CN111818324A - 一种三维大视角光场的生成装置及生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三维大视角光场的生成装置及生成方法，该装置包括：在光路上依次设置的投影仪阵列、微透镜阵列和全息功能屏；投影仪阵列用于作为信息输入端，将携带有完整三维光场信息的光场光线向微透镜阵列投射；微透镜阵列用于对经过的光场光线进行调整后，投射至全息功能屏；全息功能屏用于对调整后的光场光线进行优化显示，生成三维大视角光场。本发明实施例提供的光场的生成装置及生成方法，在光学结构中引入了投影仪阵列作为光学***的信息输入端。光线从投影仪出射，经过微透镜阵列调整光场光线分布，到达全息功能屏进行显示效果的优化，使得进入人眼的三维图像屏蔽了全息功能屏后的光学结构信息，形成逼真细腻的大视角三维光场。

Description

一种三维大视角光场的生成装置及生成方法

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种三维大视角光场的生成装置及生成方法。

背景技术

光场三维显示技术可以模拟真实光场光线分布，再现的图像生动细腻，具有强大的生命力。目前三维显示技术主要有立体三维显示(Stereo 3D)、光场三维显示(Volumetric 3D)和全息三维显示(Holographic 3D)。

其中，全息三维技术能够完整地再现物体的波光场的振幅和相位信息，但由于太大的海量数据传输和存储，全息动态显示在目前的技术水平上还不现实；立体三维显示是基于人的双眼双画面的立体视觉原理，借助眼镜或斜光栅屏幕的立体三维显示能提供有限的三维视觉，但人眼在观察时，画面没有真实的景深，聚焦和调节不能匹配。光场三维显示技术在真实的三维空间显示，是一种直接可视、全角度可视、真实景深可视和多人可视的三维空间显示技术。相较于立体三维显示和全息三维技术，具有真彩色、全视差、视角细腻的良好特性。由于光场三维技术的优良特性，其在医学、军事、工业、教育等方面都有独特的应用价值。

目前主流的光场三维显示技术主要包括基于微透镜阵列和全息功能屏的集成成像显示技术和基于投影仪和高速旋转屏的投影显示技术。

其中，基于微透镜阵列和全息功能屏的集成成像显示技术主要是利用微透镜阵列中的单位圆透镜作为控光元件，能够将透镜一侧的入射光线按照透镜的光学特性在透镜另一侧重新排布。在集成成像中，单位圆透镜下覆盖的子图像通过圆形凸透镜的空间光调制，使放在焦面上的不同空间位置排列的像素发出的发散光线都以光心的连线方向射出，汇聚在全息功能屏上，经过全息功能屏的扩散实现了全视差的三维立体图像。但现有的集成成像显示技术均采用二维显示面板(LCD)进行信息输入，再通过透镜阵列和全息功能屏来记录和再现三维场景。由于集成成像的视角由单位透镜下覆盖子图像大小和透镜到显示面板的距离决定，基于三维图像的分辨率、立体感和视角之间的制衡关系，集成成像虽然能够提供平滑的连续视差，但是相对而言，难免会造成分辨率低视角小的固有缺陷。

基于投影仪和高速旋转屏的投影显示技术，例如Perspecta 3D***，虽然显示效果良好，但是由于旋转屏幕的应用占用体积过大，高速投影仪造价过于昂贵，***光路过于复杂等缺点，难以具有广泛的应用前景。

发明内容

本发明实施例提供一种三维大视角光场的生成装置及生成方法，用以解决或部分解决现有技术中在声场三维光场时存在的不足，所形成的三维大视角光场既具有体空间三维显示技术的体素化特点，又拥有类似自由立体成像的图像视角化特点。

一方面，本发明实施例提供一种三维大视角光场的生成装置，其特征在于，包括：在光路上依次设置的投影仪阵列、微透镜阵列和全息功能屏；投影仪阵列用于作为信息输入端，将携带有完整三维光场信息的光场光线向微透镜阵列投射；微透镜阵列用于对经过的光场光线进行调整后，投射至全息功能屏；全息功能屏用于对调整后的光场光线进行优化显示，生成三维大视角光场。

