述全息源模块采集环境中像素点的颜色信息和深度信息形成所述数字全息源信息;或,通过模拟建模的方式构建虚拟环境中像素点的颜色信息和深度信息得到所述数字全息源信息。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510993355.XA CN105573095B (zh) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | 电子设备及其显示处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510993355.XA CN105573095B (zh) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | 电子设备及其显示处理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105573095A CN105573095A (zh) | 2016-05-11 |
CN105573095B true CN105573095B (zh) | 2018-07-03 |
Family
ID=55883365
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510993355.XA Active CN105573095B (zh) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | 电子设备及其显示处理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105573095B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106842572A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-06-13 | 北京铅笔视界科技有限公司 | 近眼全息显示***及方法 |
TWI714012B (zh) * | 2019-03-07 | 2020-12-21 | 方碼科技有限公司 | 三維防僞二維條碼系統及方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101566823A (zh) * | 2009-06-05 | 2009-10-28 | 上海大学 | 真彩色三维物体全息显示方法及装置 |
CN102591123A (zh) * | 2012-03-13 | 2012-07-18 | 苏州大学 | 一种实时三维显示装置及显示方法 |
CN103064244A (zh) * | 2013-01-07 | 2013-04-24 | 浙江大学 | 基于高速投影机的真彩色360°三维显示装置和方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4369762B2 (ja) * | 2004-01-06 | 2009-11-25 | Tdk株式会社 | ホログラフィック記録方法及びホログラフィック記録装置 |
US7733557B2 (en) * | 2006-04-24 | 2010-06-08 | Micron Technology, Inc. | Spatial light modulators with changeable phase masks for use in holographic data storage |
-
2015
- 2015-12-24 CN CN201510993355.XA patent/CN105573095B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101566823A (zh) * | 2009-06-05 | 2009-10-28 | 上海大学 | 真彩色三维物体全息显示方法及装置 |
CN102591123A (zh) * | 2012-03-13 | 2012-07-18 | 苏州大学 | 一种实时三维显示装置及显示方法 |
CN103064244A (zh) * | 2013-01-07 | 2013-04-24 | 浙江大学 | 基于高速投影机的真彩色360°三维显示装置和方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105573095A (zh) | 2016-05-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Jones et al. | Rendering for an interactive 360 light field display | |
US6813083B2 (en) | Device for reproducing three-dimensional image with background | |
Geng | A volumetric 3D display based on a DLP projection engine | |
CN103885280B (zh) | 基于混合屏的真三维显示***及方法 | |
JP2009533721A (ja) | 角度スライスの本当の3dディスプレイに係るシステム及び方法 | |
TW200538849A (en) | Data processing for three-dimensional displays | |
JP2008191472A (ja) | 3次元画像表示システム | |
CN102164296B (zh) | 基于单台dlp投影的全角视差立体成像***及方法 | |
CN103048867A (zh) | 多模式混合投影的真三维显示*** | |
CN105573095B (zh) | 电子设备及其显示处理方法 | |
CN113875230B (zh) | 混合模式三维显示方法 | |
RU2718777C2 (ru) | Объемный дисплей | |
CN103064244A (zh) | 基于高速投影机的真彩色360°三维显示装置和方法 | |
CN110891169B (zh) | 一种基于光泳捕获的可交互体三维显示装置及其控制方法 | |
RU2526901C1 (ru) | Объемный дисплей и способ формирования трехмерных изображений | |
Kompanets et al. | Volumetric displays | |
Milnthorpe et al. | Computer generated content for 3D TV displays | |
Geng | Volumetric 3D display using a DLP projection engine | |
Williams et al. | Image quality metrics for volumetric laser displays | |
Pimenta et al. | A comprehensive taxonomy for three-dimensional displays | |
Barabas | Holographic television: measuring visual performance with holographic and other 3D television technologies | |
Bahr et al. | FELIX: a volumetric 3D imaging technique | |
Takaki | Super multi-view display and holographic display | |
CN203217234U (zh) | 基于混合屏的真三维显示*** | |
Yendo et al. | Ray-space acquisition and reconstruction within cylindrical objective space |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |