幻影立体实时显示系统及其显示方法技术方案

本发明专利技术属于三维显示技术领域。包括图像采集箱（1）、灯光组件、图像采集装置和立体成像装置，待成像物品（9）放置在图像采集箱（1）内；灯光组件固定在图像采集箱（1）内，为待成像物品（9）提供照明；图像采集装置包括四个摄像头（7），投影仪（3）与计算机图形信息处理装置（2）的输出端口连接，立体成像装置接收投影仪（3）的投影。显示方法，包括以下步骤：四个摄像头（7）分别提取待成像物品（9）四个方位的四幅图像；利用LABVIEW将四幅图像裁剪，得到四幅子图像，拼接四幅子图像为一个正方形的组合图像；投影仪（3）将组合图像投影到立体成像装置上。具有实时动态显示待成像物品、结构简单、能够放大显示等优点。

【技术实现步骤摘要】

，属于三维显示
。
技术介绍
现有的幻影立体显示系统都是预先对待成像物品进行拍摄，然后拍摄的图片经过处理后在立体成像装置上成像，无法实时显示待成像物品，使用不方便，更无法达到动态显示待成像物品的效果。目前的立体显示系统将采集的待成像物品的多个方位的图像直接投影到立体成像装置上，待成像物品的立体图像会非常小，不便于观察，而且立体感不强。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种实时显示待成像物品的立体图像、使用方便、结构简单的。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:该幻影立体实时显示系统，包括: 图像采集箱，是由非透光材质制成的封闭箱体，待成像物品放置在图像采集箱内；灯光组件，固定在图像采集箱内，为待成像物品提供照明；图像采集装置，包括四个同高度固定在图像采集箱内的摄像头，四个摄像头对称分布在待成像物品的四个方位；计算机图形信息处理装置，与摄像头连接，利用LABVIEW将四个摄像头提取的四幅图像裁剪为相同大小的等腰三角形，并拼接为一个正方形的组合图像；投影仪，与计算机图形信息处理装置的输出端口连接；立体成像装置，接收投影仪的投影。通过图像采集箱和灯光组件为待成像物品制造一个封闭且明亮的空间，结构简单，防止外界因素干扰，提高显示效果，通过四个摄像头同时提取待成像物品的四个方位的四幅图像，从而能够实时显示，而且可以动态显示待成像物品的图像，使用非常方便。 优选的，所述灯光组件包括焊接到电路板上的红色、绿色和蓝色三原色LED灯，LED灯阵列成同心的圆形并固定在图像采集箱的顶板上。通过三原色的LED灯可以实现全彩效果，增加显示效果，通过试验，从顶板上对待成像物品进行照射，能够减少灯光对摄像头所拍摄图像的影响，而且圆形阵列的LED灯灯光分布均匀。 优选的，所述LED灯为贴片5730高亮LED灯，LED灯连接有SB42510芯片和滤波电容。高亮LED灯亮度高，显示效果更好，但高亮LED灯相较普通LED功率要大很多倍，而且产热现象明显，为保证其使用寿命，不能采用直接PWM调制方案来控制其光强，而是采用PWM调制经驱动SB42510芯片并加滤波电容进行滤波改变电压的方式来控制LED阵的亮度，提高LED灯11的使用寿命。 优选的，所述立体成像装置包括投影幕布和四棱椎体，投影幕布水平固定在反光镜组件的上方，四棱椎体由四块等腰三角形的透明玻璃拼接构成，四棱椎体倒置在投影幕布的上方，四棱椎体的中心轴线垂直于投影幕布。投影幕布不透明也不透光，有效防止光线直接射过，避免出现重影，立体像清晰，而且成本低。 上述的幻影立体实时显示系统的显示方法，包括以下步骤:步骤1，四个摄像头分别提取待成像物品四个方位的四幅图像；步骤2，计算机图形信息处理装置利用LABVIEW将对四幅图像进行裁剪，得到四幅包含待成像物品图像的子图像，拼接四幅子图像为一个正方形的组合图像；摄像头所拍摄的图像都是矩形的，如果直接将四个摄像头所拍摄的四幅图像拼接到一个正方形中并成像，会造成图像非常小，立体效果差，通过对图像进行裁剪后拼接能够放大后进行投影显示，而且不会出现重影；步骤3，投影仪将组合图像投影到立体成像装置上。 优选的，图像采集箱的底部设有旋转载物台，待成像物品放置在旋转载物台上，旋转载物台带动待成像物品旋转，重复步骤I?3实时动态显示待成像物品。