面向超多视点光场的虚拟立体内容生成技术综述 被引量：7

1

作者 邢树军 曹良才 +2 位作者 桑新柱 于迅博 金国藩 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第15期332-348,共17页

近年来,超多视点光场显示设备取得了快速发展,呈现出视点数目越来越多、分辨率越来越高和可视角度越来越大的特点,而能够呈现的虚拟场景也越来越复杂。对现有的超多视点光场显示设备的虚拟立体内容生成技术进行了梳理与总结,指出了各个... 近年来,超多视点光场显示设备取得了快速发展,呈现出视点数目越来越多、分辨率越来越高和可视角度越来越大的特点,而能够呈现的虚拟场景也越来越复杂。对现有的超多视点光场显示设备的虚拟立体内容生成技术进行了梳理与总结,指出了各个技术适用的情景与优缺点。总体来说,面向超多视点的大规模虚拟场景的高质量实时光场内容生成技术还存在许多不足,需要研发全新的渲染体系才能突破现有算法的瓶颈。 展开更多

关键词 图像处理 光场显示 超多视点渲染 虚拟内容生成 实时渲染

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基于双层半色调图像联合编码的超多视点和高灰阶光场显示(特邀)

2

作者 齐浩程 于迅博 +4 位作者 张钊赫 桑新柱 颜玢玢 高鑫 邢树军 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第10期104-110,共7页

提出一种基于双层半色调图像联合编码的光场显示装置。该装置由准直背光、双层菲林片、滤光片、非球面柱透镜阵列和垂直扩散膜组成。菲林片用于显示半色调光场编码图像,滤光片用于实现红绿蓝三色通道,非球面柱透镜阵列和垂直扩散膜用于... 提出一种基于双层半色调图像联合编码的光场显示装置。该装置由准直背光、双层菲林片、滤光片、非球面柱透镜阵列和垂直扩散膜组成。菲林片用于显示半色调光场编码图像,滤光片用于实现红绿蓝三色通道,非球面柱透镜阵列和垂直扩散膜用于调控光线的出射方向。为了实现超多视点和高灰阶的光场显示,利用双层菲林光场编码提升视点数目,利用半色调图像联合优化方法合成双层菲林结构上的光场编码图像,扩展灰阶范围。在验证实验中,实现了超多视点、高灰阶、彩色的三维光场显示效果,视点数量达到165个,灰阶达到256×256×256。 展开更多

关键词 三维显示系统 光场显示 体像素 灰阶等级

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平行光场:基本框架与流程 被引量：10

3

作者 王飞跃 孟祥冰 +1 位作者 杜思聪 耿征 《智能科学与技术学报》 2021年第1期110-122,共13页

光场是环境中光线的集合,对光场信息的采集、计算以及显示是极具挑战性的复杂问题。基于ACP的平行光场理论为解决此问题提供了一条新的有效途径。平行光场利用采集得到的实际物理世界的光场信息构建了增强的人工世界的光场,并且以采集... 光场是环境中光线的集合,对光场信息的采集、计算以及显示是极具挑战性的复杂问题。基于ACP的平行光场理论为解决此问题提供了一条新的有效途径。平行光场利用采集得到的实际物理世界的光场信息构建了增强的人工世界的光场,并且以采集得到的实际物理世界的光场信息为引导,在增强的人工世界的光场中进行光场实验,得到最优的光场采集方案或者显示虚实方案,最后通过平行执行的过程建立起物理世界的光场和人工世界的光场的联动优化,使整个系统成为闭环,实现智能的光场采集和显示,建立光场信息处理和应用的虚实结合的全新理论体系。 展开更多

关键词 平行 ACP 光场 光场显示 光场采集

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距离移动电子设备有多远?裸眼3D显示现状与展望 被引量：6

