一種基于視覺(jué)暫留效應(yīng)的裸眼全息顯示裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于視覺(jué)暫留效應(yīng)的裸眼全息顯示裝置，包括多個(gè)LED燈條和旋轉(zhuǎn)盤(pán)，多個(gè)LED燈條的內(nèi)端與旋轉(zhuǎn)盤(pán)固定連接，多個(gè)LED燈條沿旋轉(zhuǎn)盤(pán)的旋轉(zhuǎn)中心均勻分布，LED燈條包括燈桿和RGB燈珠，多個(gè)RGB燈珠呈線(xiàn)型固定在燈桿上；其顯示方法的步驟依次為確定顯示區(qū)域與分辨率；計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)周期；計(jì)算刷新時(shí)間；顯示畫(huà)面數(shù)據(jù)處理；本發(fā)明利用“點(diǎn)動(dòng)成線(xiàn)，線(xiàn)動(dòng)成面”的原理，將RGB燈珠以線(xiàn)的形式排列，并按照一定軌跡運(yùn)動(dòng)形成一個(gè)軌跡面，據(jù)畫(huà)面所需點(diǎn)亮軌跡面所對(duì)應(yīng)的相素點(diǎn)(RGB燈珠)，就可以顯示畫(huà)面，由于是通過(guò)燈條運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)實(shí)的背景可以通過(guò)燈條運(yùn)動(dòng)的軌跡面“透”出來(lái)，將顯示的畫(huà)面主題浮顯于現(xiàn)實(shí)的環(huán)境之中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種基于視覺(jué)暫留效應(yīng)的裸眼全息顯示裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種LED顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種基于視覺(jué)暫留效應(yīng)的裸眼全息顯示 裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于LED技術(shù)的發(fā)展，以及特有的優(yōu)勢(shì)，成本低、壽命長(zhǎng)、高度高等特點(diǎn)，LED被廣泛 的應(yīng)用于照明，顯示器等方面。
[0003] 在LED顯示器方面，目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的LED顯示器，是基于平面，將多彩燈珠，即RGB三 個(gè)LED集中于一個(gè)封閉，按矩陣形式排列，通過(guò)逐行或者隔行掃描的形式，將畫(huà)面顯示。主要 應(yīng)用于大型顯示器，戶(hù)外廣告等。
[0004] 隨著3D技術(shù)的發(fā)展，主要是利用視差原理，在觀看者觀看畫(huà)面時(shí)，只要提供拍攝位 置稍微錯(cuò)開(kāi)的兩組畫(huà)圖像，分別供左右眼觀看，造成景深的差異，便可以看到一組具有立體 感的畫(huà)面?，F(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)視差原理的方法主要有分色、分光、分時(shí)、和光柵等。
[0005] 現(xiàn)有的3D顯示技術(shù)，由于是基于平面，將燈珠按矩陣排列于平面，顯示的主題與背 景置于同一平面，而無(wú)法將顯示的主題完全置于現(xiàn)實(shí)的背景，也就是說(shuō)原有的3D顯示技術(shù)， 始終有顯示背景，顯示背景為原視頻畫(huà)面的背景，而不是顯示器所處的一種現(xiàn)實(shí)的背景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提供一種基于視覺(jué)暫留效應(yīng)的裸眼全 息顯示方法。
[0007] 本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：
[0008] -種基于視覺(jué)暫留效應(yīng)的裸眼全息顯示裝置，包括多個(gè)LED燈條和旋轉(zhuǎn)盤(pán)，多個(gè)所 述LED燈條的內(nèi)端與所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)固定連接，多個(gè)所述LED燈條沿所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)的旋轉(zhuǎn)中心均勻 分布，所述LED燈條包括燈桿和RGB燈珠，多個(gè)所述RGB燈珠呈線(xiàn)型固定在所述燈桿上。
[0009] 具體地，所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)上設(shè)置轉(zhuǎn)速傳感器，所述LED燈條的前側(cè)設(shè)置有光敏傳感器。
[0010] 基于上述的一種基于視覺(jué)暫留效應(yīng)的裸眼全息顯示裝置的顯示方法，包括下述步 驟：
[0011] (1)確定顯示區(qū)域與分辨率:確定LED燈條的長(zhǎng)度，并將其安裝至旋轉(zhuǎn)盤(pán)上；
[0012] (2)計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)周期:根據(jù)LED燈條的長(zhǎng)度與LED燈條的數(shù)量計(jì)算旋轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)周期；
[0013] (3)計(jì)算刷新時(shí)間：根據(jù)LED燈條的長(zhǎng)度與LED燈條的數(shù)量計(jì)算RGB燈珠的刷新頻 率；
[0014] (4)顯示畫(huà)面數(shù)據(jù)處理:獲得每個(gè)RGB燈珠所需的灰度信息，并根據(jù)獲得的信息點(diǎn) 亮RGB燈珠實(shí)現(xiàn)畫(huà)面顯示。
[0015] 具體地，上述步驟(1)中顯示區(qū)域與分辨率的計(jì)算公式為：
[0016] 顯示區(qū)域:S = Jim2
[0017]分辨率:P = LED等臂的數(shù)量X (360°/需要刷新燈臂數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)的最小角度)式中:m 為L(zhǎng)ED燈條的長(zhǎng)度，且LED燈條上RGB燈珠的分布率為n/米；
[0018]具體地，上述步驟(2)中轉(zhuǎn)動(dòng)周期的計(jì)算方法為：
[0019]組成一幅畫(huà)面每個(gè)LED燈條的轉(zhuǎn)動(dòng)角度:α = 360/Ν，單位為度
[0020]轉(zhuǎn)31
單位為轉(zhuǎn)/秒；
[0021]式中：I /2473人眼廣·生視覺(jué)暫留的最長(zhǎng)時(shí)間，N為所轉(zhuǎn)平面內(nèi)均勻分布的燈條數(shù)。 [0022 ]具體地，上述步驟(3)中的刷新時(shí)間的計(jì)算方法為：
[0023]確定LED燈條的最大線(xiàn)速度處的圓弧上RGB燈珠的排列數(shù)量：
[0024]
[0025]
[0026] 式中：r為RGB燈珠的直徑。
[0027]具體地，上述步驟(4)中畫(huà)面數(shù)據(jù)處理的方法為：
[0028] A:通過(guò)色度信息獲取灰度值：
[0029] 獲取公式：Gray = R X 0 · 299+G X 0 · 587+B X 0 · 114
[0030] 提取出灰度值后，計(jì)算出每個(gè)像素點(diǎn)處的RGB燈珠的三個(gè)RGB灰度值；
[0031] B:確定各個(gè)燈珠的灰度顯示信息：
[0032]確定顯示畫(huà)面中各個(gè)像素點(diǎn)的灰度，即對(duì)應(yīng)的直角坐標(biāo)(x，y)，
[0035] C:獲取位移一個(gè)RGB燈珠的尺寸所需轉(zhuǎn)動(dòng)的角度：
[0033] 通過(guò)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化，獲取畫(huà)面的直角坐標(biāo)(x，y)與燈條的極坐標(biāo)(ρ，θ)之間轉(zhuǎn)換關(guān) 系：
[0034]
[0036；
[0037]進(jìn)一步，通過(guò)所述轉(zhuǎn)速傳感器獲取旋轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)一圈所需的時(shí)間T1，獲取轉(zhuǎn)動(dòng)最小 角度的時(shí)間T2,控制RGB燈珠刷新，其刷新頻率并通過(guò)所述光敏傳感器檢測(cè)其刷 新頻率。
[0038]本發(fā)明的有益效果在于：
[0039]本發(fā)明一種基于視覺(jué)暫留效應(yīng)的裸眼全息顯示裝置及方法利用"點(diǎn)動(dòng)成線(xiàn)，線(xiàn)動(dòng) 成面"的原理，將RGB燈珠以線(xiàn)的形式排列，并按照一定軌跡運(yùn)動(dòng)形成一個(gè)軌跡面，據(jù)畫(huà)面所 需點(diǎn)亮軌跡面所對(duì)應(yīng)的相素點(diǎn)（RGB燈珠），就可以顯示畫(huà)面，由于是通過(guò)燈條運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)實(shí)的 背景可以通過(guò)燈條運(yùn)動(dòng)的軌跡面"透"出來(lái)，將顯示的畫(huà)面主題浮顯于現(xiàn)實(shí)的環(huán)境之中，而 達(dá)到一種3D的顯示效果。
【附圖說(shuō)明】
[0040] 圖1是本發(fā)明所述一種基于視覺(jué)暫留效應(yīng)的裸眼全息顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：
[0042] 如圖1所示，本發(fā)明一種基于視覺(jué)暫留效應(yīng)的裸眼全息顯示裝置，包括多個(gè)LED燈 條2和旋轉(zhuǎn)盤(pán)1，多個(gè)LED燈條2的內(nèi)端與旋轉(zhuǎn)盤(pán)1固定連接，多個(gè)LED燈條2沿旋轉(zhuǎn)盤(pán)1的旋轉(zhuǎn) 中心均勻分布，LED燈條2包括燈桿和RGB燈珠3，多個(gè)RGB燈珠3呈線(xiàn)型固定在燈桿上。
