Perspektivisch verzerrungsfreie 3D-Rendering- und Anzeige-Methode für gekrümmte Bildschirme

DING Jian ,  

ZHANG Shuhe ,  

CAO Liangcai ,  

摘要

Es wird das Problem der geometrischen Bildverzerrung durch die physikalische Krümmung selbstleuchtender gekrümmter Bildschirme behandelt, sodass der Benutzer die gerenderten Szenen auf dem gekrümmten Bildschirm äquivalent zur direkten Beobachtung der dreidimensionalen Szene ohne Bildschirm wahrnimmt. Der kontinuierliche gekrümmte Bildschirm wird als Struktur aus mehreren flachen Bildschirmsegmenten angenähert. Basierend auf dem Prinzip der perspektivischen Transformation und der bekannten Kameraposition wird die Bild-Objekt-Beziehung invertiert und mittels einer Perspektivtransformationsmatrix das angezeigte Bild jedes Teilbildschirms berechnet; eine adaptive Regionalteilung wird angewandt, wobei der zweidimensionale mittlere quadratische Fehler (Loss) zwischen Kurve und approximierter Bruchlinie mittels Adam-Algorithmus minimiert wird, um die optimale Teilung zu bestimmen; an den Verbindungsstellen wird ein Überlappungsbereich Δw gesetzt und mittels einer linearen Interpolationsgewichtsfunktion geglättet, um Nahtverzerrungen zu beseitigen. Blender 4.0 Simulationen zeigen, dass der Spitzen-PSNR des bearbeiteten Bildes 13,23 dB erreicht, was eine Verbesserung von 5,58 dB gegenüber dem direkten Rendering mit 7,65 dB darstellt und den akzeptablen Verzerrungsschwellenwert von 12 dB übertrifft; die Oberfläche wird mit 30 flachen Segmenten (m=30) angenähert, was ein Gleichgewicht zwischen hohem PSNR und Rechenaufwand ermöglicht. Dieses Verfahren kann Verzerrungen auf gekrümmten Bildschirmen deutlich reduzieren, eignet sich für große Outdoor-LED-Krümmungsbildschirme und leistungseingeschränkte flexible Consumer-Elektronik und bietet einen praktikablen technischen Weg zur Anwendung der brillenlosen 3D-Technologie auf gekrümmten Anzeigeträgern.

关键词

3D-Rendering; gekrümmter Bildschirm; verzerrungsfreie Anzeige; perspektivische Transformation; Bereichsteilung

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