[发明专利]一种全息3D立体显示装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于全息显示技术领域，具体涉及一种全息3D立体显示装置及方法。

背景技术

三维立体显示是新一代数字化、虚拟化、智能化显示平台的基础。三维立体显示技术可显示丰富多彩的画面，它是建立在平面和二维显示的基础上，让设计目标更立体化，实际应用中，人们需要把设计好的3D模型以真实三维空间的存在方式展示出来。目前实现3D模型的三维空间展示广泛采用的3D打印技术，但是通常3D打印技术普遍存在打印速度很慢，成本高等缺点。而且很多时候人们只是想通过显示装置看到设计出的模型的三维真实效果，而并不需要打印出来。因此，现如今缺少一种结构简单，可重复利用且可显示各种不同三维模型、模型三维空间展示响应快的全息3D立体显示装置及方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种全息3D立体显示装置，其设计新颖合理，可动态显示模型的三维真实效果，显示速度快，成本低，可重复利用且可对多种不同三维模型进行三维空间展示，连续性好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种全息3D立体显示装置，其特征在于：包括装有透明承载液体的透明容器、竖直设置在承载液体内用于3D立体显示的阵列式毛细管群和用于控制所述阵列式毛细管群3D立体显示的控制器，所述阵列式毛细管群由M行N列两端开口的透明的毛细管组成，M和N均为不小于1的正整数，相邻两个毛细管彼此接触，毛细管靠近透明容器底部的一端通过三通管与影像加载机构连接，所述影像加载机构包括用于向毛细管加载3D立体影像显示像点的像点加载单元和填充像点间隙的液柱加载单元，所述像点加载单元由动力像点加注器和安装在动力像点加注器向三通管输送像点的管路上的第一电磁阀组成，所述液柱加载单元由动力液柱加注器和安装在动力液柱加注器向三通管输送液柱的管路上的第二电磁阀组成，第一电磁阀和第二电磁阀均由控制器控制。

上述的一种全息3D立体显示装置，其特征在于：还包括用于采集存储待显示的3D立体影像数据的数据采集器，所述数据采集器通过通信模块与控制器进行通信。

上述的一种全息3D立体显示装置，其特征在于：所述毛细管与承载液体对可见光的折射率相等。

上述的一种全息3D立体显示装置，其特征在于：所述三通管为T形三通管，毛细管和所述液柱加载单元分别安装在所述T形三通管水平方向上的两个端口上，所述像点加载单元安装在与毛细管垂直的所述T形三通管的第三个端口上。

上述的一种全息3D立体显示装置，其特征在于：所述动力像点加注器为高压像点加注器，所述动力液柱加注器为高压液柱加注器。

上述的一种全息3D立体显示装置，其特征在于：所述像点为气泡或与液柱互不相溶的液滴，毛细管的内侧直径和像点的直径均为1mm～2mm。

上述的一种全息3D立体显示装置，其特征在于：所述承载液体和液柱为同种液体。

同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理、可进行三维空间显示的全息3D立体显示的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、获取待显示的3D立体影像数据，过程如下：

步骤101、对待显示的3D立体影像模型从上至下进行立方体封装，得到立方体影像模型，所述立方体影像模型的水平横截面长宽之比为M：N；

步骤102、沿立方体影像模型高度方向从上到下进行水平切片，获取每层切片影像序列，将每层切片影像序列以M行N列的形式分割为M×N个图像区域，对每层切片影像序列进行二进制字符编码，得到每层切片影像编码序列，1表示图像区域含有影像数据，0表示图像区域未含有影像数据；

步骤103、采用数据采集器按照从上至下的顺序对切片影像编码序列进行存储，所述切片影像编码序列中的字符与所述阵列式毛细管群中的毛细管一一对应；

步骤二、立方体影像模型的全息3D立体显示影像初始化：控制器控制每个影像加载机构中的第二电磁阀打开，当液柱充满整个毛细管后，关闭控制器关闭第二电磁阀，液柱与承载液体的折射率相等；

步骤三、每层切片影像编码序列的显示：数据采集器通过通信模块向控制器传输每层切片影像编码序列的编码数据，所述阵列式毛细管群对立方体影像模型的每一层切片影像编码序列均进行显示，且立方体影像模型中任意一层切片影像编码序列显示方法均相同；

对立方体影像模型中任意一层切片影像编码序列进行显示时，过程如下：

步骤301、通过控制器设置影像加载机构的开关频率；