三维动态显示是信息显示技术领域发展的一个重要方向,具有高空间分辨率和丰富色彩的大视角三维显示系统是各国研究者追求的目标。全景视差型三维显示系统具有数据量小、显示分辨率高、360°可周视、视角细腻、实现机构简单稳定等特点,再现的图像生动细腻,具有强大的生命力,是本文的主要研究内容。本文讨论分析了人眼三维视觉形成的原理,并在此基础上,详细分析了基于双眼视差效应的全景三维显示系统的光学原理。课题组设计了基于高速投影仪的全景三维显示系统。该系统由包括高速投影仪、双面反射屏幕、旋转装置构成。采用定向散射结构的反射屏幕,通过对光束的定向散射,实现三维效果,高速投影仪以RGB LED为光源,采用三片式DMD作为投影芯片,完成彩色图像的高速投影显示。本文的重点工作在于对高速投影系统的设计开发。文中给出了投影系统的光学结构,详细介绍了投影系统的硬件构成,逻辑设计方法,以及上位机软件的开发。系统硬件基于TI公司的Discovery 4100开发套件,以FPGA为控制核心通过VHDL语言进行逻辑设计,完成USB解码芯片、DMD驱动芯片、DDR2内存接口等的协调控制。软件体系从驱动层、应用程序接口层、图像界面三个层次进行设计开发,为用户提供了方便的操作接口。通过对套件的软硬件开发,实现了将图像由PC机下载至开发板,并缓存入DDR2,之后以一定的时序读出并显示于DMD芯片,完成图像的投影功能。实验结果表明,高速投影系统达到了像素级显示精度,投影刷新率可达24kHz。课题组开发的基于单片式DMD投影的全景三维显示系统,实现了彩色物体的三维显示,显示物体刷新率可达48 Hz,分辨率为384×768,一周具有276个视角,获得的显示效果细腻逼真。