本科生毕业设计开题报告完整内容示范

毕业设计（论文）开题报告院（系）专业 设计（论文）题目学生姓名学号起止日期―设计地点 指导教师 顾问教师 教研室主任 教学院长（教学系主任） 毕业设计(论文)开题报告本课题的目的及意义，国内外研究现状分析1)本课题目的及意义3D显示技术也被称为三维立体显示技术，最早是由英国电影先驱WilliamFriese-Greene在20世纪初发明的。经过了一个世纪的发展，3D显示技术已经有了长足的进步。目前常见的3D显示技术有红蓝滤光成像技术，偏光式3D技术，主动快门式3D技术，裸眼立体技术等等。主动式快门系统(ActiveShutter)是Blu-rayDiscAssociation倡议的3D技术，原理是在荧幕上以两倍的频率交互地显示左眼和右眼的影像，而装置了液晶(LiquidCrystal)的眼镜控制透光度来做开关，眼镜就像摄影机的快门动态地屏蔽观众的左眼和右眼，在荧幕显示左眼影像时遮住右眼、在荧幕显示右眼影像时遮住左眼，达到两眼各自接收不同的影像，营造出3D的影像。所以称为主动式系统。今年3D电视占整个电视产业的比值已接近八成，其中主动快门式3D电视凭借其领先、成熟的技术占据80%以上的新品份额，继续领跑3D电视消费市场。主动快门式技术最大的优势在于能够保持画面的原始分辨率，3D显示时水平、垂直都能达到1080电视线，消费者能看到真正的全高清3D图像效果。在市场化运作方面，据上游企业透露，目前偏光式3D技术在整体成本上甚至还稍高于快门式的3D方案，虽然偏光式眼镜较为廉价，但3D电视液晶面板前的偏光装置还很昂贵，而且对装配要求苛刻，整套偏光式3D方案并不便宜。三星中国常务理事洪成杓介绍“主动快门眼镜式技术较为成熟，偏光式还有很多地方需要改进，裸眼技术电视仅处在研发阶段。”虽然主动快门式3D目前暂居上风，但是它的缺点还是存在的，首先因为是单眼接收图像，所以画面的亮度就较少了一半，而且眼镜需要跟显示器进行同步及开关，因此要内藏电池供电，增加了眼镜的重量。此外主动式快门左右镜片通过快速开关实现左右眼图像分离，这种方式属于强制性的对人眼的屈光状态进行修正⑴，如果人眼长时间处在不正常的状态，势必造成头晕，恶心等症状。三星作为全球最早推出3D电视的厂商，一直采用主动式快门3D技术，为追求更高品质的全高清画质和更加震撼的影音效果，不断进行优化，将3D眼镜由红外信号控制改为由蓝牙信号控制，避免了室内灯光对红外电视信号的干扰，同时还能实现无线快速充电。目前国外还有使用一个装满低回转粘性品体，高双折射液体和附加的扇形光轴分布负双折射膜的n-cell来实现一种新的液晶开关模式的技术，该模式能在个方向观看时高效阻断不需要的图像，同时消除因长时间断电引起的色觉位移。3D技术的发展对快门式眼镜也提出了更高的要求，为了改善3D电影制作和放映的质量，就要求眼镜无重影，无色带，宽视角，高亮度。所以就有相关的研究通过测量各种液晶的有关参数，以便在应用时充分利用各液晶的优势。这些研究主要以提高材料性能或使用新型材料来改善快门式眼镜的效果，本课题旨在研究引起闪烁的机理，从根本原因入手改善闪烁情况。本课题的任务、重点内容、实现途径1） 本课题的任务要求主动快门式立体显示技术采用时序方式间隔显示左右眼视图，所配合使用的快门眼镜同步开关，以达到左右眼接收不同图像的目的，呈现立体效果。由于技术及成本等原因，目前主动快门式立体显示技术中的单眼频率为60Hz。在观看立体图像时，还是会存在闪烁感，这种闪烁感降低了立体图像的视觉感受，长时间观看容易引起疲劳、头晕等现象。除了屏幕本身的闪烁感之外，一定强度的环境光同样可能带来闪烁感。