作为可选地，投影仪阵列包括多个呈K*T矩形阵列排布的投影仪；其中K>T>1。

作为可选地，微透镜阵列由多个紧贴排列的微透镜组成；微透镜的半径是由约束关系确定的；约束关系包括视点数与三维大视角光场的空间分辨率之间的约束关系。

作为可选地，微透镜为双胶合非球面透镜。

作为可选地，微透镜阵列与全息功能屏之间的距离为微透镜阵列的焦距。

第二方面，本发明实施例提供一种三维大视角光场的生成方法，包括：利用投影仪阵列作为信息输入端，将携带有完整三维光场信息的光场光线向微透镜阵列投射；利用微透镜阵列对经过的光场光线进行调整后，投射至全息功能屏；利用全息功能屏对调整后的光场光线进行优化显示，生成三维大视角光场；投影仪阵列、微透镜阵列和全息功能屏在光路上依次排布。

作为可选地，在利用微透镜阵列对经过的所述光场光线进行调整后，投射至全息功能屏之前，还包括：确定视点数与三维大视角光场的空间分辨率之间的约束关系；根据约束关系确定组成所述微透镜阵列的每个微透镜的半径。

作为可选地，本发明实施例提供的三维大视角光场的生成方法，还可以包括：编码获取携带有完整三维光场信息的所述光场光线，具体为：

根据所述投影仪阵列的阵列排布方式，构建拍摄相机矩阵；根据投影仪阵列中的投影仪数量，将拍摄相机矩阵划分为多个拍摄相机子区域，拍摄相机子区域的个数与投影仪数量相等；构建每个投影仪和拍摄相机子区域之间的映射；根据所述映射，将每个拍摄相机子区域内的视差图合成一张合成图，合成图为与拍摄相机子区域相对应的投影仪的合成图；投影仪基于合成图，生成光场光线。

作为可选地，上述根据映射，将每个拍摄相机子区域内的视差图合成一张合成图，包括：根据拍摄相机子区域内的视差图的第p行第g列像素点，确定合成图第i行第j列像素点；遍历每个拍摄相机子区域内的视差图上的所有像素点，获取合成图。

作为可选地，上述根据拍摄相机子区域内的视差图的第p行第g列像素点，确定合成图第i行第j列像素点，包括：

其中，M*N为拍摄相机子区域内相机的矩形阵列排布方式，M为水平排布个数、N为竖直排布个数；mod为求余函数。

本发明实施例提供的光场的生成装置及生成方法，在光学结构中引入了投影仪阵列作为光学***的信息输入端。光线从投影仪出射，经过微透镜阵列调整光场光线分布，到达全息功能屏进行显示效果的优化，使得进入人眼的三维图像屏蔽了全息功能屏后的光学结构信息，形成逼真细腻的大视角三维光场。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中基于微透镜阵列和全息功能屏的集成成像显示装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的三维大视角光场的生成装置的结构示意图；

图3为现有技术中基于微透镜阵列和全息功能屏的集成成像方法获取的三维图像与本发明实施例提供的三维大视角光场的视区对比示意图；

图4为本发明实施例提供的三维大视角光场的光场体素示意图；

图5为本发明实施例提供的三维大视角光场的生成装置的微透镜阵列的占空比示意图；

图6为本发明实施例提供的三维大视角光场的生成方法的流程示意图；

图7为在本发明实施例提供的三维大视角光场的生成方法中，拍摄相机阵列与投影仪映射关系示意图；

图8为在本发明实施例提供的三维大视角光场的生成方法中，投影仪合成图的像素编码示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在对本发明实施例提供的三维大视角光场的生成装置和生成方法作具体介绍之前，在不作特别说明的情况下，对出现的技术名词统一作如下解释：