[0043]確定顯示區(qū)域與分辨率:確定LED燈條的長(zhǎng)度，并將其安裝至旋轉(zhuǎn)盤(pán)上；
[0044] 顯示區(qū)域:S = Jim2，分辨率:P=mnJi
[0045] 式中，m為L(zhǎng)ED燈條的長(zhǎng)度，且LED燈條上RGB燈珠的分布率為n/米。
[0046] 計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)周期:根據(jù)LED燈條的長(zhǎng)度與LED燈條的數(shù)量計(jì)算旋轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)周期； [0047]組成一幅畫(huà)面每個(gè)LED燈條的轉(zhuǎn)動(dòng)角度:a = 360/N，單位為度
[0048] 轉(zhuǎn)速
單位為轉(zhuǎn)/秒；
[0049] 式中：1/24為人眼產(chǎn)生視覺(jué)暫留的最長(zhǎng)時(shí)間。
[0050] 計(jì)算刷新時(shí)間:根據(jù)LED燈條的長(zhǎng)度與LED燈條的數(shù)量計(jì)算RGB燈珠的刷新頻率； [00511確定LED燈條的最大線(xiàn)速度處的圓弧上RGB燈珠的排列數(shù)量：
[0052]
[0053]
[0054] 式中：r為RGB燈珠的直徑。
[0055]顯示畫(huà)面數(shù)據(jù)處理:獲得每個(gè)RGB燈珠所需的灰度和色度信息，并根據(jù)獲得的信息 點(diǎn)亮RGB燈珠實(shí)現(xiàn)畫(huà)面顯示。
[0056] A:通過(guò)色度信息獲取灰度值：
[0057] 獲取公式：Gray = R X 0 · 299+G X 0 · 587+B X 0 · 114
[0058] 為避免低速的浮點(diǎn)運(yùn)算，對(duì)其進(jìn)行整數(shù)運(yùn)算，將其縮放1000倍，同時(shí)RGB-般為8位 精度，因此為32位整型運(yùn)算，因此需要加500實(shí)現(xiàn)四舍五入，得到整型運(yùn)算公式 :Gray= (RX 299+G X 587+B X144+500)/1000
[0059] 進(jìn)行變種，得到簡(jiǎn)化公式:Gray = (RX30+GX59+BXll+50)/100
[0060] 提取出灰度值后，計(jì)算出每個(gè)像素點(diǎn)處的RGB燈珠的三個(gè)RGB灰度值，
[0061 ] R:G:B?3:6:1，通過(guò)控制每個(gè)LED電流值，使其滿(mǎn)足以上公式，可將每個(gè)相素點(diǎn)的 色度數(shù)據(jù)可直接應(yīng)用到每個(gè)LED燈的灰度數(shù)據(jù)中。
[0062] 24位色圖片中，每個(gè)相素點(diǎn)都占3個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，RGB各占一個(gè)字節(jié)，對(duì)應(yīng)到顯示灰度 數(shù)據(jù)中，也是每個(gè)燈珠占3個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，RGB各占一個(gè)字節(jié)。
[0063] B:確定各個(gè)燈珠的灰度顯示信息
[0064]確定顯示畫(huà)面中各個(gè)像素點(diǎn)的灰度，即對(duì)應(yīng)的直角坐標(biāo)(x，y)，
[0065] 彳S 玄枯#迷而iffiTWfrh吉，y)與燈條的極坐標(biāo)（p，0 )之間轉(zhuǎn)換關(guān) 系：
[0066]
[0067] 得出：x = pXcos(9 X (2π/360))
[0068] y = pXsin(0X(23i/36O))
[0069] x:平面坐標(biāo)系當(dāng)中顯示畫(huà)面每個(gè)相素點(diǎn)的行坐標(biāo);y:平面坐標(biāo)系當(dāng)中顯示畫(huà)面每 個(gè)相素點(diǎn)的列坐標(biāo)；
[0070] C:獲取位移一個(gè)RGB燈珠的尺寸所需轉(zhuǎn)動(dòng)的角度：
[0071]
[0072] 另外，本發(fā)明中LED燈條的結(jié)構(gòu)可為米字形、工字型等異形結(jié)構(gòu)。
[0073] 本發(fā)明的技術(shù)方案不限于上述具體實(shí)施例的限制，凡是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案做 出的技術(shù)變形，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于視覺(jué)暫留效應(yīng)的裸眼全息顯示裝置，其特征在于:包括多個(gè)Lm)燈條和旋轉(zhuǎn) 盤(pán)，多個(gè)所述LED燈條的內(nèi)端與所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)固定連接，多個(gè)所述LED燈條沿所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)的旋 轉(zhuǎn)中屯、均勻分布，所述L邸燈條包括燈桿和RGB燈珠，多個(gè)所述RGB燈珠呈線(xiàn)型固定在所述燈 桿上。