三维显示技术

本文简要叙述了三维显示的基本原理和特性．概述了体视对显示技术、自体视显示技术、空间加载显示技术和全息显示技术的原理和方法．介绍了目前在电影、电视、图象等领域已经实用的三维显示技术．描绘了三维显示技术和计算机技术相结合的发展前景．     

平板显示及其应用专题系列介绍：等离子体显示

本文对等离子体显示板的工作原理及发展方向，特别是对直流和交流彩色等离子体显示板的研究现状作了介绍．     

平板显示技术比较及研究进展

平板显示因具有体积小、重量轻、功耗低、画质好等优点,已被广泛应用于电子仪表显示、车载显示、数码相机、智能手机、个人电脑、电视产品等领域之中。本文介绍了薄膜晶体管液晶显示(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,TFTLCD)、有机发光二极管Organic Light Emitting Diode(OLED)显示、量子点发光二极管Quantum Dot Light Emitting Diode(QLED)显示及微发光二极管(Micro-LED)显示这几种平板显示技术的结构及原理。从结构、材料、性能、应用几方面对这几种平板显示技术进行了比较。最后给出了这几种平板显示技术的最新研究进展。LCD显示经过多年发展,技术成熟,成本低廉,仍然在显示市场占据主流地位。OLED显示技术摆脱了传统LCD的背光源,开创了自发光显示的未来发展方向。在相当一段时期内,LCD和OLED仍将会共存于市场中,相互竞争和补充。QLED显示和Micro-LED显示这两种显示技术,在理论上较OLED显示具有更好的颜色表现、更长的工作寿命等优势,具有非常广阔的发展前景,将为未来显示行业提供更多更好的选择。     

手机全息显示将取代裸眼3D显示

智能手机发展到今天很大程度上已经形成了一种相对饱和的局面。我们发现消费者在面对各种各样千篇一律的智能手机时,很难快速地判断该购买哪款机型。当然,这并不是说手机本身的硬件配置不满足需求,相反目前呈现出的是一种硬件过剩的尴尬局面。     

全息波导头盔显示技术

文章首先阐述了全息波导头盔显示技术的基本原理,说明了它的技术先进性和可实现性;然后以几个有代表性的范例介绍了全息波导头盔显示技术的发展水平,展示了目前全息头盔显示技术所能达到的参数指标;最后,在分析了全息波导头盔显示技术的关键技术的基础上,说明其技术瓶颈并对其未来的发展方向进行了展望。     

全息声谱显示

本文提出了一种全息声谱的编码和显示方法，全息声谱图是在二维屏幕上显示四维的声谱函数语图，它同时表征了语声的幅度谱和相位谱，在显示坐标上，除了时间轴和频率轴两维外，还分别用亮度来表示幅度谱，用色彩来表示相位谱，通过编码，我们成功地实现了这一显示系统。     

动态全息三维显示研究最新进展

全息三维显示是真三维显示技术, 其原理是利用光学干涉记录和衍射再现将物体或场景的三维信息全部重建出来, 所以观看全息三维图像与观看真实物体或场景的效果一样. 近期全息研究领域有一些突破性的成果被报道, 将推动全息显示的应用不断走向成熟. 本文将重点介绍基于光学材料和空间光调制器为全息图承载载体的动态全息三维显示最新发展状况. 虽然动态全息三维显示研究仍然存在挑战, 但最近研究中已经利用光学材料实现了实时动态全息三维视频显示, 这为未来实现大尺寸、高分辨率、彩色全息真三维视频显示提供了可能.     

立体显示中的垂轴放大率

为消除立体影像的畸变需研究拍摄再现立体影像的垂轴放大率。重新推导了立体影像拍摄再现的总垂轴放大率公式,在该公式中增加了一个观看再现放大率系数,立体影像的观看再现垂轴放大率为像距与观看距离之比。实验结果验证了理论的正确性,该公式对于进一步研究再现立体影像的消畸变具有重要作用。     

面向头戴式三维显示的图像质量测评方法和系统

头戴式三维显示设备是虚拟现实、增强现实和元宇宙等领域人机交互界面的常用呈现载体,当前,面向头戴式三维显示图像质量测评的方法和系统依然较为缺乏。提出了基于人眼视觉特性的三维显示质量评价理论,设计了基于人眼视觉特性的三维显示质量测评方法和系统,实现了对头戴式三维显示深度表达能力、畸变、极限可分辨能力和视场角等参量的定量化测评。利用双目视觉原理测试深度表达能力,利用像点弯曲程度和多项式变换关系表示畸变程度,利用条纹MTF值和曲线谷峰比评价极限可分辨能力,利用小孔成像原理拟合视场角。针对两款待测试头戴式显示设备,测得的深度相对误差小于3.5%,畸变程度小于3%,视场角分别为77°1′44″和86°56′26″。测评结果与人眼主观感受具有高度的一致性,相关方法和系统具有较高的工程适用性,有望在头戴式三维显示质量测评与设计改进方面发挥重要的作用。     

图象差异的彩色立体显示

本文提出一种简单的实现图象差异的立体彩色显示方法,对两张黑白图片能够用不同的颜色显示出差异部分在立体空间的相对位置。     

大色域显示——新一代显示技术

从上世纪30年代诞生的黑白显示,到50年代的彩色显示,再到上世纪末普及的数字显示,显示技术已经历了三代,现在要实现的是显示技术第四代——大色域显示.以激光做光源的"激光显示"是新一代显示技术——大色域显示的代表,大色域显示色域覆盖率将比现有显示的色域覆盖率提高2.4倍,可达80%以上.中国科学院2002年9月在国内首次实现了激光投影显示,通过实验证实了大色域显示技术的优势及产业前景,完成了激光显示技术的研究阶段,开始了产业化发展进程.再下一代的显示技术将是空间高保真再现问题——三维显示.     

计算机制相位彩虹全息近眼显示

基于现有的相位空间光调制器,提出并实现了计算机制相位彩虹全息近眼显示.指出带限条件下物光在全息面上相位分布的计算及高频闪耀光栅纵向色散的控制是实现相位彩虹全息的关键要素.在计算相位彩虹全息图时,首先利用带限条件下的角谱衍射算法获取全息面上物光的复振幅分布,并利用双向误差扩散算法将复振幅分布编码为相位分布.然后,对参考光对应的高频闪耀光栅的相位进行编码,得到计算机制相位彩虹全息图.最后,设计了包含白色点光源、准直透镜、空间光调制器、4f滤波系统及目镜的全息彩色近眼显示系统,并通过光学再现获得了相位彩虹全息近眼显示效果,证明了所提方法的有效性.