一種基于視覺暫留效應的裸眼全息顯示裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于視覺暫留效應的裸眼全息顯示裝置，包括多個LED燈條和旋轉盤，多個LED燈條的內端與旋轉盤固定連接，多個LED燈條沿旋轉盤的旋轉中心均勻分布，LED燈條包括燈桿和RGB燈珠，多個RGB燈珠呈線型固定在燈桿上；其顯示方法的步驟依次為確定顯示區域與分辨率；計算轉動周期；計算刷新時間；顯示畫面數據處理；本發明利用“點動成線，線動成面”的原理，將RGB燈珠以線的形式排列，并按照一定軌跡運動形成一個軌跡面，據畫面所需點亮軌跡面所對應的相素點(RGB燈珠)，就可以顯示畫面，由于是通過燈條運動，現實的背景可以通過燈條運動的軌跡面“透”出來，將顯示的畫面主題浮顯于現實的環境之中。
【專利說明】
一種基于視覺暫留效應的裸眼全息顯示裝置及方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種LED顯示領域，尤其涉及一種基于視覺暫留效應的裸眼全息顯示 裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 由于LED技術的發展，以及特有的優勢，成本低、壽命長、高度高等特點，LED被廣泛 的應用于照明，顯示器等方面。
[0003] 在LED顯示器方面，目前國內現有的LED顯示器，是基于平面，將多彩燈珠，即RGB三 個LED集中于一個封閉，按矩陣形式排列，通過逐行或者隔行掃描的形式，將畫面顯示。主要 應用于大型顯示器，戶外廣告等。
[0004] 隨著3D技術的發展，主要是利用視差原理，在觀看者觀看畫面時，只要提供拍攝位 置稍微錯開的兩組畫圖像，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 感的畫面。現有的實現視差原理的方法主要有分色、分光、分時、和光柵等。
[0005] 現有的3D顯示技術，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，而無法將顯示的主題完全置于現實的背景，也就是說原有的3D顯示技術， 始終有顯示背景，顯示背景為原視頻畫面的背景，而不是顯示器所處的一種現實的背景。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于視覺暫留效應的裸眼全 息顯示方法。
[0007] 本發明通過以下技術方案來實現上述目的：
[0008] -種基于視覺暫留效應的裸眼全息顯示裝置，包括多個LED燈條和旋轉盤，多個所 述LED燈條的內端與所述旋轉盤固定連接，多個所述LED燈條沿所述旋轉盤的旋轉中心均勻 分布，所述LED燈條包括燈桿和RGB燈珠，多個所述RGB燈珠呈線型固定在所述燈桿上。
[0009] 具體地，所述旋轉盤上設置轉速傳感器，所述LED燈條的前側設置有光敏傳感器。
[0010] 基于上述的一種基于視覺暫留效應的裸眼全息顯示裝置的顯示方法，包括下述步 驟：
[0011] (1)確定顯示區域與分辨率:確定LED燈條的長度，并將其安裝至旋轉盤上；
[0012] (2)計算轉動周期:根據LED燈條的長度與LED燈條的數量計算旋轉盤的轉動周期；
[0013] (3)計算刷新時間：根據LED燈條的長度與LED燈條的數量計算RGB燈珠的刷新頻 率；
[0014] (4)顯示畫面數據處理:獲得每個RGB燈珠所需的灰度信息，并根據獲得的信息點 亮RGB燈珠實現畫面顯示。
[0015] 具體地，上述步驟(1)中顯示區域與分辨率的計算公式為：
[0016] 顯示區域:S = Jim2
[0017]分辨率:P = LED等臂的數量X (360°/需要刷新燈臂數據轉動的最小角度)式中:m 為LED燈條的長度，且LED燈條上RGB燈珠的分布率為n/米；
[0018]具體地，上述步驟(2)中轉動周期的計算方法為：
[0019]組成一幅畫面每個LED燈條的轉動角度:α = 360/Ν，單位為度
[0020]轉31
單位為轉/秒；
[0021]式中：I /2473人眼廣·生視覺暫留的最長時間，N為所轉平面內均勻分布的燈條數。 [0022 ]具體地，上述步驟(3)中的刷新時間的計算方法為：
