二维或三维显示矩阵的模块化搭建方法.docVIP

二维或三维显示矩阵的模块化搭建方法 　　摘 要：二维或三维显示在娱乐应用、产品宣传、商业装饰等可视化技术领域都有广泛的应用，相对来说三维显示可以更充分地表现出对象的信息特征，在地震数据分析、医学图像显示等方面具有无可比拟的优势。本文提出了一种采用模块化思路来搭建二维或三维显示矩阵的方法，三维显示矩阵采用本方法后将可以实现工业化生产，在实际产品生产安装时只需要将必要的模块组装到一起再使用配套的控制器便可以方便实现三维图像的展示，利用模块化思路后不但生产组装方便，而且利于维修拆装、存放和运输；这种模块化搭建方法应用于二维矩阵显示后，同样具有上述的优点，并且在二维显示领域产生了很多创新型的应用，本公司的透明屏等产品就是该模块化思路的产品转化。二维或三维显示矩阵模块化搭建方法的应用使得在产品同质化、市场竞争激烈的情况下保障了本公司产品的创新性和先进性。 　　关键词：二维显示；三维显示；模块化设计 　　中图分类号：TP29 文献标识码：A 　　1. 三维显示技术 　　三维显示技术具有全视景、多角度、包含景深信息等优点，是近些年比较前沿的研究领域，随着二维显示技术的成熟应用与产业化发展，三维显示的应用也初具规模，目前实现的方法主要可以分为4类，分别是体视三维显示、全息三维显示、透视三维显示和体三维显示。 　　体视三维显示是模拟人的左、右眼看到的两个略有不同的二维图像，称之为“体视对（stereo pair）”，将之显示在同一个平面上，然后通过某种分离方式使左、右视图形成两幅图片分别只提供给左、右眼观察，这样利用体视对提供的视差信息，人脑会自动地将映射在左右眼的不同的图像虚拟出立体图像，这种技术可以采用现有的二维显示技术，通过佩戴特制的眼镜或者显示器件即可，显示质量高，但是只适用于电影电视等显示，无法适用于室外展示使用；全息三维显示是利用光的干涉原理，将物体散射或发射出的特定光波以干涉条纹的形式记录下来，然后利用光的衍射原理，在一定条件下进行再现原物体的图像信息，但是所需要的设备相当复杂、昂贵，而且该技术也只是处于试验阶段，还不能达到应用的需求，同样也无法适用于室外展示使用；透视三维显示是利用多种计算机图形学技术，包括光线追迹、投影转换和多边形生成等来对深度信息进行编码转换，并添加阴影和遮挡等多种心理深度暗示，将三维场景以透视形式显示在二维屏幕上，这种方法其实并不是一种真正的三维显示；体三维显示包含基于视觉残留的扫掠型三维显示技术和搭建三维显示矩阵的静止型三维显示技术。扫掠型显示是利用一个二维表面的周期性运动，把预先处理的原始三维信息按时序快速显示在该表面所扫掠的一些空间位置处，再以高于人眼闪烁融合频率的速度进行刷新，由此可以实现三维图像的展示；静止型显示是采用点光源在空间内搭建一个三维的显示矩阵，根据显示需要点亮相应的点光源构成相应的图案或者动画，这种显示技术的优点是容易实现且成本低廉，尤其适用于装饰或者户外广告展示使用。 　　对于最后描述的静止形体显示技术而言，关键是需要搭建一个三维的显示矩阵，本文所描述的显示矩阵模块化设计便是这种的三维显示技术的一种创新和工业化的实现方法。 　　2. 显示矩阵模块化搭建方法 　　2.1 线状模块搭建方法 　　如图1所示，采用线状模块搭建显示矩阵时，依据线状模块在电路中起的作用不同将其分为线状发光条模块a1和线状供电条模块b1、b2，其中a2是线状显示条模块a1上的点状发光源，c是a1之间的信号连接线。 　　如图2（a）所示是线状显示模块的局部特征图，a3是点光源的驱动电路，a4是线状显示条模块上的一个突起部分，作用是安装点状光源a2与驱动电路a3，这个突起结构的设计是保障电路功能的前提下尽量缩小发光条模块的体积，以便更好地改善遮挡现象；图2（b）是线状供电条模块的局部特征图，b3是线状供电条上的卡接口，作用是方便与线状显示条焊接并实现供电作用。 　　采用线状模块式方法组装产品时，显示矩阵的供电部分是由供电条模块b1与b2来完成，供电条模块b1与b2分别做电源的正极输入与负极输出，并可以根据流过产品的电流大小适当添加供电条模块的数量。本方法中供电条模块除了采用如图2（b）所示的条状PCB板外，还可以使用铜柱或漆包线来为整个显示矩阵来供电，这在本公司产品中都有相应的工程产品应用，如图3所示。 　　在搭建显示矩阵时，将供电部分模块化，这样设计的好处有如下3个方面： 　　显示矩阵的连线更简单，产品的设计更整洁，同时也利于维修与拆装； 　　让供电部分模块化独立出来，显示条模块上只需要布设信号线，因此可以让其PCB设计的很细，这样做的好处是可以改善三维显示矩阵中的光源遮挡现象。 　　（3）显示矩阵在工作时，供电条模块是电流的主路，发光条模块是电流的支路，每个支路上的电流是比