基于LabVIEW开发幻影显示系统

"我们采用USB摄像头、PXI硬件、LabVIEW和NI视觉助手开发了一个手势识别系统。" - Yang Hao， Tsinghua University

挑战：开发一个互动360度立体三维影像系统，可呈现视觉模型与真实物体，观看者无需使用眼镜，价格也十分合理。

方案：开发拥有如下3个组成部分的三维显示系统：收集、处理以及三维显示。

Figure 1.三维显示系统

3D电影增强了深度知觉的光学幻象，但必须使用眼镜才能观看，而且电影院内的观看角度有限。立体显示系统或3D电视机大多价格昂贵，没有交互功能。这也意味着，创造一个无需使用眼镜、价格适中且能呈现视觉模型与真实物体三维图像的互动360度立体显示系统，是一项巨大的挑战。

我们的系统包括三种类型的采集功能，包括建立视觉模型、NI 1764智能相机和转台非实时采集真实物体、以及4个USB摄像头捕捉真实物体的实时图像。

虚拟模型

为了获取虚拟模型，我们采用了NI LabVIEW软件来读取虚拟三维模型文件并设定参数值，如图2.2所示，我们将不同的方向采集到的4张模型图组合在一起，形成一张图片。又如图2.1和图2.3所示，新创建的图像被投射到一个倒置的金字塔光学结构上。

Figure 2.成像原理

Figure 3.虚拟模型显示

Figure 4.虚拟模型三维显示项目

手势识别

我们采用USB摄像头、PXI硬件、LabVIEW和NI视觉助手开发了一个手势识别系统。系统捕捉一只手的图像序列，以此判断它的移动，我们可以采用此信息来控制三维显示。举例来说，如图6所示，单手滑动可以控制图标的旋转，两只手则可以控制图标的缩放。

Figure 5.手势识别

Figure 6.采用视觉助手查找图片中的对象

Figure 7.手势识别项目

非实时采集

非实时采集系统依靠于一个NI 1764智能相机和一个PXI控制的转台。将物体放在转台上，并在其旋转时拍摄图像，我们可以获取各个方向的物体信息，然后选出我们想要用来显示三维图像的四张图片。

Figure 8.非实时采集系统的硬件

Figure 9.图像采集

Figure 10.真实物体三维显示

Figure 11.非实时采集系统项目

实时采集

我们在物体周围放置着4个USB摄像头，使用PXI和NI图像采集软件采集四个不同方向的实时图像。然后我们就对这些图像进行处理，以光学结构显示三维图像。

Figure 12.实时采集系统界面

Figure 13.实时采集系统硬件

Figure 14.实时采集系统硬件