摘要

　隨著二維顯示技術(shù)的發(fā)展和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的日益完善，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注真實(shí)空間三維顯示技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。在過(guò)去的十年中，國(guó)際上開發(fā)了一系列基于各種原理的車身顯示系統(tǒng)。然而，由于實(shí)現(xiàn)難度大，大多數(shù)系統(tǒng)只能在低分辨率的小空間中顯示單色圖像，只能顯示簡(jiǎn)單的靜態(tài)圖像。鑒于此，我集團(tuán)在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，建立了一套高清晰度的體積顯示系統(tǒng)。我們希望在顯示空間大小、分辨率、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示等方面取得重大突破，為真正的三維顯示技術(shù)的發(fā)展邁出新的一步提供前瞻性的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論依據(jù)。

　關(guān)鍵詞:體顯示,顯示屏,裝置

　Abstract

　With the development of two-dimensional display and related industries becoming more and more perfect, more and more attention is focused on the realization of real space three-dimensional display technology. In the past decade, a series of body display systems based on various principles have been developed internationally. However, due to the great difficulties in implementation, most of these systems can only display monochrome images in small space with low resolution and can only display simple static images. In view of this, our group has established a high-definition volume display system on the basis of existing research. We hope to have a great breakthrough in display space size, resolution, real-time dynamic display, and provide a forward-looking practical experience and theoretical basis for a new step in the development of true three-dimensional display technology. Key words: volume display, display screen, device

　目錄

　1 緒論.............................................................. 4 1.1 研究的內(nèi)容................................................... 4 1.2 研究的目的................................................... 4 1.3 研究的方法................................................... 4 2 LED 體顯示系統(tǒng) .................................................... 5 2.1LED 的概述.................................................... 5 2.2LED 體顯示原理................................................ 5 2.3LED 體顯示的發(fā)展過(guò)程.......................................... 5 3 體顯示的種類與應(yīng)用................................................ 7 3.1 基于發(fā)光介質(zhì)的體顯示......................................... 7 3.2 基于運(yùn)動(dòng)屏幕的體顯示......................................... 7 3.3 體顯示的應(yīng)用................................................. 7 4 LED 顯示系統(tǒng)的概述 ................................................ 8 4.1LED 顯示系統(tǒng)的主要指標(biāo)........................................ 8 4.2 LED 顯示系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題及解決方法......................... 8 4.2.1LED 顯示系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題 .............................. 8 4.2.2LED 主要存在問(wèn)題的解決方法 .............................. 8 5 LED 顯示系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的方向 ........................................ 9 6 總結(jié)............................................................. 10 致謝............................................................... 11 參考文獻(xiàn)........................................................... 12

　1 緒論

　1.1 研究的內(nèi)容 （1）介紹 LED 屏幕信息顯示裝置具體分類； （2）分析各個(gè) LED 屏幕信息顯示裝置的圖紙、特性； （3）介紹介紹各個(gè)檢具的具體應(yīng)用及其優(yōu)缺點(diǎn)； （4）講解檢具的設(shè)計(jì)； （5）未來(lái)發(fā)展的方向。

　1.2 研究的目的 （1）充分了解 LED 屏幕信息裝置的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)有充分的認(rèn)識(shí)； （2）對(duì)其未來(lái)發(fā)展方向，應(yīng)用方向的設(shè)想。

　1.3 研究的方法 （1）文獻(xiàn)查詢法；通過(guò)文獻(xiàn)的查詢與檢索搜集有關(guān)知識(shí)的資料 ； （2）實(shí)物考察法：通過(guò)對(duì)文章所研究的 LED 屏幕信息顯示裝置，了解其生產(chǎn)過(guò)程和檢測(cè)的手法，同時(shí)通過(guò)對(duì)檢具的分析說(shuō)明其操作步驟。

　2 LED 體顯示系統(tǒng)

　2.1LED 的概述 LED 應(yīng)用系統(tǒng)由一系列 LED 應(yīng)用產(chǎn)品組成，旨在提高人類生活水平，提高人類生活質(zhì)量，促進(jìn)各類 LED 產(chǎn)品的日常應(yīng)用。

　LED 應(yīng)用系統(tǒng)：LED 應(yīng)用產(chǎn)品是由 LED 原輔材料加工而成的特殊產(chǎn)品，與社會(huì)和人類日常生活密切相關(guān)。它們不同于純工業(yè)產(chǎn)品。

　LED 應(yīng)用系統(tǒng)包括智能家居照明系統(tǒng)（LED 照明）、建筑智能控制系統(tǒng)（智能建筑 LED 照明）、建筑照明系統(tǒng)（LED 照明裝飾燈）、各種公共顯示應(yīng)用系統(tǒng)（視頻 LED 廣告屏、LED 文本條屏、LED 全彩屏）、體育館應(yīng)用。在離子系統(tǒng)（LED計(jì)時(shí)記分板和 LED 照明），舞臺(tái)表演部。綜合（性能 LED 屏、舞臺(tái) LED 燈）、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)（LED 導(dǎo)視屏）等。

