基于FPGA的低成本3D头盔显示器设计与实现

本篇硕士学位论文主要研究了基于FPGA（现场可编程门阵列）的3D头盔显示设备，由电子科技大学的杨德勇同学撰写，他的专业是信号与信息处理，导师为樊丰。论文的背景强调了图像显示器在信息传递中的核心地位以及立体显示技术在医学、军事和娱乐领域的广泛应用潜力，尤其是在现有3D立体显示设备价格昂贵的情况下，提出了一种创新的设计思路。 作者的研究重点在于设计一个经济高效的3D头盔显示器，它采用FPGA处理器和SDRAM（静态随机存取存储器）作为关键组件。该系统不同于传统的基于微控制器（MCU）、数字信号处理器（DSP）等方案，它利用线性插值算法优化图像分辨率，达到800×600的清晰度，同时实现120Hz的高刷新率。系统采用了SDRAM作为高速存储器，通过乒乓操作实现左右眼视频的同步输出，避免了传统方式中的闪烁问题，减轻了眼睛疲劳。此外，论文还涉及了图像对比度调节、液晶前照光调节（通过改变输出脉冲的占空比）以及立体图像源自动识别等功能，以及用户友好的操作系统（OSD）设计。 论文的硬件平台和软件设计部分，作者着重考虑了便携性，通过精细的电路图设计减小了PCB板面积。FPGA系统的设计涵盖了整体分析、模块实现原理和具体实现方法，包括单片机对AD9883的配置设计。作者进行了多项测试和调试，如数据采集、存储、FPGA器件性能测试，以及与不同显示器（如电脑显示器和HX7015A）的连接调试，确保所有功能符合预期并达到了高质量的立体视觉效果。 论文的结论部分证实了基于FPGA和SDRAM的3D头盔显示系统在实际应用中的可行性和价值，特别是在成本控制下的高质量视觉体验，这对于我国现代化建设中的各种需求领域具有重要意义。关键词集中在3D头盔、立体视觉、现场可编程阵列以及图像尺寸变换等关键技术上。通过实验和分析，作者的工作为廉价、高效的3D头盔显示技术的发展做出了贡献。