4

作者 乔文 周冯斌 陈林森 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期46-57,共12页

移动电子设备已成为最重要的个人交互平台,具有轻薄型态和低功耗特质的裸眼3D显示亦成为重要研究领域。裸眼3D显示能否应用于移动电子设备,也成为3D显示是否能走进千家万户,影响人类生活习惯的一个重要评判标准。文中主要介绍和比较了... 移动电子设备已成为最重要的个人交互平台,具有轻薄型态和低功耗特质的裸眼3D显示亦成为重要研究领域。裸眼3D显示能否应用于移动电子设备,也成为3D显示是否能走进千家万户,影响人类生活习惯的一个重要评判标准。文中主要介绍和比较了与移动电子设备兼容的裸眼三维(3D)显示硬件实现方法和技术,主要包括屏障视差技术、柱透镜阵列技术、时空复用技术、集成成像显示、压缩光场显示和向量光场显示技术。文中进一步分析了现有技术的瓶颈与不足,阐释技术瓶颈的主要产生原因和解决途径,并对裸眼3D显示应用于平板显示的未来发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 裸眼三维显示 自由立体显示 多视角3D显示 光场显示

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便携式三维显示的发展与展望 被引量：2

5

作者 高晨 李子寅 +2 位作者 吴仍茂 李海峰 刘旭 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第8期153-169,共17页

移动电子设备在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色,具有轻薄特性的便携式三维显示也因此受到了广泛关注。针对移动信息终端的应用需求,重点介绍指向背光显示、压缩光场显示、集成成像显示、指向光场显示这4种便携式三维显示技术... 移动电子设备在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色,具有轻薄特性的便携式三维显示也因此受到了广泛关注。针对移动信息终端的应用需求,重点介绍指向背光显示、压缩光场显示、集成成像显示、指向光场显示这4种便携式三维显示技术的研究进展,并针对便携式设备的应用场景,就如何有效利用显示带宽展开了分析,最后对便携式三维显示未来的发展进行展望。 展开更多

关键词 便携式三维显示 指向背光显示 光场显示 追踪设备 显示带宽

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基于U-Net的压缩光场显示图案生成方法

6

作者 高晨 谭小地 +1 位作者 李海峰 刘旭 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期366-384,共19页

压缩光场显示具有结构简单紧凑、显示空间分辨率高的优点,但求解压缩光场显示图案的迭代算法存在计算量大的问题。随着人工智能技术的发展,基于深度学习的图像生成算法也被应用到三维显示中。提出一种将计算机视觉中执行图像分割任务的U... 压缩光场显示具有结构简单紧凑、显示空间分辨率高的优点,但求解压缩光场显示图案的迭代算法存在计算量大的问题。随着人工智能技术的发展,基于深度学习的图像生成算法也被应用到三维显示中。提出一种将计算机视觉中执行图像分割任务的U-Net作为优化压缩光场显示图案的网络模型。根据给定的观看角度生成几组经过数据增强的目标光场数据集作为U-Net的训练集;在U-Net收敛后,将训练完成的U-Net用于生成重建测试目标光场的显示图案。训练和测试结果表明,相比基于堆叠CNN和迭代算法的方法,所提出的基于U-Net的压缩光场显示图案生成方法具有重建质量更高、计算资源少的优势。 展开更多

关键词 物理光学 成像系统 压缩光场显示 光场渲染 深度学习

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光场显示技术的研究现状与发展趋势

7

作者 康家欣 王文雯 +5 位作者 彭玉颜 张家振 周雄图 严群 郭太良 张永爱 《光电子技术》 CAS 2023年第2期116-128,共13页

目前常用的三维显示技术,一般是通过人眼的双目视差和视觉暂留效应实现的三维效果。由于丢失了深度信息,会引起辐辏调节冲突,使观看者产生不适感。光场显示是通过复现物体表面光线的真三维显示技术,其拥有良好的用户体验,符合人们对于... 目前常用的三维显示技术,一般是通过人眼的双目视差和视觉暂留效应实现的三维效果。由于丢失了深度信息,会引起辐辏调节冲突,使观看者产生不适感。光场显示是通过复现物体表面光线的真三维显示技术,其拥有良好的用户体验,符合人们对于未来显示的需求。文章梳理了各种光场显示技术的原理和特点,分析了国内外光场显示技术的发展现状,整理了国内外的研究进展和代表性样机的性能,最后对我国光场显示的发展进行了展望。我国光场显示虽然起步稍晚,但经过多家科研机构的一致努力,已在国际上拥有一定的地位。 展开更多