　2.2LED 體顯示原理 人類的視力是恒定的。怎么說(shuō)呢，就是在人們用眼睛接收事物的過(guò)程中，視網(wǎng)膜上的事物外觀的美丑、尺寸的大小、顏色的亮麗以及所處的地方的變動(dòng)都不會(huì)對(duì)大腦的皮層和大腦接受的真實(shí)情況的正確程度受到絲毫的影響。

　視覺持久性導(dǎo)致人類眼睛的視覺暫時(shí)停留，也就是說(shuō)，人類眼睛對(duì)亮度變化的跟蹤會(huì)由年被于意識(shí)處理的延遲而滯后。研究表明，人類的視覺保持時(shí)間大約是 50-100ms。當(dāng)光刺激頻率較低時(shí)，人眼感覺閃光，刺激性強(qiáng)；當(dāng)強(qiáng)光刺激頻率中等時(shí)，人眼感覺閃爍，刺激性減弱。當(dāng)刺激頻率降低到一定時(shí)間后，人眼感覺到連續(xù)的光。根據(jù)如上所述，如熒光燈的頻率閃爍，視覺感知是一個(gè)穩(wěn)定的連續(xù)光圈。

　LED 顯示系統(tǒng)利用人眼的臨時(shí)視覺暫時(shí)停留的特性。。

　2.3LED 體顯示的發(fā)展過(guò)程 1、1979 年，麻省理工學(xué)院的研究生 E.P.Berlin 在他的專利中公布了體顯示設(shè)想。

　2、據(jù)一家商業(yè)網(wǎng)站介紹，1990 年，一個(gè)促進(jìn)各種三維技術(shù)研究、開發(fā)和商

　業(yè)化的國(guó)際組織獲得了專利，1993 年建立了 64 個(gè) 8*8 的 LED，證明了該技術(shù)的實(shí)用性。

　3、直到 2002 年，在這個(gè)原理的啟發(fā)下，我們的研究小組開始建立一個(gè)基于旋轉(zhuǎn)二維陣列的體積顯示系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)，相關(guān)技術(shù)的發(fā)展水平使該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)成為可能。

　4、通過(guò)不斷的探索和研究，克服了理論和工程實(shí)踐中的許多困難，2004 年成功建立了單色顯示原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

　3 體顯示的種類與應(yīng)用

　體積顯示可分為基于發(fā)光介質(zhì)的三維顯示、基于旋轉(zhuǎn)屏幕或移動(dòng)屏幕的三維顯示并具有高速顯示的三維顯示。第一個(gè)就是利用特殊的玻璃、氣體、液體和空間排列的光纖的固定結(jié)構(gòu)，結(jié)合激發(fā)光的掃描和尋址，可以產(chǎn)生真實(shí)的三維顯示。第二個(gè)就是是通過(guò)快速旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)各種形狀的屏幕、高速投影顯示或其他高速顯示來(lái)實(shí)現(xiàn)空間體素的尋址，形成真實(shí)的三維顯示。

　3.1 基于發(fā)光介質(zhì)的體顯示 在 1912 的時(shí)候，就有人提出了兩種不同波長(zhǎng)的光源來(lái)刺激透明體中的光活性介質(zhì)，在兩束光的交叉處，兩個(gè)頻率的兩步上轉(zhuǎn)換將產(chǎn)生熒光。此后，在汞蒸氣中觀察到這種效應(yīng)，并在成像領(lǐng)域進(jìn)行了嘗試。將該原理應(yīng)用于基于發(fā)光介質(zhì)的大體積顯示器。三種高功率紅外激光器分別用于激發(fā)含氟玻璃、誘餌和摻雜有誤差的鐵元素，產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)三色球體。最后，利用小體積的糖果棒實(shí)現(xiàn)彩色三維顯示。

　 3.2 基于運(yùn)動(dòng)屏幕的體顯示 在基于運(yùn)動(dòng)屏幕的體顯示中，做得比較好的有：

　一個(gè)是基于螺旋加激光掃描的體顯示，它是在 1996 年被一個(gè)德國(guó) D.Ba hr利用三色素激光器掃描一個(gè)快速旋轉(zhuǎn)的螺旋屏給發(fā)現(xiàn)了；還有一個(gè)是基于旋轉(zhuǎn)平面屏加投影顯示的體顯示，它是在 2002 年被美國(guó)某一家公司利用高速 DLP 投影儀給研究出來(lái)了。