[0023]確定LED燈條的最大線速度處的圓弧上RGB燈珠的排列數量：
[0024]
[0025]
[0026] 式中：r為RGB燈珠的直徑。
[0027]具體地，上述步驟(4)中畫面數據處理的方法為：
[0028] A:通過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，計算出每個像素點處的RGB燈珠的三個RGB灰度值；
[0031] B:確定各個燈珠的灰度顯示信息：
[0032]確定顯示畫面中各個像素點的灰度，即對應的直角坐標(x，y)，
[0035] C:獲取位移一個RGB燈珠的尺寸所需轉動的角度：
[0033] 通過坐標系轉化，獲取畫面的直角坐標(x，y)與燈條的極坐標(ρ，θ)之間轉換關 系：
[0034]
[0036；
[0037]進一步，通過所述轉速傳感器獲取旋轉盤旋轉一圈所需的時間T1，獲取轉動最小 角度的時間T2,控制RGB燈珠刷新，其刷新頻率并通過所述光敏傳感器檢測其刷 新頻率。
[0038]本發明的有益效果在于：
[0039]本發明一種基于視覺暫留效應的裸眼全息顯示裝置及方法利用"點動成線，線動 成面"的原理，將RGB燈珠以線的形式排列，并按照一定軌跡運動形成一個軌跡面，據畫面所 需點亮軌跡面所對應的相素點（RGB燈珠），就可以顯示畫面，由于是通過燈條運動，現實的 背景可以通過燈條運動的軌跡面"透"出來，將顯示的畫面主題浮顯于現實的環境之中，而 達到一種3D的顯示效果。
【附圖說明】
[0040] 圖1是本發明所述一種基于視覺暫留效應的裸眼全息顯示裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0041] 下面結合附圖對本發明作進一步說明：
[0042] 如圖1所示，本發明一種基于視覺暫留效應的裸眼全息顯示裝置，包括多個LED燈 條2和旋轉盤1，多個LED燈條2的內端與旋轉盤1固定連接，多個LED燈條2沿旋轉盤1的旋轉 中心均勻分布，LED燈條2包括燈桿和RGB燈珠3，多個RGB燈珠3呈線型固定在燈桿上。
[0043]確定顯示區域與分辨率:確定LED燈條的長度，并將其安裝至旋轉盤上；
[0044] 顯示區域:S = Jim2，分辨率:P=mnJi
[0045] 式中，m為LED燈條的長度，且LED燈條上RGB燈珠的分布率為n/米。
[0046] 計算轉動周期:根據LED燈條的長度與LED燈條的數量計算旋轉盤的轉動周期； [0047]組成一幅畫面每個LED燈條的轉動角度:a = 360/N，單位為度
[0048] 轉速
單位為轉/秒；
[0049] 式中：1/24為人眼產生視覺暫留的最長時間。
[0050] 計算刷新時間:根據LED燈條的長度與LED燈條的數量計算RGB燈珠的刷新頻率； [00511確定LED燈條的最大線速度處的圓弧上RGB燈珠的排列數量：
[0052]
[0053]
[0054] 式中：r為RGB燈珠的直徑。
[0055]顯示畫面數據處理:獲得每個RGB燈珠所需的灰度和色度信息，并根據獲得的信息 點亮RGB燈珠實現畫面顯示。
[0056] A:通過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] 為避免低速的浮點運算，對其進行整數運算，將其縮放1000倍，同時RGB-般為8位 精度，因此為32位整型運算，因此需要加500實現四舍五入，得到整型運算公式 :Gray= (RX 299+G X 587+B X144+500)/1000
[0059] 進行變種，得到簡化公式:Gray = (RX30+GX59+BXll+50)/100
[0060] 提取出灰度值后，計算出每個像素點處的RGB燈珠的三個RGB灰度值，
[0061 ] R:G:B?3:6:1，通過控制每個LED電流值，使其滿足以上公式，可將每個相素點的 色度數據可直接應用到每個LED燈的灰度數據中。
[0062] 24位色圖片中，每個相素點都占3個字節數據，RGB各占一個字節，對應到顯示灰度 數據中，也是每個燈珠占3個字節的數據，RGB各占一個字節。
[0063] B:確定各個燈珠的灰度顯示信息