关键词 光场显示 三维显示 集成成像 近眼显示 悬浮光场显示

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基于共轭透视相关相机的光场图像渲染与显示 被引量：1

8

作者 周梦滔 楼益民 +2 位作者 胡娟梅 冯玉顺 吴锋民 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期85-94,共10页

为提升光场图像的渲染效率,提出一种基于共轭透视相关相机的光场图像渲染算法并搭建了相应的光场显示系统。利用共轭透视相机实现了深度正确的光场图像的一步渲染,从而省去了图像编码过程。同时利用相邻共轭相机之间的透视相关性减少重... 为提升光场图像的渲染效率,提出一种基于共轭透视相关相机的光场图像渲染算法并搭建了相应的光场显示系统。利用共轭透视相机实现了深度正确的光场图像的一步渲染,从而省去了图像编码过程。同时利用相邻共轭相机之间的透视相关性减少重复计算,加速了渲染过程。对比传统算法,该算法并行处理能力强,非常适合利用图形处理硬件进行加速处理。利用中央处理器和图形处理器混合编程技术搭建了获取光场图像的渲染管线。对比测试结果表明,算法对视点数目不敏感,尤其适合高密度视点的光场图像的渲染。而且所渲染的视点越多,效率提升越明显。该算法还可以有效地兼容计算机图形学中的纹理贴图、光照等技术实现逼真场景的渲染。为验证算法的正确性,搭建了一套光场显示系统,利用所渲染的光场图像实现了虚拟场景的3D显示,获得了良好的3D立体效果。 展开更多

关键词 光场显示 光场图像 透视相关性 渲染管线 计算机图形学

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用于光场成像的超构衍射光栅阵列优化

9

作者 郭晨光 王文雯 +5 位作者 郝绍坤 林怡彬 周雄图 张永爱 吴朝兴 郭太良 《光电子技术》 CAS 2023年第1期26-33,共8页

为提高矢量光场显示亮度和视角均匀性,提出了一种应用于圆偏振光场成像的超构光栅结构。利用严格耦合波分析,逐像素对超构光栅结构进行仿真,研究了入射光偏振状态、光栅结构、入射角度对-1级光衍射效率的影响规律。仿真结果表明,圆偏振... 为提高矢量光场显示亮度和视角均匀性,提出了一种应用于圆偏振光场成像的超构光栅结构。利用严格耦合波分析,逐像素对超构光栅结构进行仿真,研究了入射光偏振状态、光栅结构、入射角度对-1级光衍射效率的影响规律。仿真结果表明,圆偏振光显示可以使得光栅衍射效率稳定高效,当光栅周期为500 nm时,与基于TE和TM设计的光栅结构相比,圆偏振光设计的光栅结构衍射效率提高了18.5%和2.6%;光栅高度和占空比对衍射效率具有明显的影响。综合考虑光栅制备难度、衍射效率和视角均匀性,设计了一种高度为0.6μm,占空比为0.4的光栅阵列结构应用于圆偏振光场显示,系统衍射效率可以达到40%以上,具有较优的综合性能,对超构光栅设计制备和裸眼3D显示具有一定指导意义。 展开更多

关键词 纳米光栅 衍射效率 严格耦合波分析 光场显示 裸眼3D显示

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面向光场显示的虚拟视点生成技术进展

10

作者 赵健 戴子尧 +1 位作者 丁义权 夏军 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1361-1371,共11页