能够实现实时动态显示立体图像，配合灯光组件能够给人强烈的视觉冲击。 优选的，所述步骤2具体包括以下步骤:步骤201，建立四个空数组al、a2、a3、a4，利用LABVIEW将待成像物品四个方位图像按顺序存储在al、a2、a3、a4数组中；建立一个正方形的空数组a0 ；步骤202，在al中裁剪出一个包含待成像物品图像的等腰直角三角形的数组all，且数组all的斜边位于al在待成像物品图像的上侧或下侧的第η行，同样在a2、a3和a4中裁剪出与数组all大小相同的数组a21、a31和a41，all、a21、a31、a41对应的赋给aO，n是整数，且I < η < 200。从al的第η行开始实际上就是把没有待成像物品图像的前η行裁除，能够使待成像物品图像尽可能的布满整个all，使待成像物品的图像放大后进行立体显示，便于观察，提高显示效果。 优选的，步骤201所述数组al、a2、a3、a4像素大小为640X480，aO的像素大小为640X640 ；步骤202具体包括以下步骤:步骤20201，将al的第η行像素点提取出来，赋给数组aO的第一行，将al中第n+i行的第i列至第640-1列像素点提取出，赋给aO中第i行的第i列至第640-1列，依次执行直到i=320，i是I?320的整数，得到all ；步骤20202，将a2顺时针旋转90度，将a2的第480_n列像素点提取出来，赋给数组aO的第640列，将a2中第480- (n+i)列的第i行至第640_i行像素点提取出，赋给aO中第640-1列的第i行至第640-1行，依次执行直到i=320，得到a21，i是I?320的整数；步骤20203，将a3顺时针旋转180度，依据步骤I重复执行得到a31 ；步骤20204，将a4顺时针旋转270度，依据步骤2重复执行得到a41 ；步骤20205，all、a21、a31和a41合成640X640的数组a0，并通过LABVIEW显示出图像。在al、a2、a3、a4中分别裁剪出大小相同的等腰直角三角形，并直接赋给a0，计算量少，操作方便。 优选的，步骤201所述数组al、a2、a3、a4像素大小为640X480，aO的像素大小为640X640 ；步骤202具体包括以下步骤:步骤20201，将al中第η行的第e列至640_e列像素点提取出来将al中第n+i行的第i+e列至第640- (i+e)列像素点提取出来，依次执行直到i+e=320，得到all，i是从I开始的整数，e是I?160之间的任意整数；步骤20202，将a2顺时针旋转90度，将a2中第480_n列的第e行至第640_e行像素点提取出来，将a2中第480- (n+i+e)列的第i+e行至第640- (i+e)行像素点提取出来，依次执行直到i+e=320，得到a21 ；步骤20203，将a3顺时针旋转180度，依据步骤I重复执行得到a31 ；步骤20204，将a4顺时针旋转270度，依据步骤2重复执行得到a41 ； 步骤20205，all、a21、a31和a41拼接为一个像素大小为(640_2e) X (640_2e)的正方形数组后映射到数组aO中，并通过LABVIEW显示出图像。从al中第η行的第e列至640_e列像素点开始提取，进一步缩小了 all、a21、a31和a41,从而使待成像物品图像占据all、a21、a31和a41的比例更大，而且all、a21、a31和a41是与aO中四分之一个等腰直角三角形的数组是等比例的，通过映射的方法将all、a21、a31和a41等比例的映射到aO相应的区域，进一步放大了待成像物品的图像，而且因为是等比例放大，不会造成图像变形。 优选的，所述步骤2具体包括以下步骤:步骤201，建立四个空数组al、a2、a3、a4，利用LAB本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种幻影立体实时显示系统，其特征在于，包括：图像采集箱（1），是由非透光材质制成的封闭箱体，待成像物品（9）放置在图像采集箱（1）内；灯光组件，固定在图像采集箱（1）内，为待成像物品（9）提供照明；图像采集装置，包括四个同高度固定在图像采集箱（1）内的摄像头（7），四个摄像头（7）对称分布在待成像物品（9）的四个方位；计算机图形信息处理装置（2），与摄像头（7）连接，利用LABVIEW将四个摄像头（7）提取的四幅图像裁剪为相同大小的等腰三角形，并拼接为一个正方形的组合图像；投影仪（3），与计算机图形信息处理装置（2）的输出端口连接；立体成像装置，接收投影仪（3）的投影。