　3.3 體顯示的應(yīng)用 人體顯示技術(shù)完全獨(dú)立于 2D 顯示平面，并提供無(wú)與倫比的性能。這是三維顯示技術(shù)發(fā)展的新方向。人們帶來(lái)極大的便利。體顯示的以下幾個(gè)方面可應(yīng)用于圖像處理和顯示的許多領(lǐng)域，并可大大促進(jìn)某些學(xué)科或研究的發(fā)展�？梢詰�(yīng)用在下面的幾個(gè)領(lǐng)域：

　1、在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上，在生物醫(yī)學(xué)研究的過(guò)程中，很難清晰地看到某些小組織

　和個(gè)體的三維結(jié)構(gòu)，如 DNA 連接。通過(guò)體顯示，可以在任意位置放大數(shù)據(jù)，清晰再現(xiàn)微組織的三維結(jié)構(gòu)，模擬其形狀和運(yùn)動(dòng)模式，在研究過(guò)程中不會(huì)發(fā)生損傷。

　2、在軍事領(lǐng)域，在飛行員虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)中，身體顯示器被用作非沉浸式顯示終端以構(gòu)建真實(shí)的三維環(huán)境。重現(xiàn)飛行員的飛行參數(shù)，為飛行員提供直觀的飛行姿態(tài)再現(xiàn)，為地勤人員和設(shè)計(jì)人員提供直觀的飛機(jī)動(dòng)力學(xué)。

　通過(guò)體積顯示技術(shù)，準(zhǔn)確模擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境變得非常有效。

　在航空領(lǐng)域，利用這個(gè)體顯示技術(shù)，構(gòu)建了一個(gè)真實(shí)的物理深度空中交通管制系統(tǒng)，可以直觀地顯示飛行高度，降低空中交通管制員的勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了空中交通管制工作的安全性和可靠性。

　從這里就可以看出，體顯示有其別的顯示器無(wú)法替代的特點(diǎn)，也可以看出，體顯示的發(fā)展是時(shí)代不斷進(jìn)步的結(jié)果，它的發(fā)展勢(shì)頭是必不可擋的。

　4 LED 顯示系統(tǒng)的概述

　4.1LED 顯示系統(tǒng)的主要指標(biāo) 為了實(shí)現(xiàn)真正的高清晰度的體顯示，使三維顯示的圖像質(zhì)量與成熟的二維顯示相當(dāng)，系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)如下。

　1、分辨率，由 320*256*3 的 LED 顯示屏繞著中心軸旋轉(zhuǎn)（15 轉(zhuǎn)/s），以此來(lái)讓體素總數(shù)達(dá)到 50000000 以上，顯示刷新率達(dá)到 30Hz 的真三維顯示。

　2、顯示空間大小，需要 800*640mm 的 3 次方的空間。

　3、體素與數(shù)據(jù)流，在計(jì)算體素總數(shù)的時(shí)候記得將顯示的徑向截面/2，但是我們?cè)谟?jì)算數(shù)據(jù)量的時(shí)候就不必再/2 了。

　 4.2 LED 顯示系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題及解決方法 4.2.1LED 顯示系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題 1、大量數(shù)據(jù)的傳輸和處理的問(wèn)題，因?yàn)橄到y(tǒng)的數(shù)據(jù)過(guò)大，導(dǎo)致傳統(tǒng)的傳輸方式不能滿足需求。

　2、高速的驅(qū)動(dòng)電器，它是限制三維 LED 顯示系統(tǒng)發(fā)展的最主要的原因之一。

　4.2.2LED 主要存在問(wèn)題的解決方法 根據(jù)以上的第一個(gè)問(wèn)題，既然傳統(tǒng)的傳輸方式已經(jīng)不適合現(xiàn)在的 LED 顯示系統(tǒng)，那么我們就放棄傳統(tǒng)的傳輸方式，從而使用特殊的無(wú)線光纖傳輸方式。它就是在有線稍微光纖傳輸方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)與更新的。、 第二個(gè)可以利用優(yōu)化算法，讓其實(shí)現(xiàn)體素?cái)?shù)據(jù)上的增加已經(jīng)傳輸?shù)臄?shù)量的加大。

　5 LED 顯示系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展方向

　雖然目前 LED 顯示系統(tǒng)還存在一些不足，但是我相信隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，LED 顯示系統(tǒng)互逐漸完善的且不斷更進(jìn)的。

　1、三維的顯示顏色會(huì)變得更多，不止現(xiàn)在的 64 色； 2、對(duì)一個(gè)完整動(dòng)態(tài)的長(zhǎng)景，能夠把它顯示出來(lái)并且是十分流暢的； 3、讓它的發(fā)廣角變的有 180 度，消除死角的存在； 4、能有一個(gè)完善的能檢測(cè)三維顯示空間的技術(shù)； 5、能創(chuàng)造出一個(gè)對(duì)各種 LED 顯示系統(tǒng)質(zhì)量檢測(cè)的方法；

　6 總結(jié)