随着元宇宙产业的发展,光场显示技术因其可以将数字世界与物理世界完美融合,已经成为信息显示技术领域的研究热点,并呈现出视点数量更多、视点密度更大、渲染速度更快的发展趋势。然而,现有的光场显示技术面临着分辨率低、深度受限、视... 随着元宇宙产业的发展,光场显示技术因其可以将数字世界与物理世界完美融合,已经成为信息显示技术领域的研究热点,并呈现出视点数量更多、视点密度更大、渲染速度更快的发展趋势。然而,现有的光场显示技术面临着分辨率低、深度受限、视疲劳等多种挑战。本文从人眼立体视觉感知原理出发,对现有的双视点、多视点和超多视点光场显示技术的成像原理和典型方案进行整理和总结。同时,对现有基于单信源和多信源虚拟视点生成技术进行归纳对比,着重分析各项技术在虚拟视点生成质量和渲染速度等方面的可行性和实现效率,并对光场显示技术的未来发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 近眼显示 光场显示 虚拟视点 神经网络

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基于聚合物分散液晶薄膜的高分辨率光场显示研究 被引量：2

11

作者 余毅 李晖 +1 位作者 许明慧 吴云韬 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期102-109,共8页

基于聚合物分散液晶薄膜提出了一种新型高分辨率光场显示方法。首先,搭建虚拟相机阵列,用来对目标物体的光场信息进行采集,从而获得其元素图像阵列;然后,根据聚合物分散液晶的光电特性,通过调节聚合物分散液晶薄膜的外加电压以及利用人... 基于聚合物分散液晶薄膜提出了一种新型高分辨率光场显示方法。首先,搭建虚拟相机阵列,用来对目标物体的光场信息进行采集,从而获得其元素图像阵列;然后,根据聚合物分散液晶的光电特性,通过调节聚合物分散液晶薄膜的外加电压以及利用人眼的暂留/余晖效应,可获得高分辨率的光场显示结果。实验结果表明,相较于传统方法,所提出的方法较为简便,并拥有较高的显示质量,所呈现图像的峰值信噪比提高了约11%。另外,所提出方法搭建的系统难度小,实用性强。 展开更多

关键词 成像系统 光场显示 元素图像阵列 聚合物分散液晶 计算机视觉

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基于预处理卷积神经网络提升3D光场显示视觉分辨率的方法 被引量：2

12

作者 于迅博 李涵宇 +6 位作者 高鑫 桑新柱 颜玢玢 粟曦雯 温旭东 徐斌 王越笛 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期549-554,共6页

3D光场显示技术因具有较大的观看视角、密集的观看视点而被研究学者们关注。分辨率是3D光场显示技术的一个重要参数,提升分辨率的方法较为复杂,因此研究学者们开始关注视觉分辨率。为了提高3D光场显示的视觉分辨率,提出了一种基于深度... 3D光场显示技术因具有较大的观看视角、密集的观看视点而被研究学者们关注。分辨率是3D光场显示技术的一个重要参数,提升分辨率的方法较为复杂,因此研究学者们开始关注视觉分辨率。为了提高3D光场显示的视觉分辨率,提出了一种基于深度学习获取预处理基元图像阵列(PEIA)的方法。在光场显示的成像过程中,透镜的像差会使成像平面上形成弥散斑。弥散斑之间的交叠区域可以被视为新的视觉像素,并被用作额外的信息载体。一个分辨率增强的卷积神经网络(CNN)被用来从高分辨率基元图像阵列(HEIA)中获取PEIA,将PEIA加载到LCD上,经过透镜阵列的光学变换和定向扩散膜的扩散作用,呈现出具有视觉分辨率增强的3D光场显示图像。在实验中,通过使用PEIA、透镜阵列以及定向扩散膜,展示了一个具有70°视角的光场显示,并提高了视觉分辨率。 展开更多

关键词 3D光场显示 深度学习 卷积神经网络 视觉分辨率

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基于微纳光子器件的光场裸眼3D显示技术 被引量：1

13

作者 夏仲文 华鉴瑜 +1 位作者 陈林森 乔文 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期562-572,共11页