1、视点：视差图像在空间中形成的可正确观看的位置；

2、视点数：观看者在一个观看周期范围内，所观察到的视点个数；

3、视区：微透镜阵列的折射作用使得来源于不同视差图像的光线向不同方向传播，在空间中形成的视差图像观看区域，简称视区；

4、视差图像：模拟人眼立体视觉过程，采用立体相机拍摄同一场景所获得的两幅或多幅稍有差异的图像称为视差图像；

5、合成图像：将视差图像的子像素按照光栅的光学结构，以一定规律排列生成的图像成为合成图像。

图1是现有技术中基于微透镜阵列和全息功能屏的集成成像显示装置的结构示意图，如图1所示，集成成像显示技术是采用LCD显示面板作为信息输入端，利用微透镜阵列中的单位圆透镜作为控光元件，将LCD显示面板发射的入射光线按照透镜的光学特性，在透镜另一侧重新排布。在集成成像过程中，单位圆透镜下覆盖的子图像通过圆形凸透镜的空间光调制，使放在焦面上的不同空间位置排列的像素发出的发散光线都以光心的连线方向射出，汇聚在全息功能屏上，经过全息功能屏的扩散实现了全视差的三维立体图像。集成成像的视角由单位透镜下覆盖子图像大小和透镜到显示面板的距离决定。如图3中的A图所示，由于圆透镜的对称特性，圆透镜下对应子图像为正方形，所以集成成像视角也在水平竖直方向对称即形成方形视区。根据人眼的观看特性，水平视角相比于竖直视角对形成三维感官起着更为重要的作用。集成成像的正方形视区没有合理分配有限的三维信息，且由于三维图像的分辨率、立体感和视角之间的制衡关系，上述集成成像虽然能够提供平滑的连续视差，但是对应而言，难免会造成分辨率低、视角小的固有缺陷。

为了有效克服上述现有技术中存在的视区为正方形、视角小的缺陷，如图2所示，本发明实施例提供一种三维大视角光场的生成装置，主要包括但不限于：在光路上依次设置的投影仪阵列、微透镜阵列和全息功能屏，其中：

投影仪阵列用于作为信息输入端，将携带有完整三维光场信息的光场光线向所述微透镜阵列投射；微透镜阵列用于对经过的光场光线进行调整后，投射至全息功能屏；全息功能屏用于对调整后的光场光线进行优化显示，生成三维大视角光场。

具体地，为了获取如图3中的B图所示的理想的三维视区，即将三维视区设计为水平大视角、竖直适当视角的矩形视区，在本发明实施例中，利用投影仪阵列替代传统的集成成像显示装置中的LCD显示面板，作为信息输入端，结合微透镜阵列和全息功能屏的光场原理，构建一种三维大视角光场的生成装置，其光场原理既具有体空间三维显示技术的体素化特点，又拥有类似自由立体成像的图像视角化特点。

具体地，本发明实施例为了改善集成成像中二维面板信息量低的缺点，在光学结构中引入了投影仪阵列作为光学***的信息输入端。携带有完整三维光场信息的光场光线从投影仪出射，经过微透镜阵列调整光场光线分布，到达全息功能屏进行显示效果的优化，使得进入人眼的三维图像不会显示全息功能屏后面的微透镜阵列等光学结构，形成大逼真、细腻的大视角三维光场。

需要说明的是，本发明实施例提供的三维大视角光场的生成装置可视为在现有的集成成像显示装置的基础上，通过对其信息输入端进行改进，利用投影仪阵列作为替代，有效的提高了三维光场的视区和逼真度。其中，可以不对微透镜阵列以及全息功能屏做出改变，仅需在光路上进行相互之间间距的调整。因此，在本发明实施例中不对微透镜阵列以及全息功能屏作特殊的限定，以能够实现利用微透镜阵列中的单位圆透镜作为控光元件，将入射的光场光线按照透镜的光学特性在透镜另一侧重新排布。并在集成成像中，单位圆透镜下覆盖的子图像通过圆形凸透镜的空间光调制，使放在焦面上的不同空间位置排列的像素发出的发散光线都以光心的连线方向射出，汇聚在全息功能屏上，经过全息功能屏的扩散实现了三维视角光场的生成为准。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，投影仪阵列可以包括多个呈K*T矩形阵列排布的投影仪；其中K>T>1。

