虛擬現(xiàn)實中立體顯示技術研究與實現(xiàn)
使用OpenGL的透視投影變換,需設置前后裁剪面到觀察者的距離及前裁剪面的寬度和高度等。前裁剪面的寬度用該寬度與高度的比值表示,取顯示窗口的寬度和高度之比。
double Near.Far;//前后裁剪面距觀察者的距離
int ratio=width/height;//顯示屏的寬和高之比
ViewHeight2=Near*tan(radians);//計算視野的高度
ViewWidth2=ViewHeight2*ratio;//計算視野的寬度
計算右眼的視野范圍;
left=-ViewWidth2-0.5*e*0.3;
right=ViewWidth2-0.5*e*0.3;
投影并繪制模型:
glFruSTum(left,right,bottom,top,Near,F(xiàn)ar);
glDrawBuffer(GL_BACK_RIGHT);//使用右后緩存
gluLookAt(0+e/2。0,5。0+d/2,0,-5,0,1,0);
//確定右眼位置
glColor3f(1.0,0.0,0.0);//用紅色繪制
draw();//計算立體圖像對并繪制
同理繪制左眼的圖像,如圖3所示。
4.2 雙緩存區(qū)的使用
OpenGL提供雙緩存技術,支持兩個完整顏色緩存的硬件或軟件。繪制一個緩存時,顯示另一個緩存中的內(nèi)容。每繪制好一幀便交換緩存;這樣剛才被顯示的緩存被用來繪制,而用來繪制的緩存被顯示。這樣,當顯示器刷新時,緩存區(qū)進行交換,畫面就不會閃爍。
OpenGL也支持立體觀察,實現(xiàn)左顏色緩存和右顏色緩存,它們分別用于左立體圖像和右立體圖像??稍诔跏蓟瘯r,分別使用參數(shù)PFD_DOUBLEBUFFER和PFD_STERE-O_DONTCARE支持立體顯示和雙緩存。使用雙緩存時,通常只繪制后緩存,使用函數(shù)glDrawBuffer()還可指定將立體圖像渲染到具體的某個緩存。
例如,繪制右眼圖像時使用右后緩存區(qū)glDrawBuffer(GL_BACK_RIGHT),繪制左眼時使用左后緩沖區(qū)glDraw-Buffer(GL_BACK_LEFT)。
4.3 立體圖像的觀察
使用簡單的濾光鏡就可觀察有立體感的圖像。其原理是:由于濾光片(實驗中使用紅、綠濾光片)吸收其他光線,只讓相同顏色的光線通過,因此左、右眼各透過不同顏色的光。當使用濾光鏡觀察計算機屏幕上的立體圖像對時,就會看到具有深度感受的圖像。在實驗中發(fā)現(xiàn),刷新頻率對圖像立體效果的形成具有重要作用。刷新頻率過低,由于人眼所維持的圖像已消失,不能得到三維立體感受;刷新頻率過高就會出現(xiàn)一只眼睛可看到兩幅圖像的現(xiàn)象。將顯示的刷新頻率設置合適,在程序中設置圖像刷新頻率設置為50 Hz,利用紅綠濾光鏡觀察模型的立體成像,得到較明顯的立體視覺效果。
5 結論
根據(jù)立體顯示原理,采用雙目視差算法對物體進行立體顯示,利用OpenGL生成立體圖像對,并借助紅綠濾光眼鏡觀察,得到了較好的立體視覺效果。立體顯示技術的引入增強了人在虛擬環(huán)境中的沉浸感,可廣泛應用于建筑物和視景漫游、虛擬戰(zhàn)爭演練場和各種模擬訓練等多種場合。
評論