摘要：由于人們對(duì)立體圖像的視覺(jué)需求越來(lái)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(guò)該系統(tǒng)處理之后，從各個(gè)角度很完美的展現(xiàn)了原來(lái)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 引言差模電感
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(jué)需求越來(lái)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(mǎn)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(jiàn)的三維顯示技術(shù)之一。計(jì)算全息是利用計(jì)算機(jī)來(lái)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。并將模壓電感器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(kāi)電感器廠家發(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(kāi)發(fā)周期，降低設(shè)計(jì)成本?？傮w結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

將原始的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)USB接口輸送到達(dá)芬奇處理器TMS320DM6446中，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT變換，對(duì)變換之后的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)計(jì)算全息算法，進(jìn)行逆變換之后的圖像數(shù)據(jù)送到LCOS顯示器上，最終實(shí)現(xiàn)圖像的三維顯示。其中，F(xiàn)FT變換、計(jì)算全息以及FFT的逆變換是在DSP的子系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行的，而ARM子系統(tǒng)通過(guò)控制總線控制DSP數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)。上位機(jī)可以通過(guò)JTAG接口實(shí)模壓電感器現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制和二次開(kāi)發(fā)。此處鍵盤(pán)設(shè)置為4×4的獨(dú)立鍵盤(pán)，目的就是為了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)定，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入和命令的傳送。
1．2 液晶顯示器LCOS的特點(diǎn)
LCOS(Liquid Crystal on Silicon)是一種新型的反射式液晶顯示器件，與傳統(tǒng)的顯示技術(shù)相比具有光利用率高、體積小、開(kāi)口率高、尺寸小等優(yōu)點(diǎn)。LCOS顯示文字或圖像信息的原理與普通液晶顯示的原理大致相同，利用液晶分子具有很強(qiáng)的誘導(dǎo)偶極矩的特性，通過(guò)外加電場(chǎng)作用使液晶分子的排列與外加電場(chǎng)相關(guān)。
顯示系統(tǒng)選用像素為1024×768的HX7308BTJFA的液晶顯示器。HX7308BTJFA嵌入了定時(shí)控制器用來(lái)產(chǎn)生內(nèi)部控制信號(hào)，并且該芯片顯示圖像質(zhì)量和對(duì)比度很高的圖像。HX7308BTJFA在每個(gè)時(shí)鐘的上升沿和下降沿從外部接收8 b×4點(diǎn)的數(shù)字顯示數(shù)據(jù)并且產(chǎn)生相應(yīng)的灰度的輸出電壓值。其內(nèi)部系統(tǒng)框圖如圖2所示。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