在本发明实施例中，通过将投影仪阵列设置为由多个投影仪呈K*T矩形排布的阵列，每个投影仪独立的向微透镜阵列以水平方向(即垂直于微透镜阵列的方向)透射与之位置对应的，包含部分三维光场信息的光场光线，其中，所有的投影仪所构成的投影仪阵列能够完整的投射携带有三维光场信息的光场光线。

例如，如图2所示，在本发明实施例中设置了6个4K投影仪采用2×3的排列方式(横向投影仪的数量比纵向多)，用来提供不一样的水平竖直视角。

需要说明的是，不同于现有的基于投影仪和高速旋转屏的投影显示技术中，需要采用高速投影仪，在本发明实施例中，仅通过设置适量的普通参数投影仪，即可以满足三维大视角光场的生成需要，在提高了空间信息量的同时控制了成本。

投影仪发射出的光线具有方向性，可视为携带信息的定向平行光，由于每个投影仪可以提供30度左右的视角信息，故本发明实施例通过将6个投影仪进行阵列排布，则每个投影仪提供的视角可以组合形成水平90度、竖直60度的视区。由图4所示，可以明确的获知，本发明实施例提供的三维大视角光场的生成装置，通过设置多个投影仪构成投影仪阵列，在扩大光场视角的同时增强了三维图像的立体感。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，上述微透镜阵列由多个紧贴排列的微透镜组成；所述微透镜的半径是由约束关系确定的；约束关系包括视点数与三维大视角光场的空间分辨率之间的约束关系。

由于投影仪输入信息的利用率与微透镜阵列中透镜占空比成正相关关系，如图5所示，圆形区域为每个透镜所在的位置，其面积为b；每个透镜所在位置所外切的正方形的面积为a，其占空比的计算方法为：占空比＝面积a/面积b。

一方面，由于将微透镜紧贴排列可以提高占空比，在将微透镜紧贴排列后，可以计算得到微透镜占空比为恒定值π/4，与透镜半径无关，所以在本发明实施例提供的三维大视角光场的生成装置中，其占空比不会成为限制透镜半径的因素。

另一方面，由于视差图像数目受限于单个微透镜下覆盖的投影子图像像素数，增大微透镜半径可以增加视差图像的数目；而空间分辨率与透镜数目相关，由于投影区域一定，增大透镜半径会导致空间分辨率变低。

因而透镜半径大小需要在视点数和空间分辨率中权衡，根据实际的约束关系，找到最合适的半径参数。

本发明实施例提供的三维大视角光场的生成装置，通过视点数与所述三维大视角光场的空间分辨率之间的约束关系，设置合理的微透镜的半径，从而构建微透镜阵列，能够在有效的提高三维光场的清晰度的同时，兼顾视区的合理配置。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，微透镜可以选择为双胶合非球面透镜。

由于大视角的光线会经过透镜边缘，如果采用圆透镜其像差会严重影响三维图像质量，因而在本发明实施例中，采用优化过的双胶合非球面透镜构建微透镜阵列，能够有效的降低像差，提高成像质量。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，微透镜阵列与全息功能屏之间的距离为微透镜阵列的焦距。

具体地，在本发明实施例中，通过将微透镜阵列与全息功能屏之间的距离为微透镜阵列的焦距；并可以根据每个微透镜的焦距以及其成像原理，设置投影仪阵列与微透镜阵列之间的距离。上述全息功能屏、微透镜阵列和投影仪阵列为平行设置。

本发明实施例提供一种三维大视角光场的生成方法，如图6所示，包括但不限于以下步骤：

步骤S1，利用投影仪阵列作为信息输入端，将携带有完整三维光场信息的光场光线向微透镜阵列投射；

步骤S2，利用微透镜阵列对经过的光场光线进行调整后，投射至全息功能屏；

步骤S3，利用全息功能屏对调整后的光场光线进行优化显示，生成三维大视角光场；投影仪阵列、微透镜阵列和全息功能屏在光路上依次排布。

需要说明的是，本发明实施例提供的三维大视角光场的生成方法，主要是用于利用上述任一实施例提供的三维大视角光场的生成装置，进行三维光场的生成，包括选择适合的投影仪阵列、微透镜阵列和全息功能屏，并将上述装置在光路上，按照成像规律进行适当距离的调整，以实现利用微透镜阵列中的单位圆透镜作为控光元件，将入射的光场光线按照透镜的光学特性在透镜另一侧重新排布。并在集成成像中，单位圆透镜下覆盖的子图像通过圆形凸透镜的空间光调制，使放在焦面上的不同空间位置排列的像素发出的发散光线都以光心的连线方向射出，汇聚在全息功能屏上，经过全息功能屏的扩散实现了三维视角光场的生成为准。