裸眼3D显示是“元宇宙”的入口,是可以重新定义人机交互方式的变革性技术。经过百余年发展,裸眼3D显示已取得显著进步,但仍然存在视场角小、分辨率下降严重、运动视差受限和视疲劳等问题。光场裸眼3D显示本质上是多视角光场调控技术和... 裸眼3D显示是“元宇宙”的入口,是可以重新定义人机交互方式的变革性技术。经过百余年发展,裸眼3D显示已取得显著进步,但仍然存在视场角小、分辨率下降严重、运动视差受限和视疲劳等问题。光场裸眼3D显示本质上是多视角光场调控技术和方法研究。最近研究表明,微纳光子器件(衍射光栅、衍射透镜、超表面等)对光的强度、相位、偏振等参量具有灵活而精确的调控能力,有望解决裸眼3D显示长期存在的难题。然而,数英寸至上百英寸显示幅面的微纳光子器件在设计与制备层面都面临巨大挑战。本文具体分析了基于几何光学的裸眼3D显示局限性,从器件设计和微纳制备两方面详细介绍了基于平面光学的裸眼3D显示最新研究进展。最后总结了裸眼3D显示的未来发展方向和潜在应用领域。 展开更多

关键词 裸眼3D显示 视角调控 微纳光子器件 光场显示 微纳制造

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一种基于全息功能屏的集成成像技术研究 被引量：2

14

作者 陈可鸣 幸浩洋 《光散射学报》 2019年第2期180-184,共5页

集成成像技术是一种可以复现空间光场的显示技术,该技术具有结构简单、无需辅助设备、可以多人同时观察等特点,这项显示技术在科学研究、医学、教育等方面都有广阔的应用前景。但是传统的集成成像技术应用到相关领域时遇到了一些问题,... 集成成像技术是一种可以复现空间光场的显示技术,该技术具有结构简单、无需辅助设备、可以多人同时观察等特点,这项显示技术在科学研究、医学、教育等方面都有广阔的应用前景。但是传统的集成成像技术应用到相关领域时遇到了一些问题,诸如分辨率太低、可观察角度不足等,这是因为传统集成成像技术往往以妥协的方式平衡显示参数之间的关系,很难同时保证多个参数的表现。为了提高集成成像技术的显示性能,全息功能屏被加入了显示系统并且取得了预期的效果。本文探讨了这种加入了全息功能屏的集成显示系统的原理同时给出了其显示参数的数学形式,给出的公式可以帮助设计满足相应要求的集成显示系统,同时基于该理论开展的实验一并在文中给出。实验表明本文中设计组装的集成成像显示系统符合理论预期且具有较高的显示性能。该系统的分辨率达到了相同尺寸平面显示器790×444像素的效果,显示视角达到60°,这样的显示参数已经接近早期液晶显示系统,相信在将来该种显示技术可以得到广泛的应用。 展开更多

关键词 集成成像 光场显示 三维重建 散射屏

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一种视点均匀分布的桌面式光场显示系统 被引量：1

15

作者 徐斌 于迅博 +1 位作者 高鑫 桑新柱 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期573-580,共8页

基于视点分段式体像素的桌面光场显示系统具有正面观看视区以及100°超大视角,能够显示具有全视差的高质量三维图像。但是,该系统还存在所构建的视点在空间分布不均匀的问题,观看视区中间区域视点分布密集,两边区域视点分布稀疏,使... 基于视点分段式体像素的桌面光场显示系统具有正面观看视区以及100°超大视角,能够显示具有全视差的高质量三维图像。但是,该系统还存在所构建的视点在空间分布不均匀的问题,观看视区中间区域视点分布密集,两边区域视点分布稀疏,使得显示的三维图像出现透视关系不正确以及视点间的串扰等问题,影响显示质量。本文通过对系统视点的构建过程进行分析,发现造成视点分布不均匀问题的原因是系统采用的柱透镜存在像差,导致出射光线无法会聚于一点,而是形成一个弥散斑。因而,为了均匀系统视点分布,本文提出了采用对透镜进行光学优化的方法以减小像差,并设计了一种非球面透镜。最终通过实验验证了方法的可行性,系统视点分布的均匀度由39.32%提升至98.39%,显示图像透视关系不正确以及视点间的串扰等问题得到了有效改善。 展开更多

关键词 光场显示 电子沙盘 视点分布 非球面透镜

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显示技术升级:多样化与实用化——2017 SID Display Week回顾

