三維體掃描大型成像顯示器亮相世博

世博會徽標、招手的海寶、迎客的茶壺……在一個高2.8米、直徑1.3米宛若水簾洞的圓柱體空間內(nèi)，一件件上海世博會標志物栩栩如生地展現(xiàn)在人們眼前。沒有觀看角度的限制、無須佩戴特制眼鏡，人們驚喜地體驗到360度全景觀看這些三維立體影像的璀璨感受。日前，由華東師大信息科學技術(shù)學院教授劉錦高課題組研發(fā)的“三維體掃描大型成像顯示器”正式亮相，即將在世博會重大活動中使用。這一精準同步的光、機、電一體化高科技產(chǎn)品將引領(lǐng)人們感受真正的三維立體效果。

首創(chuàng)“旋轉(zhuǎn)真三維”顯示系統(tǒng)

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(xiàn)。由于條件限制，多數(shù)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(fā)的這套全新的三維體掃描電子系統(tǒng)的核心部件由數(shù)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(gòu)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(xiàn)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(zhì)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(tǒng)及一套備份系統(tǒng)。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(shù)（例如LCD、PDP技術(shù)等）需要借助二維平面來展現(xiàn)三維影像的瓶頸，通過對物體進行旋轉(zhuǎn)掃描，將圖像置于一個真實的立體空間，實現(xiàn)了真正意義上的三維立體顯示。該研發(fā)工作得到了上海市科委的大力支持。

劉錦高表示，此套系統(tǒng)是我國自主研發(fā)的產(chǎn)品，屬世界首例，擁有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)。

探索計算機圖形學新領(lǐng)域

“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(tǒng)的研發(fā)為計算機圖形學向三維體掃描方向的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)?！眲㈠\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(tǒng)計算機圖形學理論，為圖形掃描理論和技術(shù)的發(fā)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(zhàn)?！?/p>

力拓技術(shù)應(yīng)用的嶄新境界

這套顯示系統(tǒng)在軍事訓練、醫(yī)療診斷、數(shù)據(jù)可視化、工程產(chǎn)品設(shè)計、景觀建筑、視頻游戲、虛擬現(xiàn)實、多媒體教學等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

“就以醫(yī)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(shù)據(jù)，但由于三維成像顯示技術(shù)尚未成熟，目前只能以膠片或其他介質(zhì)的二維形式來顯示，需要有經(jīng)驗的醫(yī)學專家才能判讀，增加了診斷的難度。若將這些數(shù)據(jù)通過三維體掃描顯示器來再現(xiàn)，就會有超乎想象的突破。再如，關(guān)于航天飛機的設(shè)計，我們可以在任何部件的設(shè)計改進之后馬上顯示其整體效果。”劉錦高如數(shù)家珍般給出不少例子。

目前，兩臺立體顯示系統(tǒng)的研制費用不菲。劉錦高表示，隨著成本的進一步壓縮、批量生產(chǎn)的推進和技術(shù)風險的降低，這套系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)杆贁U展。