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視覺(jué)暫留效應(yīng)的裸眼全息顯示裝置，其特征在于:所 述旋轉(zhuǎn)盤(pán)上設(shè)置轉(zhuǎn)速傳感器，所述L邸燈條的前側(cè)設(shè)置有光敏傳感器。3. 基于上述權(quán)利要求1或2所述的一種基于視覺(jué)暫留效應(yīng)的裸眼全息顯示裝置的顯示 方法，其特征在于:包括下述步驟： (1) 確定顯示區(qū)域與分辨率:確定L邸燈條的長(zhǎng)度，并將其安裝至旋轉(zhuǎn)盤(pán)上； (2) 計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)周期:根據(jù)L邸燈條的長(zhǎng)度與L邸燈條的數(shù)量計(jì)算旋轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)周期； (3) 計(jì)算刷新時(shí)間:根據(jù)LED燈條的長(zhǎng)度與LED燈條的數(shù)量計(jì)算RGB燈珠的刷新頻率； (4) 顯示畫(huà)面數(shù)據(jù)處理:獲得每個(gè)RGB燈珠所需的灰度信息，并根據(jù)獲得的信息點(diǎn)亮RGB 燈珠實(shí)現(xiàn)畫(huà)面顯示。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于視覺(jué)暫留效應(yīng)的裸眼全息顯示裝置的顯示方法，其 特征在于:上述步驟(1)中顯示區(qū)域與分辨率的計(jì)算公式為： 顯示區(qū)域:S = 3Tm2 分辨率:P=皿JI 式中:m為L(zhǎng)邸燈條的長(zhǎng)度，且L邸燈條上RGB燈珠的分布率為η/米。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于視覺(jué)暫留效應(yīng)的裸眼全息顯示裝置的顯示方法，其 特征在于:上述步驟(2)中轉(zhuǎn)動(dòng)周期的計(jì)算方法為： 組成一幅畫(huà)面每個(gè)LED燈條的轉(zhuǎn)動(dòng)角度:α = 360/Ν，單位為度轉(zhuǎn)速：'單位 為轉(zhuǎn)/秒； 式中：1/24為人眼產(chǎn)生視覺(jué)暫留的最長(zhǎng)時(shí)間，Ν為所轉(zhuǎn)平面內(nèi)均勻分布的燈條數(shù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于視覺(jué)暫留效應(yīng)的裸眼全息顯示裝置的顯示方法，其 特征在于:上述步驟(3)中的刷新時(shí)間的計(jì)算方法為： 確定L邸燈條的最大線(xiàn)速度處的圓弧上RGB燈珠的排列數(shù)量：刷新時(shí)間為單位為秒； 式中:r為RGB燈珠的直徑。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于視覺(jué)暫留效應(yīng)的裸眼全息顯示裝置的顯示方法，其 特征在于:上述步驟(4)中畫(huà)面數(shù)據(jù)處理的方法為： A:通過(guò)色度信息獲取灰度值： 獲取公式:Gray = RX0.299+GX0.587+BX0.114 提取出灰度值后，計(jì)算出每個(gè)像素點(diǎn)處的RGB燈珠的Ξ個(gè)RGB灰度值； B:確定各個(gè)燈珠的灰度顯示信息 確定顯示畫(huà)面中各個(gè)像素點(diǎn)的灰度，即對(duì)應(yīng)的直角坐標(biāo)(x，y)， 通過(guò)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化，獲取畫(huà)面的直角坐標(biāo)(x，y)與燈條的極坐標(biāo)(Ρ，θ)之間轉(zhuǎn)換關(guān)系： 轉(zhuǎn)化公式天C:獲取位移一個(gè)RGB燈珠的尺寸所需轉(zhuǎn)動(dòng)的角度：8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于視覺(jué)暫留效應(yīng)的裸眼全息顯示裝置的顯示方法，其 特征在于:通過(guò)所述轉(zhuǎn)速傳感器獲取旋轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)一圈所需的時(shí)間Ti，獲取轉(zhuǎn)動(dòng)最小角度的 J： IN 時(shí)間T2,控制RGB燈珠刷新，其刷新頻率為并通過(guò)所述光敏傳感器檢測(cè)其刷新頻 率。
【文檔編號(hào)】G09G3/32GK105845050SQ201610451278
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年6月20日
【發(fā)明人】劉亞博, 李學(xué)生, 吳文杰, 董政
【申請(qǐng)人】成都陌云科技有限公司