本发明实施例提供的三维大视角光场的生成方法，在光学结构中引入了投影仪阵列作为光学***的信息输入端。光线从投影仪出射，经过微透镜阵列调整光场光线分布，到达全息功能屏进行显示效果的优化，使得进入人眼的三维图像屏蔽了全息功能屏后的光学结构信息，形成逼真细腻的大视角三维光场。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在利用微透镜阵列对经过的所述光场光线进行调整后，投射至全息功能屏之前，还可以包括：确定视点数与三维大视角光场的空间分辨率之间的约束关系；根据约束关系确定组成微透镜阵列的每个微透镜的半径。

由于视差图像数目受限于单个微透镜下覆盖的投影子图像像素数，增大微透镜半径可以增加视差图像的数目；而空间分辨率与透镜数目相关，由于投影区域一定，增大透镜半径会导致空间分辨率变低。故本发明实施例提供的三维大视角光场的生成方法，在进行三维光场生成之前，先根据实际的显示需要，选取合适的微透镜阵列。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，还包括编码获取携带有完整三维光场信息的所述光场光线，具体为：根据投影仪阵列的阵列排布方式，构建拍摄相机矩阵；根据投影仪阵列中的投影仪数量，将拍摄相机矩阵划分为多个拍摄相机子区域，拍摄相机子区域的个数与投影仪数量相等；构建每个投影仪和拍摄相机子区域之间的映射；根据映射，将每个拍摄相机子区域内的视差图合成一张合成图，合成图为与所述拍摄相机子区域相对应的投影仪的合成图；投影仪基于合成图，生成光场光线。

如图7所示，本发明实施例提供的三维光场的生成方法中，还提供了一种对投影仪的输入图像的编码方法，编码过后的光场光线，经微透镜阵列和全息功能屏重构后形成的三维光场，能够保证物体之间的正确几何遮挡关系和准确的视差呈现。

设单个透镜覆盖投影区域像素数位为N×M，即组成拍摄相机矩阵的每个个拍摄相机子区域内均包含N×M个相机，每个相机拍摄图片分辨率为3840×2160对应投影4K分辨率。则整个拍摄相机矩阵内包含的相机数为6M×6N。将6M×6N个拍摄相机矩阵，根据投影仪数量划分为六个区域A’、B’、C’、D’、E’和F’，分别对应六个投影仪(投影仪A-F)的原始待编码视差图像集合。

进一步地，构建每个投影仪和拍摄相机子区域之间的映射。其映射对为(投影仪，相机区域)。如图7所示，对应的映射为(A，F’)，(B，E’)，(C，D’)，(D，C’)，(E，B’)和(F，A’)。

进一步地，将拍摄相机子区域内的视差图，合成一个对应投影仪的合成图。

其中，根据所述映射，将每个拍摄相机子区域内的视差图合成一张合成图，包括但不限于：

根据拍摄相机子区域内的视差图的第p行第g列像素点，确定合成图第i行第j列像素点；遍历每个拍摄相机子区域内的视差图上的所有像素点，获取合成图。

进一步地，根据拍摄相机子区域内的视差图的第p行第g列像素点，确定合成图第i行第j列像素点，包括：

其中，M*N为拍摄相机子区域内相机的矩形阵列排布方式，M为水平排布个数、N为竖直排布个数；mod为求余函数。

以图7中的投影仪D的合成图编码为例，如图8所示，求合成图第i行第j列像素填入的对应相机区域C第p行第g列视差图的方法，如公式1所示。在获取每个视差图之后，将其中的第i行第j列像素填入合成图中。