16

作者 李晓华 《光电子技术》 CAS 2017年第2期73-77,共5页

回顾了2017SID显示周。从柔性显示和印刷技术、车载显示、AR/VR/可穿戴显示和光场显示等方面介绍了展会新品和新型显示技术发展趋势,为我国新型显示产业布局提供了参考。

关键词 柔性显示 光场显示 车载显示 透明显示

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虚拟现实关键技术专利分析 被引量：1

17

作者 张倩 王晴 王莎 《电信网技术》 2017年第3期15-20,共6页

虚拟现实已成为当前信息技术发展的重要方向,国外ICT领域巨头纷纷加大了研发投入并积极开展专利布局,市场竞争日趋激烈。因此,本文在介绍虚拟现实/增强现实的产业发展和关键技术体系的基础上,重点分析国内外专利发展态势以及重点专利权... 虚拟现实已成为当前信息技术发展的重要方向,国外ICT领域巨头纷纷加大了研发投入并积极开展专利布局,市场竞争日趋激烈。因此,本文在介绍虚拟现实/增强现实的产业发展和关键技术体系的基础上,重点分析国内外专利发展态势以及重点专利权利人竞争格局,并对光场显示、追踪交互、全景摄像和虚拟现实应用技术的专利趋势和重点专利申请人做了分析,为业界全面了解虚拟现实/增强现实技术的专利发展态势和潜在的知识产权风险问题提供了参考。 展开更多

关键词 虚拟现实 增强现实 光场显示 追踪交互 专利

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基于频域平移的高分辨率光场显示仿真研究

18

作者 余毅 李晖 +1 位作者 许明慧 吴云韬 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2022年第1期167-175,共9页

针对光场显示中分辨率偏低的问题,提出了一种基于频域平移的仿真方法。通过搭建虚拟相机阵列对三维物体的光场信息进行采集,获得元素图像集合;在频域中通过平移,生成元素图像集合的位移信息;采用时分复用的方法,将原始的元素图像集合与... 针对光场显示中分辨率偏低的问题,提出了一种基于频域平移的仿真方法。通过搭建虚拟相机阵列对三维物体的光场信息进行采集,获得元素图像集合;在频域中通过平移,生成元素图像集合的位移信息;采用时分复用的方法,将原始的元素图像集合与频率平移后的信息进行融合,得到高分辨率光场显示结果。相较于传统方法,所提出的方法实现过程相对简单,计算速度快,并具有较高的显示质量,在光场显示仿真领域,具有较大的应用潜力。 展开更多

关键词 光场显示 仿真 元素图像集合 频域平移 时分复用

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专利视角下的AR显示技术及产品分析

19

作者 宗磊 《中国发明与专利》 2017年第7期41-47,共7页

Pokerman Go的热潮已经退却,除了勾起大家童年的美好回忆,也将增强现实(Augmented Reality,简称AR)带入了消费大众的视野。本文从专利的视角出发,对AR的主流显示技术以及不同的AR穿戴设备进行了分析,以期把握AR技术和产品发展的脉络。从... Pokerman Go的热潮已经退却,除了勾起大家童年的美好回忆,也将增强现实(Augmented Reality,简称AR)带入了消费大众的视野。本文从专利的视角出发,对AR的主流显示技术以及不同的AR穿戴设备进行了分析,以期把握AR技术和产品发展的脉络。从Google Glass的半透半反棱镜到Microsof Hololens的全息衍射波导光栅,再到Magic Leap的光场显示,AR实现了在消费领域的探索、实践和"变革",VR时代正向我们走来。 展开更多

关键词 可穿戴 增强现实 谷歌眼镜 Hololens MAGIC Leap 光场显示

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平板显示技术的分析和应用趋势 被引量：1

20

作者 郑利浩 《浙江广播电视高等专科学校学报》 2004年第2期37-39,共3页

通过对各种平板显示器技术的特点、工作原理的比较分析,指出LCD、PDP、OLED、FED是未来显示器的发展和应用 趋势。

关键词 平板显示(FPD) 液晶显示器(LCD) 等离子显示器(PDP) 有机致电显示器(OLED) 场发射显示器(FED)

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