第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 人机“自然交互”对显示技术的需求 1
1.1.2 三维显示技术 2
1.1.3 体三维显示技术 3
1.2 体三维显示的研究动态 4
1.2.1 国外研究现状与发展趋势 4
1.2.2 国内研究现状与发展趋势 10
1.2.3 小结 11
1.3 论文主要研究内容及章节安排 11
第二章 体三维显示的视觉机理和成因分析 14
2.1 引言 14
2.2 体三维显示的视觉机理 14
2.2.1 视觉暂留现象 14
2.2.2 似动现象 15
2.2.3 小结 16
2.3 体三维显示的成因分析 16
2.3.1 视觉暂留的生理成因 16
2.3.2 似动现象的心理成因 19
2.3.3 小结 20
2.4 视觉成因的相关理论 20
2.4.1 闪光临界融合频率 20
2.4.2 人眼视觉的分辨力 22
2.5 本章小结 23
第三章 体三维显示系统的关键技术研究 24
3.1 引言 24
3.2 系统构建 24
3.2.1 成像空间的构建（Image Space Creation） 25
3.2.2 发光体素的构造（Voxel Generation） 29
3.2.3 发光体素的激活（Voxel Activation） 29
3.2.4 小结 34
3.3 三维图像引擎 34
3.3.1 三维图像引擎的概述 34
3.3.2 三维图像引擎的输入和输出 35
3.3.3 三维图像数据的预处理 38
3.3.4 三维图像数据的激活方式 39
3.3.5 小结 40
3.4 死区分析 40
3.4.1 体素重叠死区 40
3.4.2 体素变形死区 41
3.4.3 视觉死区 42
3.4.4 阴影死区 43
3.5 本章小结 44
第四章 体三维显示数据生成算法研究 45
4.1 引言 45
4.2 体素化研究现状 45
4.3 BCC体素化思想 46
4.3.1 BCC空间采样 47
4.3.2 BCC体素转换 52
4.3.3 小结 63
4.4 实验与分析 64
4.4.1 实验设计 64
4.4.2 结果分析 65
4.4.3 算法验证实例 67
4.5 本章小结 68
第五章 体三维显示原型样机的研制与实现 70
5.1 引言 70
5.2 系统总体设计 70
5.2.1 Helix-3D系统 70
5.2.2 实用化的Helix-3D系统 72
5.3 螺旋成像空间子系统的研制 74
5.3.1 螺旋扫描屏的模型研究 74
5.3.2 约束机构的研究 82
5.3.3 运动驱动机构的研究 84
5.3.4 小结 89
5.4 DMD体素激活子系统的研制 89
5.4.1 DMD体素激活引擎研究 89
5.4.2 嵌入式光机平台开发 94
5.4.3 投影光路的设计与实现 95
5.4.4 小结 99
5.5 体三维引擎开发 100
5.5.1 体三维引擎功能模块 100
5.5.2 体三维数据表示方法 102
5.5.3 体三维数据的螺旋切片算法 102
5.5.4 螺旋切片的优化算法 104
5.6 系统测试与性能评估 107
5.6.1 系统测试的性能评估 107
5.6.2 三维图像质量的评估参数 107
5.6.3 实验结果与分析 108
5.7 本章小结 110
第六章 总结与展望 111
6.1 研究内容的总结 111
6.2 研究内容的创新 112
6.3 下一步的工作展望 112
参考文献 114
致谢 123
在学期间的研究成果及发表的学术论文 124