基于達芬奇技術的三維全息顯示系統研究

摘要：由于人們對立體圖像的視覺需求越來越強烈，提出了一種基于迭芬奇技術的三維全息顯示系統的研究方案，利用迭芬奇處理器TMS32 0DM6446及其他外圍電路和光電設備構建一個嵌入式系統。該系統以嵌入式操作系統即Linux為軟件平臺，充分利用TMS320DM6446豐富的外設和存儲接口并充分發揮ARM926EJ-S強大的控制功能和C64x+DSP強大的數值計算能力。井將最后的三維立體顯示圖形顯示到液晶顯示器上，實現數字全息三維顯示。結果顯示一個原始的圖像數據經過該系統處理之后，從各個角度很完美的展現了原來的實物，該研究為圖像的三維全息顯示提供了一個很好的嵌入式實驗平臺，具有很好的應用前景及創新價值。
關鍵詞：達芬奇技術；三維全息；DSP；TMS320DM6446

0 引言
在視頻創新已經成為數字信息產業熱點的今天，人們對立體圖像的視覺需求越來越強烈，二維圖像的顯示效果缺乏真實感、深度感、立體感，早已不能滿足人們的感官刺激和心理感受。于是，各種三維立體顯示的實現方案不斷涌現，全息顯示技術是最常見的三維顯示技術之一。計算全息是利用計算機來綜合全息圖，用計算機的數值計算代替物理干涉，它不要求物體的實際存在，只需要知道物光波的數學描述即可，把物光波的數學描述輸入到計算機處理后，用成圖設備繪制出全息圖，然后用光學的方法重現。計算全息圖不僅可以全面地記錄光波的振幅和相位，而且能綜合再現世間不存在的物體的全息圖，因而具有獨特的優點和極大的靈活性，并且觀察者可以不必借助眼鏡等輔助裝置從各個方向進行觀察。
本文結合計算全息三維立體顯示技術和達芬奇技術的優點，給出了一種新的三維立體顯示方案：利用達芬奇處理器TMS320DM6446及其他外圍電路構建一嵌入式系統，并實現計算全息三維顯示。該系統以嵌入式操作系統——Linux為軟件平臺，利用Monta Vista Linux提供的豐富的設備驅動和系統調用，充分利用TMS320DM6446豐富的外設和存儲接口并充分發揮ARM926EJ-S的強大的控制功能和C64x+DSP強大的數值計算能力。并將最后的三維的立體顯示圖形顯示到分辨率為1 024×768的LCOS液晶顯示器上，為圖像的三維全息顯示研究提供了一個很好的嵌入式平臺。

1 基于達芬奇技術的三維全息顯示系統
該系統用達芬奇處理器TMS320DM6446代替通用計算機實現二維全息圖的計算編碼，其中ARM子系統對整個系統進行控制，DSP子系統完成二維計算全息編碼以及三維物體全息圖的計算。整個系統是以達芬奇處理器TMS320DM6446及其外圍電路、LCOS和其他光電設備組合而成的嵌入式系統。
1．1 基于TMS320DM6446的計算全息三維顯示系統
該系統軟件和硬件均采用模塊化設計。軟件上，ARM和DSP子系統分別支持Linux和DSP／BIOS操作系統，可以相對獨立的工作，這樣的劃分符合系統軟件模塊化的設計要求，便于各部分的并行開發和調試，利于項目組各成員的分工協作，后期軟件測試符合由單元測試到集成測試再到系統測試的測試原則，縮短系統的開發周期，降低設計成本。總體結構框圖如圖1所示。