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1、第28卷第9期合肥工业大学学报(自然科学版)Vol.28No.92005年9月JOURNALOFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYSept.2005体视三维场景浏览器的实现11121吕国强,张宇辉,刘文文,胡跃辉,黄永刚(1.合肥工业大学仪器仪表学院,安徽合肥230009;2.合肥工业大学光电技术研究院,安徽合肥230009)摘要:扼要介绍了裸眼立体显示的基本原理和发展概况,在此基础上分析了计算机立体显示软件的实现原理;根据人眼光学特征提出了一种基于DirectX的体视三维场景浏览器的程序设计方法,实现了一套视角差可调的三维模型体视观察系统
2、;该系统为三维立体显示器提供了有效而广泛的观察源,推进了立体显示器的应用。关键词:体视;视差;立体显示中图分类号:TP317.4文献标识码:A文章编号:100325060(2005)0921196204Implementationofastereo2pairs3Dsceneviewer¨11121LUGuo2qiang,ZHANGYu2hui,LIUWen2wen,HUYue2hui,HUANGYong2gang(1.SchoolofInstrument,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China;2.Insti
3、tuteofPhotoelectricityTechnology,HefeiUniversityofTechnolo2gy,Hefei230009,China)Abstract:Theimplementationprincipleofstereopairsoftwareofthe3Dmodelforstereodisplayisintroduced.Con2sideringthestereovisionfactors,themethodofbuildingasystemof3DmodelstereogramsviewerbasedonDirectXisgive
4、n,anda3Dsceneviewerwithadjustabledisparitiesfor3Dstereodisplayisdesigned.Keywords:stereopair;disparity;stereoscopicdisplay[2,3]3D模型、3D电影等。本文介绍了计算机应用0引言的3D模型的体视软件开发。裸眼立体显示是当前显示技术领域的一个研1原理究热点,目前该技术已相当成熟,如东芝、夏普等多家企业发布了基于此技术的产品。现实世界DirectX9.0是微软提供的最新版本对硬件编中,大脑对进入左右眼稍具差异的两幅图像产生程的图形接口,它对双
5、视口有非常方便的支持,而景深效果,从而形成立体感,这两幅细微差别的图强大的接口函数对三维模型的导入也很轻松。因像称之为立体对(stereopairs)。双视点立体显示此系统采用DirectX作为底层图形接口。[1]就是利用双眼视差的原理,对特定场景生成体生成体视图对的关键是,模拟人的双眼,设置视对,并通过特殊装置分别送入观察者的左右眼,合适间距的2个摄像机,建立左右2个独立的视以保证左眼只能看到左眼图像,右眼只能看到右口,分别完成对同一场景的投射。从几何结构看,眼图像。在硬件装置满足要求后,提供合适的三双目系统可以分为光轴相平行的标准相机系统和[4]维信息源是
6、推广立体显示应用的必要条件。光轴相交的汇聚相机系统。本文采用标准相机从性质上区分,三维立体源有2D静态图片、系统构建立体像对。收稿日期:2005205223基金项目:国家特种显示工程技术研究中心资助项目作者简介:吕国强(1962-),男,浙江新昌人,合肥工业大学教授,硕士生导师.第9期吕国强,等:体视三维场景浏览器的实现1197Direct3D使用固定功能管道(fixedfunctionpi22T&L转换的矩阵表示pline)渲染3D对象可以分为2个阶段:T&L(转化和照明)和光栅化处理。T&L完成几何处理,将对此处模型简化为点P,设在局部坐标系的坐象的顶点从
7、抽象的、浮点坐标空间转换到基于像标值为P(x,y,z),经过流水线变化后的坐标值素的屏幕空间,并完成渲染该场景的虚拟相机的表示为属性。完整的T&L流水线如图1所示。[x′y′z′1]=[xyz1]MWMCMP其中,MW为世界坐标系的转换矩阵;MC为视图坐标系转换矩阵;MP为投影坐标系转换矩阵。视图矩阵为VXUXNXOVYUYNYOMC=(1)图1T&L流水线VZUZNZO-(VC)-(UC)-(NC)O虚拟相机的设置在视图转换中完成,相当于其中,U、V、N分别对应视图坐标系X、Y、Z坐标现实世界中观察者眼睛所处的位置。图2中ZC轴方向的矢量,C代表摄像机在世界
8、坐标系中的代表观察者的视线方向,YC为
