实时计算机生成的整体成像光场显示:从信号处理的角度重新审视点回溯染方法

科学领域:

• 计算机图形 计算机图形
• 3D显示技术的3D显示技术.
• 计算机成像成像技术

背景情况:

• 整体成像光场显示器 (InIm-LFD) 使用元素图像数组 (EIA) 创建现实的3D图像.
• 实时EIA生成是计算密集型的,阻碍了入门级硬件的采用.
• 现有的基于视角的染方法面临着速度和复杂性的挑战.

研究的目的:

• 为InIm-LFDs开发一个计算效率高的实时EIA生成方法.
• 为了减少计算机生成整体成像的3D染的计算复杂性.
• 为了克服染速度,准确性和系统复杂性之间的权衡.

主要方法:

• 重视点回溯染和处理InIm-LFD和2D显示器作为共享采样和重建阶段.
• 使用静态voxels进行信号采样和同质像素进行信号重建.
• 使用预先计算的voxel-pixel映射查找表 (LUT) 来自光线追踪.

主要成果:

• 拟议的方法将3D数据与voxels重模拟,并使用LUT将值赋予同质像素.
• 计算复杂性减少了几个数量级.
• 在入门级笔记本电脑上实现了每张全高清EIA的7-10毫秒的实验性染速度.
• 富里埃域分析证实,与基于视点的方法相比,输出信号频谱的差异可以忽略不计,即使采样错误.

结论:

• 拟议的基于voxel的染方法为EIA生成提供了显著的加速.
• 它有效地打破了计算机生成整体成像中的染速度,准确性和系统复杂性之间的传统权衡.
• 该方法显示了在可访问的计算硬件上实现现实的3D显示的前景.