【技术特征摘要】
1.一种幻影立体实时显示系统，其特征在于，包括: 图像采集箱(1)，是由非透光材质制成的封闭箱体，待成像物品(9)放置在图像采集箱(O内； 灯光组件，固定在图像采集箱(I)内，为待成像物品(9)提供照明； 图像采集装置，包括四个同高度固定在图像采集箱(I)内的摄像头(7)，四个摄像头(7)对称分布在待成像物品(9)的四个方位； 计算机图形信息处理装置(2)，与摄像头(7)连接，利用LABVIEW将四个摄像头(7)提取的四幅图像裁剪为相同大小的等腰三角形，并拼接为一个正方形的组合图像； 投影仪(3)，与计算机图形信息处理装置(2)的输出端口连接； 立体成像装置，接收投影仪(3)的投影。2.根据权利要求1所述的幻影立体实时显示系统，其特征在于:所述灯光组件包括焊接到电路板上的红色、绿色和蓝色三原色LED灯(11 )，LED灯(11)阵列成同心的圆形并固定在图像采集箱(I)的顶板上。3.根据权利要求2所述的幻影立体实时显示系统，其特征在于:所述LED灯(11)为贴片5730高亮LED灯，LED灯连接有SB42510芯片和滤波电容。4.根据权利要求1所述的幻影立体实时显示系统，其特征在于:所述立体成像装置包括投影幕布(5)和四棱椎体(6)，投影幕布(5)水平固定在反光镜组件的上方，四棱椎体(6)由四块等腰三角形的透明玻璃拼接构成，四棱椎体(6)倒置在投影幕布(5)的上方，四棱椎体(6)的中心轴线垂直于投影幕布(5)。5.权利要求1?4任一项所述的幻影立体实时显示系统的显示方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1，四个摄像头(7)分别提取待成像物品(9)四个方位的四幅图像； 步骤2，计算机图形信息处理装置(2)利用LABVIEW将对四幅图像进行裁剪，得到四幅包含待成像物品(9)图像的子图像，拼接四幅子图像为一个正方形的组合图像； 步骤3，投影仪(3)将组合图像投影到立体成像装置上。6.根据权利要求5所述的显示方法，其特征在于:图像采集箱(I)的底部设有旋转载物台(10)，待成像物品(9)放置在旋转载物台(10)上，旋转载物台(10)带动待成像物品(9)旋转，重复步骤I?3实时动态显示待成像物品(9)。7.根据权利要求5所述的显示方法，其特征在于:所述步骤2具体包括以下步骤: 步骤201，建立四个空数组&1、&2、&3、&4，利用LABVIEW将待成像物品(9)四个方位图像按顺序存储在al、a2、a3、a4数组中；建立一个正方形的空数组a0 ； 步骤202，在al中裁剪出一个包含待成像物品(9)图像的等腰直角三角形的数组all，且数组all的斜边位于al在待成像物品(9)图像的上侧或下侧的第η行，同样在a2、a3和a4中裁剪出与数组all大小相同的数组a21、a31和a41，all、a21、a31、a41对应的赋给a0，η是整数，且I彡η彡200。8.根据权利要求7所述的显示方法，其特征在于:步骤201所述数组al、a2、a3、a4像素大小为640X480，a0的像素大小为640X640 ； 步骤202具体包括以下步骤: 步骤20201，将al的第η行像素点提取出来，赋给数组a0的第一行，将al中第n+i行的第i列至第640-1列像素点提取出，赋给aO中第i行的第i列至第640-1列，依次执行直到i=320，i是I?320的整数，得到all ； 步骤20202，将a2顺时针旋转90度，将a2的第480_n列像素点提取出来，赋给数组aO的第640列，将a2中第480- (n+i)列的第i行至第640_i行像素点提取出，赋...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏功祥，党宝生，姜清华，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37