基于達(dá)芬奇技術(shù)的三維全息顯示系統(tǒng)研究

摘要：由于人們對(duì)立體圖像的視覺需求越來越強(qiáng)烈，提出了一種基于迭芬奇技術(shù)的三維全息顯示系統(tǒng)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(shè)備構(gòu)建一個(gè)嵌入式系統(tǒng)。該系統(tǒng)以嵌入式操作系統(tǒng)即Linux為軟件平臺(tái)，充分利用TMS320DM6446豐富的外設(shè)和存儲(chǔ)接口并充分發(fā)揮ARM926EJ-S強(qiáng)大的控制功能和C64x+DSP強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)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(shí)現(xiàn)數(shù)字全息三維顯示。結(jié)果顯示一個(gè)原始的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過該系統(tǒng)處理之后，從各個(gè)角度很完美的展現(xiàn)了原來的實(shí)物，該研究為圖像的三維全息顯示提供了一個(gè)很好的嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，具有很好的應(yīng)用前景及創(chuàng)新價(jià)值。
關(guān)鍵詞：達(dá)芬奇技術(shù)；三維全息；DSP；TMS320DM6446

0 引言
在視頻創(chuàng)新已經(jīng)成為數(shù)字信息產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn)的今天，人們對(duì)立體圖像的視覺需求越來越強(qiáng)烈，二維圖像的顯示效果缺乏真實(shí)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(shí)現(xiàn)方案不斷涌現(xiàn)，全息顯示技術(shù)是最常見的三維顯示技術(shù)之一。計(jì)算全息是利用計(jì)算機(jī)來綜合全息圖，用計(jì)算機(jī)的數(shù)值計(jì)算代替物理干涉，它不要求物體的實(shí)際存在，只需要知道物光波的數(shù)學(xué)描述即可，把物光波的數(shù)學(xué)描述輸入到計(jì)算機(jī)處理后，用成圖設(shè)備繪制出全息圖，然后用光學(xué)的方法重現(xiàn)。計(jì)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(xiàn)世間不存在的物體的全息圖，因而具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)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(gè)方向進(jìn)行觀察。
本文結(jié)合計(jì)算全息三維立體顯示技術(shù)和達(dá)芬奇技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，給出了一種新的三維立體顯示方案：利用達(dá)芬奇處理器TMS320DM6446及其他外圍電路構(gòu)建一嵌入式系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)計(jì)算全息三維顯示。該系統(tǒng)以嵌入式操作系統(tǒng)——Linux為軟件平臺(tái)，利用Monta Vista Linux提供的豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)和系統(tǒng)調(diào)用，充分利用TMS320DM6446豐富的外設(shè)和存儲(chǔ)接口并充分發(fā)揮ARM926EJ-S的強(qiáng)大的控制功能和C64x+DSP強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)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(gè)很好的嵌入式平臺(tái)。

1 基于達(dá)芬奇技術(shù)的三維全息顯示系統(tǒng)
該系統(tǒng)用達(dá)芬奇處理器TMS320DM6446代替通用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)二維全息圖的計(jì)算編碼，其中ARM子系統(tǒng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，DSP子系統(tǒng)完成二維計(jì)算全息編碼以及三維物體全息圖的計(jì)算。整個(gè)系統(tǒng)是以達(dá)芬奇處理器TMS320DM6446及其外圍電路、LCOS和其他光電設(shè)備組合而成的嵌入式系統(tǒng)。
1．1 基于TMS320DM6446的計(jì)算全息三維顯示系統(tǒng)
該系統(tǒng)軟件和硬件均采用模塊化設(shè)計(jì)。軟件上，ARM和DSP子系統(tǒng)分別支持Linux和DSP／BIOS操作系統(tǒng)，可以相對(duì)獨(dú)立的工作，這樣的劃分符合系統(tǒng)軟件模塊化的設(shè)計(jì)要求，便于各部分的并行開發(fā)和調(diào)試，利于項(xiàng)目組各成員的分工協(xié)作，后期軟件測(cè)試符合由單元測(cè)試到集成測(cè)試再到系統(tǒng)測(cè)試的測(cè)試原則，縮短系統(tǒng)的開發(fā)周期，降低設(shè)計(jì)成本。總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。