本研究的目的在于探究主动快门式立体显示技术闪烁感产生的原因，并提出解决方案。从显示器基本参数测量，以及基于基本参数的原理分析出发。设计针对闪烁感的视觉感知实验，根据实验结果，综合测量结果，分析闪烁产生的原因，总结主要和次要因素。最后提出减少和消除闪烁的有效方案。2） 原始条件及数据主动快门式3D技术与偏光式3D技术一样，都是利用了人眼成像的基本原理，但是在如何形成具有像差的两幅图像的方式上具有明显区别。主动快门式3D技术以帧为单位，左眼与右眼的图像分别对应不同的帧，连续交替地显示。左眼对应的帧显示在屏幕上时，通过显示器上的红外线控制开关，将观看者佩戴的3D眼镜的右眼镜片关闭。反之则关闭左眼镜片，使双眼能够在正确的时间看到正确的帧画面。与偏光式3D技术不同，由于双眼对应不同的帧画面，因此分辨率不会有任何降低，保持高分辨率画质。时分立体成像由2台摄像机模拟人眼同步摄像，然后在同一显示设备上交替显示摄取的立体图像对，并控制观测设备光阀同步开关，使操作者左右眼分别接受左右摄像机的图像，经观察者大脑融合后产生立体感［2,3］。用时分立体成像技术的一个主要问题是如何消除图像交替显示产生的闪烁。人眼视网膜中含有两类感光细胞，即锥体细胞和杆体细胞。锥体细胞分布在视网膜中央,特别是中央凹部分，而杆体细胞则多分布在较边缘部分。当光刺激人眼时，光作用于视网膜，产生兴奋再传至大脑引起感觉，视觉系统对于光的响应需要一段时间，并且光在人眼中产生的兴奋也不随着刺激的终止而立即消失。因此人的视觉对光的产生与消失都需要一定的过程。人眼的光感受器对间断光刺激的反应决定于刺激的间歇频率，当闪烁的频率增至某一值时，闪光感消失,人眼将会感到一种固定的或连续的光，此时的闪光频率就叫做临界闪烁频率CFF(CriticalFlickerFrequency)，表示人眼视觉系统时间分辨能力的上限。当周期信号的频率高于CFF时，人眼不能察觉实际的亮度随时间的变化，即高频的间断光和连续光在主观上都能引起稳定光的感觉，此时人眼感受的亮度I遵循TalbotPlateau定律，即I=TfL()dt0眼睛感觉到的是周期性变化光亮度的平均值。而当信号的频率低于CFF时，人眼将会觉察到闪烁。人们发现临界闪烁频率(CFF)受很多因素影响［4,5］现总结如下：闪光的亮度一般来说，闪光的亮度越大,CFF就越大,FerryPorter定律指出，当光亮度超过一定水平后，CFF与亮度的对数成正比，即,CFF=alg(I)+b其a和b是常数，I是亮度。因此可以看出，目前显示器件提高亮度和对比度的趋势加重了闪烁的严重程度。光斑大小一般认为，在照明强度保持不变的情况下，闪光斑增大，其CFF也随之增大,有关该效应的GranitHarper定律指出，CFF和视网膜闪光刺激面积的对数成正比例，可以表示为CFF=clgA)+d,式中,A代表面积,c和d是两个参数。即随着大屏幕显示器的普及，屏幕越大闪烁效应也越严重。视网膜的不同部位CFF的大小,不仅取决于闪光光斑的大小，还和被刺激的视网膜部位有关,锥体细胞比杆体细胞有更高的CFF,所以人眼中心凹的CFF较高。因此视角越大,越容易感知到闪烁。不同颜色的刺激光 在其他条件参数一致的情况下，白光的CFF值大于其他色光的相应数值，绿光的CFF值大于红，蓝光的相应数值。环境光的影响一般人的瞳孔会根据外界光的强弱在2~8mm之间自动调节，从而可使其通光量有10~20倍的变化。所以，相同亮度的显示画面，在环境暗时的CFF比环境亮时的小。时分式3D显示，通过液晶快门眼镜观看3D图像时，眼镜以一定的频率打开和关闭。