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三维动态显示技术研究

作　者: 崔大为
导　师: 肖立权；窦文华
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 三维动态显示 真三维显示 人机交互 差分GPS 三维视频压缩 多路视频帧同步
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着多媒体技术的不断发展,简单的平面二维显示已经不能满足人们的需求,人们希望能够更直接地反映现实世界,而二维图像只能使人们了解到世界的某个空间侧面信息,从而限制了人们对世界的全面认识,因此三维动态显示将成为未来显示领域的研究热点。近几年来,由于计算机性能和处理能力的大幅提高,三维动态显示技术已取得了突破性的发展。三维动态显示是经典的二维平面视频的扩展,相比于二维视频,三维动态显示可以给用户提供全方位沉浸式的感受。三维动态显示技术可以广泛应用于数字电视、远程教育、远程工业控制、三维视频会议系统、虚拟现实系统等诸多方面。真三维显示是一种无需借助其它器具就能够实现360度视角观察、观看显示出的三维物体与观看真实物体完全一样的三维显示技术。显示出的视景具有真实三维性,能提供几乎所有的视觉深度暗示,视点不受限制,完全符合人类对真实三维物理世界的观看方式。本文首先对真三维显示系统进行分析,在此基础之上,对三维动态显示技术中三个关键技术进行了深入研究。首先,对面向真三维系统的人机交互技术进行了研究,提出了适用于真三维静态显示的三维光笔交互系统,并用理论证明了该方法的可行性。其次,对三维视频压缩技术进行了研究,结合目前三维视频压缩技术发展方向及真三维系统的特点,提出了一种基于全景采集的时空同步三维视频编码,通过实验对时间和空间压缩不同顺序的三种压缩模式进行了比较,从而得出结论。最后,为了保证真三维系统中多路视频输入输出的同步性,对多路视频帧同步软件进行了设计,并与帧同步硬件设备联合测试,验证了该软件的帧同步性能。

全文目录


表目录  6-7
图目录  7-9
摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第一章 绪论  11-20
  1.1 课题背景及意义  11-13
    1.1.1 三维立体成像原理  11-12
    1.1.2 三维显示的应用范围  12-13
  1.2 三维动态显示研究现状  13-18
    1.2.1 基于视差挡板的三维显示技术  13-14
    1.2.2 基于多视图柱镜光栅集成成像的三维显示技术  14-15
    1.2.3 基于旋转和视觉暂留效应的三维显示技术  15-17
    1.2.4 基于全息图的三维显示技术  17-18
  1.3 课题研究内容和主要工作  18-19
  1.4 论文结构  19-20
第二章 真三维动态显示系统  20-29
  2.1 真三维动态显示的概念  20-21
  2.2 真三维动态显示的基本原理  21-26
    2.2.1 真三维动态显示机理  21-22
    2.2.2 三维空间采集与再现理论研究  22-26
  2.3 真三维动态显示系统的构成  26-27
  2.4 本章小结  27-29
第三章 面向真三维系统的人机交互技术  29-40
  3.1 虚拟现实技术背景与分类  29-31
    3.1.1 虚拟现实技术的概念及基本特征  29-30
    3.1.2 虚拟现实技术的分类  30-31
  3.2 一种适用于真三维静态显示的三维光笔交互系统设计  31-38
    3.2.1 三维光笔的基本原理  32
    3.2.2 差分GPS 定位系统  32-35
    3.2.3 再现物象坐标的确定  35-38
  3.3 小结  38-40
第四章 面向真三维系统的视频压缩技术  40-60
  4.1 视频压缩编码技术  41-42
  4.2 三维视频压缩研究进展  42-46
    4.2.1 基于深度图压缩的三维视频压缩技术  42-43
    4.2.2 基于小波变换的三维视频压缩技术  43-44
    4.2.3 基于视频流的三维视频压缩技术  44-45
    4.2.4 基于多视角视频编码的三维视频压缩技术  45-46
  4.3 基于全景采集的时空同步三维视频编码  46-59
    4.3.1 时间压缩  47-50
    4.3.2 空间压缩  50-52
    4.3.3 基于时间和空间压缩的三种模式  52-54
    4.3.4 评价标准  54-55
    4.3.5 实验仿真与结论  55-59
  4.4 小结  59-60
第五章 多路视频帧同步、控制和播放技术  60-70
  5.1 引言  60-61
  5.2 系统构成  61-63
  5.3 多路视频帧同步、控制和播放软件设计  63-69
  5.4 实验仿真与结论  69-70
第六章 结束语  70-72
  6.1 工作总结  70-71
  6.2 展望  71-72
致谢  72-73
参考文献  73-78
作者在学期间取得的学术成果  78

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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