[0064]確定顯示畫面中各個像素點的灰度，即對應的直角坐標(x，y)，
[0065] 彳S 玄枯#迷而iffiTWfrh吉，y)與燈條的極坐標（p，0 )之間轉換關 系：
[0066]
[0067] 得出：x = pXcos(9 X (2π/360))
[0068] y = pXsin(0X(23i/36O))
[0069] x:平面坐標系當中顯示畫面每個相素點的行坐標;y:平面坐標系當中顯示畫面每 個相素點的列坐標；
[0070] C:獲取位移一個RGB燈珠的尺寸所需轉動的角度：
[0071]
[0072] 另外，本發明中LED燈條的結構可為米字形、工字型等異形結構。
[0073] 本發明的技術方案不限于上述具體實施例的限制，凡是根據本發明的技術方案做 出的技術變形，均落入本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種基于視覺暫留效應的裸眼全息顯示裝置，其特征在于:包括多個Lm)燈條和旋轉 盤，多個所述LED燈條的內端與所述旋轉盤固定連接，多個所述LED燈條沿所述旋轉盤的旋 轉中屯、均勻分布，所述L邸燈條包括燈桿和RGB燈珠，多個所述RGB燈珠呈線型固定在所述燈 桿上。2. 根據權利要求1所述的一種基于視覺暫留效應的裸眼全息顯示裝置，其特征在于:所 述旋轉盤上設置轉速傳感器，所述L邸燈條的前側設置有光敏傳感器。3. 基于上述權利要求1或2所述的一種基于視覺暫留效應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) 確定顯示區域與分辨率:確定L邸燈條的長度，并將其安裝至旋轉盤上； (2) 計算轉動周期:根據L邸燈條的長度與L邸燈條的數量計算旋轉盤的轉動周期； (3) 計算刷新時間:根據LED燈條的長度與LED燈條的數量計算RGB燈珠的刷新頻率； (4) 顯示畫面數據處理:獲得每個RGB燈珠所需的灰度信息，并根據獲得的信息點亮RGB 燈珠實現畫面顯示。4. 根據權利要求2所述的一種基于視覺暫留效應的裸眼全息顯示裝置的顯示方法，其 特征在于:上述步驟(1)中顯示區域與分辨率的計算公式為： 顯示區域:S = 3Tm2 分辨率:P=皿JI 式中:m為L邸燈條的長度，且L邸燈條上RGB燈珠的分布率為η/米。5. 根據權利要求3所述的一種基于視覺暫留效應的裸眼全息顯示裝置的顯示方法，其 特征在于:上述步驟(2)中轉動周期的計算方法為： 組成一幅畫面每個LED燈條的轉動角度:α = 360/Ν，單位為度轉速：'單位 為轉/秒； 式中：1/24為人眼產生視覺暫留的最長時間，Ν為所轉平面內均勻分布的燈條數。6. 根據權利要求4所述的一種基于視覺暫留效應的裸眼全息顯示裝置的顯示方法，其 特征在于:上述步驟(3)中的刷新時間的計算方法為： 確定L邸燈條的最大線速度處的圓弧上RGB燈珠的排列數量：刷新時間為單位為秒； 式中:r為RGB燈珠的直徑。7. 根據權利要求5所述的一種基于視覺暫留效應的裸眼全息顯示裝置的顯示方法，其 特征在于:上述步驟(4)中畫面數據處理的方法為： A:通過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，計算出每個像素點處的RGB燈珠的Ξ個RGB灰度值； B:確定各個燈珠的灰度顯示信息 確定顯示畫面中各個像素點的灰度，即對應的直角坐標(x，y)， 通過坐標系轉化，獲取畫面的直角坐標(x，y)與燈條的極坐標(Ρ，θ)之間轉換關系： 轉化公式天C:獲取位移一個RGB燈珠的尺寸所需轉動的角度：8.根據權利要求7所述的一種基于視覺暫留效應的裸眼全息顯示裝置的顯示方法，其 特征在于:通過所述轉速傳感器獲取旋轉盤旋轉一圈所需的時間Ti，獲取轉動最小角度的 J： IN 時間T2,控制RGB燈珠刷新，其刷新頻率為并通過所述光敏傳感器檢測其刷新頻 率。
【文檔編號】G09G3/32GK105845050SQ201610451278
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月20日
【發明人】劉亞博, 李學生, 吳文杰, 董政
【申請人】成都陌云科技有限公司