目前市面上的3D显示屏工作频率一般能达到120Hz，甚至有的能达到240Hz，而单只眼镜的工作频率仅为60Hz。由之前的理论可知，当观看3D图像时存在外界环境光的影响，如日光灯，由于日光灯本身具有一定光强，此时的暗相值就不为0，光相和暗相之间的亮度差减小，则闪烁感相较之前就没有那么明显，但人瞳孔会根据外界光的强弱在2-8mm之间自动调节，从而可使其通光量有10~20倍的变化，又会导致CFF值变大，所以其灯光将会对透过快门眼镜的图像造成干扰，导致人眼感知到的3D画面出现闪烁现象。3）本课题重点内容、实现途径通过对快门式立体显示技术原理的分析，我们知道引起立体显示闪烁感的来源主要有两个：1、 显示器显示内容透过眼镜引起的闪烁；2、 室内环境光透过眼镜引起的闪烁。显示器显示内容透过眼镜的闪烁与环境光透过眼镜的闪烁同等重要，所以显示器显示内容的平均亮度、显示面积的大小、环境光的强度以及调制环境光的作用将成为本课题研究闪烁感的重点。本课题的实现途径主要有以下几个：1、 通过基于光电二极管的高响应亮度计，对显示器光源、环境光以及他们透过眼镜后的光源进行瞬态响应的测量，通过测量进一步分析它们之间的关系，以及可能对闪烁感造成影响的因素；2、 根据基本显示原理、人眼闪烁感产生原理以及测量分析结果，设计合理的主观实验，探究猜想的影响因素对主观感受的影响与否及其影响程度，交互作用等。3、 综合分析原理、测量结果和视觉感知结果，总结闪烁感的影响因素，提出合理的降低和消除主动快门式立体显示技术闪烁感的方案，并进行论证。完成本课题所需工作条件（如工具书、计算机、实验、调研等）及解决办法1） 实验设备模拟实验室，主动快门立体显示器，平均亮度计，高响应瞬态亮度计2） 参考文献H.W.Tian,W.T.Zheng,Y.P.Chen,T.Ding,X.Wang,D.W.Kan,Magneticfieldeffectoncriticalbehaviorofperovskiteferromagnet[J].JournalofRareEarths,2005（23）:533-535.PetlBR.AdvancedConceptionDeviceInputfor3DDisplay.Three-dimensionalImagingandRemoteSensingImaging,1998,902:59〜63RodriguezR,ChineaG,LopezNetal.FullWindowStereo.JournalofMolecularGraphicsandModeling,1999,17:310〜314阎洪禄，于秀敏眼生理学[M].北京，人民卫生出版社,2001.应根裕，胡文波，邱勇等平板显示技术[M].北京，人民邮电出版社，2004.预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施在测量显示器光源、环境光以及他们透过眼镜后的瞬态响应参数时会受到显示器光源及环境光的干扰。所以在测量时需要做好遮光措施。显示器光源及环境光源进入眼睛的方式不同会导致相同的强度透过眼镜后得到的光强不同，所以应将环境光与显示器光源分开测量，避免互相十扰。因为室内的环境光亮度可能不均与，所以尽量在同一点测试减小误差。频谱分析时，因为这种谐波的存在，波形一般不可能是平滑的，所以可以滤波器得出基波分量后再进行分析。亮度计测量面积受视场角影响，视场角越小，可测面积越小。将光源面积控制在可测面积内。主观实验时，个人的闪烁临界频率的差异会影响实验效果。应先进行测试筛选。

5.进度计划（或工作方案分析）起止日期工作内容备注2012年1月1日2012年至2月24日查