　隨著二維顯示技術(shù)的發(fā)展，各種成熟的二維圖像顯示器層出不窮，尤其是各種液晶的制造技術(shù)和成熟度。等離子體平板顯示技術(shù)日趨完善，導(dǎo)致了三維顯示等新的顯示技術(shù)研究。在現(xiàn)實(shí)空間中實(shí)現(xiàn)高清晰度彩色三維顯示技術(shù)是目前最受歡迎和最具潛力的研究課題。令人不敢否定的是三維技術(shù)將會(huì)是未來(lái)顯示技術(shù)發(fā)展重要的研究對(duì)象，它的發(fā)展趨勢(shì)是勢(shì)不可擋的。

　到今天為止，不管是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外都已經(jīng)研究出了體顯示的原型。它們或者基于照明介質(zhì)的原理，或者基于旋轉(zhuǎn)屏幕或移動(dòng)屏幕，并且通過(guò)高速顯示實(shí)現(xiàn)三維顯示。

　然而，由于其原理或相關(guān)技術(shù)發(fā)展的局限性，它們都存在缺陷。近兩年來(lái)，基于視差原理的全景視差三維顯示技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)輕巧，顯示圖像精美逼真，發(fā)展前景十分廣闊。然而，由于空間光調(diào)制器的存在，在沒有垂直視差的情況下很難獲得更大的尺寸�；谝陨媳容^分析，由于目前的三維顯示系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)�；�，我們團(tuán)隊(duì)開始構(gòu)建高清晰度的體積顯示系統(tǒng)，以在現(xiàn)有的三維顯示技術(shù)上取得新的突破。它是國(guó)內(nèi)外最好的音量顯示系統(tǒng)之一。顯示系統(tǒng)可以為系統(tǒng)的建設(shè)提供理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

　致謝

　大學(xué)的三年時(shí)間說(shuō)長(zhǎng)不長(zhǎng),說(shuō)短不短,現(xiàn)在的我是怎樣的一個(gè)我?再想想以前高中時(shí)代的自己都做了些什么，學(xué)到了什么，自己能一直堅(jiān)持的是什么?真的想不到什么,再加上從高中到大學(xué)去選擇專業(yè)方面,每一個(gè)都是新的起點(diǎn),我總是充滿著好奇,當(dāng)初以為可以學(xué)到很多東西,在現(xiàn)在看來(lái)卻如此的稀少。

　但是在大學(xué)三年我似乎堅(jiān)定了一樣?xùn)|西,每每看到老師 N 天之后的工作日程表,看到課堂上特別熱愛研究的老師對(duì)以前的老問(wèn)題得出了新解,引起學(xué)生不一樣的回答,老師露出詫異的表情都令周圍的師生著迷,也讓我自己也迷戀上了課堂,我知道喜歡未必能做的最好,但可以成為一種信念,我也相信老師熱愛研究的風(fēng)格在我以后的工作中也會(huì)影響到我。

　我真的很感謝我的老師三年來(lái)對(duì)我的影響與培養(yǎng),尤其是在我寫論文的過(guò)程中,在我完全沒有思路的情況下,老師一直都是認(rèn)真細(xì)心的指導(dǎo)著我,最讓我感動(dòng)的是即使是出差了或者是休息的時(shí)候也不忘記指導(dǎo)我的論文寫作,給我指出錯(cuò)誤的地方,提出了寶貴的建議。特別謝謝老師讓我看到了最美最有意思的課堂和最好的老師!

　參考文獻(xiàn)

　[1]李玲基于雙目立體視覺的計(jì)算機(jī)三維重建方法研究碩士學(xué)位論文武漢,武漢大學(xué),（2005）

　[2]何暉光,田捷,楊葬等,三維醫(yī)學(xué)影像診斷工作站一,中國(guó)體視學(xué)與圖像分析,2001,6（2）：73-74 [3]B.G Blunderer,A.J.Schwa,D.K.Harrell,Cliometric Multidimensional System: their past, present and future, Engineering Science and Education Journal,1993,10:196-200

　[4]E.Lazy,C.Buildups.Proceed pour cenobite debs projections en relief. French Patent 461600, 191444 C.Debauchery.Excitation of mercury spectral lines.Z.Phys.,1920(21):635-638 [5]R.W.Wood.Controlled orbital transfer of electrons in optically excited mercury atoms.Croc.R.Soc.London,1924(106):679-694 [6](美)卡洛琳.布魯墨著，張功矜譯.視覺原理.北京:北京大學(xué)出版社,1987:46,75,113,11465 章海軍編著.視覺及其應(yīng)用技術(shù).杭州:浙江大學(xué)出版社，2004:56 [7]E.P.Berlin.Three-dimensional display.U.S.Patent 4160973,1979

相關(guān)熱詞搜索：裝置 屏幕 顯示