进一步地，遍历每个拍摄相机子区域内的视差图上的所有像素点，获取目标合成图。最后，每个投影仪基于与其对应的合成图，生成相应的光场光线，最终实现三维重建。

本发明实施例提供的三维大视角光场的生成方法，在光学结构中引入了投影仪阵列作为光学***的信息输入端。光线从投影仪出射，经过微透镜阵列调整光场光线分布，到达全息功能屏进行显示效果的优化，使得进入人眼的三维图像屏蔽了全息功能屏后的光学结构信息，形成逼真细腻的大视角三维光场。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述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，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的生成方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种三维大视角光场的生成装置，其特征在于，包括：

在光路上依次设置的投影仪阵列、微透镜阵列和全息功能屏；

所述投影仪阵列用于作为信息输入端，将携带有完整三维光场信息的光场光线向所述微透镜阵列投射；

所述微透镜阵列用于对经过的所述光场光线进行调整后，投射至所述全息功能屏；

所述全息功能屏用于对调整后的光场光线进行优化显示，生成三维大视角光场。

2.根据权利要求1所述的三维大视角光场的生成装置，其特征在于，所述投影仪阵列包括多个呈K*T矩形阵列排布的投影仪；其中K>T>1。

3.根据权利要求1所述的三维大视角光场的生成装置，其特征在于，所述微透镜阵列由多个紧贴排列的微透镜组成；

所述微透镜的半径是由约束关系确定的；

所述约束关系包括视点数与所述三维大视角光场的空间分辨率之间的约束关系。

4.根据权利要求3所述的三维大视角光场的生成装置，其特征在于，所述微透镜为双胶合非球面透镜。

5.根据权利要求1所述的三维大视角光场的生成装置，其特征在于，所述微透镜阵列与所述全息功能屏之间的距离为所述微透镜阵列的焦距。

6.一种三维大视角光场的生成方法，其特征在于，包括：

利用投影仪阵列作为信息输入端，将携带有完整三维光场信息的光场光线向微透镜阵列投射；

利用微透镜阵列对经过的所述光场光线进行调整后，投射至全息功能屏；

利用全息功能屏对调整后的光场光线进行优化显示，生成三维大视角光场；

所述投影仪阵列、微透镜阵列和全息功能屏在光路上依次排布。

7.根据权利要求6所述的三维大视角光场的生成方法，其特征在于，在所述利用微透镜阵列对经过的所述光场光线进行调整后，投射至全息功能屏之前，还包括：

确定视点数与三维大视角光场的空间分辨率之间的约束关系；

根据所述约束关系确定组成所述微透镜阵列的每个微透镜的半径。

8.根据权利要求6所述的三维大视角光场的生成方法，其特征在于，还包括编码获取携带有完整三维光场信息的所述光场光线，具体为：

根据所述投影仪阵列的阵列排布方式，构建拍摄相机矩阵；

根据所述投影仪阵列中的投影仪数量，将所述拍摄相机矩阵划分为多个拍摄相机子区域，所述拍摄相机子区域的个数与所述投影仪数量相等；

构建每个投影仪和拍摄相机子区域之间的映射；

根据所述映射，将每个所述拍摄相机子区域内的视差图合成一张合成图，所述合成图为与所述拍摄相机子区域相对应的投影仪的合成图；

所述投影仪基于所述合成图，生成所述光场光线。

9.根据权利要求8所述的三维大视角光场的生成方法，其特征在于，所述根据所述映射，将每个所述拍摄相机子区域内的视差图合成一张合成图，包括：

根据拍摄相机子区域内的视差图的第p行第g列像素点，确定所述合成图第i行第j列像素点；

遍历每个所述拍摄相机子区域内的视差图上的所有像素点，获取所述合成图。

10.根据权利要求8所述的三维大视角光场的生成方法，其特征在于，所述根据拍摄相机子区域内的视差图的第p行第g列像素点，确定所述合成图第i行第j列像素点，包括：

其中，M*N为拍摄相机子区域内相机的矩形阵列排布方式，M为水平排布个数、N为竖直排布个数；mod为求余函数。

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