曲面ディスプレイ向け透視変換による無歪み3Dレンダリング・表示手法

DING Jian ,  

ZHANG Shuhe ,  

CAO Liangcai ,  

摘要

自己発光曲面ディスプレイにおける物理的な曲げに起因する画像の幾何学的歪み問題に対し、本稿では視点変換に基づく適応的分割曲面ディスプレイの歪みのない3Dレンダリングおよび表示手法を提案する。ユーザーは曲面ディスプレイ上のレンダリングされたシーンを、スクリーンなしに直接3次元シーンを観察するのと同等に視認できる。連続する曲面ディスプレイを複数の平面ディスプレイの接合構造として近似し、視点変換の原理と既知の視点位置に基づき、物体-像関係を反転し、視点変換行列を用いて各サブディスプレイに表示される画像を計算する;適応的領域分割戦略を採用し、Adamアルゴリズムにより曲線と近似折れ線間の2次元平均二乗誤差を最小化して最適な分割を決定する;接合境界に重ね合わせ領域Δwを設定し、線形補間の重み関数で滑らかに処理して継ぎ目の歪みを除去する。Blender 4.0のシミュレーションでは、本手法による処理後の画像のピーク信号対雑音比(PSNR)は13.23 dB に達し、直接レンダリングの7.65 dBと比較して5.58 dB向上し、12 dBの許容歪み閾値を超えた;曲面近似には30分割(m=30)の平面ディスプレイを使用し、高PSNRと計算量の両立を図った。本手法は曲面ディスプレイの表示歪みを大幅に低減し、大型屋外曲面LEDおよび計算資源の制約がある柔軟なコンシューマエレクトロニクスに適用可能であり、裸眼3D技術の曲面表示媒体への応用に実現可能な技術経路を提供する。

关键词

3Dレンダリング; 曲面ディスプレイ; 無歪み表示; 透視変換; 領域分割

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