真正的三維立體效果,是將物體的長度、寬度、深度(厚度)直觀地進行再現。由于條件限制,多數三維立體效果在深度的展示上都有所欠缺,即使是觀看3D電影,有時還是會受到觀察角度的限制,無法完全享受身臨其境之感。然而,華東師大研發的這套全新的三維體掃描電子系統的核心部件由數十枚32位CPU組成,它們的運算能力遠勝一般的多核計算機。它將立體對象提取出不同的切面、切片進行顯示,利用掃描在三維空間的體像素構成了立體圖像,展示了一個最接近真實物體的立體畫面。這套擁有水平與垂直視角的全角光場立體顯示器,滿足了水平視差與垂直視差的觀看要求,再現人們觀察世界的真實感受,并獲得高亮璀璨的顯示效果,從而帶給人們質感的3D影像。
劉錦高課題組此次研制大型體掃描顯示器僅用了短短幾個月的時間,克服了一系列困難。目前,課題組已成功研制了一套大型顯示系統及一套備份系統。顯示器的首度公開亮相,標志著一種全新的大型立體顯示方式的誕生。它突破了以往裸視三維立體顯示技術(例如LCD、PDP技術等)需要借助二維平面來展現三維影像的瓶頸,通過對物體進行旋轉掃描,將圖像置于一個真實的立體空間,實現了真正意義上的三維立體顯示。該研發工作得到了上海市科委的大力支持。
劉錦高表示,此套系統是我國自主研發的產品,屬世界首例,擁有完全的自主知識產權。
“目前的計算機圖形學主要基于平面光柵掃描理論。而這套新系統的研發為計算機圖形學向三維體掃描方向的發展奠定了基礎。”劉錦高告訴記者,三維體掃描大型成像顯示器的研制成功,突破了傳統計算機圖形學理論,為圖形掃描理論和技術的發展開辟了新的研究方向,并提供了有力的實例論證。
他表示,目前,體掃描計算機圖形學還處于探索階段,仍有許多問題需要進一步細化研究。“這對于我們科技工作者來說,意味著新的一輪挑戰。”
這套顯示系統在軍事訓練、醫療診斷、數據可視化、工程產品設計、景觀建筑、視頻游戲、虛擬現實、多媒體教學等方面具有廣闊的應用前景。
“就以醫療診斷來說,我們通過CT、核磁共振獲取的人體或器官掃描影像本來可以提供三維數據,但由于三維成像顯示技術尚未成熟,目前只能以膠片或其他介質的二維形式來顯示,需要有經驗的醫學專家才能判讀,增加了診斷的難度。若將這些數據通過三維體掃描顯示器來再現,就會有超乎想象的突破。再如,關于航天飛機的設計,我們可以在任何部件的設計改進之后馬上顯示其整體效果。”劉錦高如數家珍般給出不少例子。
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