作者:黄辛 来源:科学时报 发布时间:2010-5-14 9:26:36
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三维体扫描大型成像显示器亮相世博
 
[科学时报 黄辛报道]世博会徽标、招手的海宝、迎客的茶壶……在一个高2.8米、直径1.3米宛若水帘洞的圆柱体空间内,一件件上海世博会标志物栩栩如生地展现在人们眼前。没有观看角度的限制、无须佩戴特制眼镜,人们惊喜地体验到360度全景观看这些三维立体影像的璀璨感受。日前,由华东师大信息科学技术学院教授刘锦高课题组研发的“三维体扫描大型成像显示器”正式亮相,即将在世博会重大活动中使用。这一精准同步的光、机、电一体化高科技产品将引领人们感受真正的三维立体效果。
 
首创“旋转真三维”显示系统
 
真正的三维立体效果,是将物体的长度、宽度、深度(厚度)直观地进行再现。由于条件限制,多数三维立体效果在深度的展示上都有所欠缺,即使是观看3D电影,有时还是会受到观察角度的限制,无法完全享受身临其境之感。然而,华东师大研发的这套全新的三维体扫描电子系统的核心部件由数十枚32位CPU组成,它们的运算能力远胜一般的多核计算机。它将立体对象提取出不同的切面、切片进行显示,利用扫描在三维空间的体像素构成了立体图像,展示了一个最接近真实物体的立体画面。这套拥有水平与垂直视角的全角光场立体显示器,满足了水平视差与垂直视差的观看要求,再现人们观察世界的真实感受,并获得高亮璀璨的显示效果,从而带给人们质感的3D影像。
 
刘锦高课题组此次研制大型体扫描显示器仅用了短短几个月的时间,克服了一系列困难。目前,课题组已成功研制了一套大型显示系统及一套备份系统。显示器的首度公开亮相,标志着一种全新的大型立体显示方式的诞生。它突破了以往裸视三维立体显示技术(例如LCD、PDP技术等)需要借助二维平面来展现三维影像的瓶颈,通过对物体进行旋转扫描,将图像置于一个真实的立体空间,实现了真正意义上的三维立体显示。该研发工作得到了上海市科委的大力支持。
 
刘锦高表示,此套系统是我国自主研发的产品,属世界首例,拥有完全的自主知识产权。
 
探索计算机图形学新领域
 
“目前的计算机图形学主要基于平面光栅扫描理论。而这套新系统的研发为计算机图形学向三维体扫描方向的发展奠定了基础。”刘锦高告诉记者,三维体扫描大型成像显示器的研制成功,突破了传统计算机图形学理论,为图形扫描理论和技术的发展开辟了新的研究方向,并提供了有力的实例论证。
 
他表示,目前,体扫描计算机图形学还处于探索阶段,仍有许多问题需要进一步细化研究。“这对于我们科技工作者来说,意味着新的一轮挑战。”
 
力拓技术应用的崭新境界
 
这套显示系统在军事训练、医疗诊断、数据可视化、工程产品设计、景观建筑、视频游戏、虚拟现实、多媒体教学等方面具有广阔的应用前景。
 
“就以医疗诊断来说,我们通过CT、核磁共振获取的人体或器官扫描影像本来可以提供三维数据,但由于三维成像显示技术尚未成熟,目前只能以胶片或其他介质的二维形式来显示,需要有经验的医学专家才能判读,增加了诊断的难度。若将这些数据通过三维体扫描显示器来再现,就会有超乎想象的突破。再如,关于航天飞机的设计,我们可以在任何部件的设计改进之后马上显示其整体效果。”刘锦高如数家珍般给出不少例子。
 
目前,两台立体显示系统的研制费用不菲。刘锦高表示,随着成本的进一步压缩、批量生产的推进和技术风险的降低,这套系统的应用领域将会迅速扩展。
 
《科学时报》 (2010-5-14 A1 要闻)
 
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