一種基於幀同步控制的旋鏡式體三維顯示系統和方法與流程

2023-06-01 15:56:27

本發明屬於體三維顯示技術領域，更具體地，涉及一種旋鏡式體三維顯示系統和方法。

背景技術：

作為未來顯示技術重要發展方向之一的三維顯示技術，漸漸的受到人們的重視。但是目前的三維顯示技術大多是基於平面的視差型三維顯示系統，很少出現真正的裸眼三維顯示器。

目前主要的三維顯示技術主要有：視差型三維顯示，全息三維顯示，體三維顯示與光場重建式三維顯示。

視差型三維顯示：一般使觀察者佩戴眼鏡等輔助工具，使觀察者的左右兩眼觀察到略有區別的左右視圖，利用雙目視差來產生立體視覺感知。但是該方法無法真正為觀看者提供真正的三維場景。

全息三維顯示：全息術又稱全息照相術，利用光的幹涉和衍射原理，在照相膠片或幹板上通過記錄光波的振幅和位相分布並再現物體三維圖像的技術。保留了物光的所有信息。但是受制於冗餘信息量和顯示介質的原因，目前全息三維同樣無法提供360°連續視角顯示。

體三維顯示：模擬三維模型在物理空間上分布，在三維空間內顯示物體各個體素點信息，掃描顯示物體的體素的色彩和亮度，實現三維圖像的顯示。但是其根本弱點在於無法正確顯示物體的遮擋關係。

關於三維顯示投影儀的周同步信號投影方式，指的嵌入式微控制器在反射式光柵沒轉過一周回到原點位置時，給投影儀一個觸發信號，使投影儀按計算好的時間依次投影模型的圖像序列。該投影方式精度較低，無法實現絕對角度的三維顯示，容易出現誤差，發生抖動狀況。而且該方法在轉速方面有很大的限制，高速運動是由於誤差的累積，無法實現穩定的顯示。

光場重建技術是：空間中的各個方向上記錄並再現三維模型相應方位圖像的一種三維顯示技術。此種顯示技術可以圍繞物體實現360°連續視差顯示，並且不需要佩戴任何輔助工具，實現多人觀看。同時正確的反映物象的空間遮擋關係。

受制於整體結構設計，常見的光場重建技術的屏幕只擁有水平方向旋轉能力，無法將豎直方向的三維圖像進行視場分割，因此目前的光場重建技術只能在水平角度實現物體的360°視場圖像序列顯示，只能提供單一水平方向的360°環繞可視功能，無法實現真正的立體角顯示。

技術實現要素：

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基於幀同步控制的旋鏡式體三維顯示系統和方法，應用於對光場重建三維顯示器的控制，極大提高了三維顯示系統中空間光調製器的刷新率，使觀察者在水平方向和豎直方向均能看到對應角度三維模型的對應圖像，實現空間自由角度三維顯示。

為實現上述目的，按照本發明，提供了一種基於幀同步控制的旋鏡式體三維顯示系統，其特徵在於，包括機架、微控制器、第一伺服電機、第一編碼器、水平旋轉支架、第二伺服電機、第二編碼器、反射式光柵屏幕、上位機、投影裝置和偏振稜鏡，其中，

所述微控制器和第一伺服電機均設置在所述機架上，所述第一伺服電機的轉軸朝上設置並且其轉速通過所述微控制器進行控制；

所述第一編碼器與所述第一伺服電機的轉軸連接，以用於獲得所述第一伺服電機的角度位置信息並將該角度位置信息傳送給所述微控制器；

所述水平旋轉支架安裝在所述第一伺服電機的轉軸上；

所述第二伺服電機安裝在所述水平旋轉支架上並且其轉軸水平設置；

所述第二編碼器與所述第二伺服電機的轉軸連接，以用於獲得所述第二伺服電機的角度位置信息並將該角度位置信息傳送給所述微控制器；

所述反射式光柵屏幕穿裝在所述第二伺服電機的轉軸上；

所述上位機用於對三模模型的進行圖像處理獲得多幅切片圖，並通過所述微控制器將處理後的這些切片圖導入到所述投影裝置中；

所述偏振稜鏡和所述投影裝置分別設置於所述反射式光柵屏幕的上方，所述偏振稜鏡用於將所述投影裝置投射的光折射到所述反射式光柵屏幕上，從而在所述反射式光柵屏幕上顯示所述三模模型的切片圖，進而實現所述三維模型的三維立體顯示。

優選地，所述投影裝置具有多臺投影儀，並且在第一伺服電機的轉軸從初始位置開始旋轉一個周期的時間內，這些投影儀朝所述反射式光柵屏幕交替投影，其中，所述第一伺服電機的轉軸旋轉一個周期的時間為其旋轉一圈的時間。

優選地，所述反射式光柵屏幕由光柵方向相同的多根柱面光柵形成，所述柱面光柵的表面噴塗金屬粉末材料以形成反射面。

優選地，所述第一編碼器通過傳動機構與所述第一伺服電機的轉軸連接。

優選地，所述微控制器包括stm32主控晶片、第一編碼器接口模塊、投影儀觸發信號模塊、通信模塊、電機控制模塊和usb轉串口模塊，其中，所述第一編碼器模塊用於接受第一編碼器的角度信號，並且把該角度信號傳遞給所述stm32主控晶片；投影儀觸發信號模塊用於把stm32主控晶片發出的觸發信號發送給投影裝置，所述通信模塊用於向電機驅動模塊發送速度控制信息，所述電機控制模塊用於實時控制電機的轉動，所述usb轉串口模塊用於stm32主控晶片向上位機進行通訊。

優選地，所述第二伺服電機上安裝有集電環。

優選地，所述第一編碼器為絕對式編碼器。

按照本發明的另一個方面，還提供了一種根據所述的旋鏡式體三維顯示系統進行三維立體顯示的方法，其特徵在於，具體過程如下：

1)所述第一伺服電機通過所述水平旋轉支架帶動所述反射式光柵屏幕旋轉，同時，第二伺服電機帶動所述反射式光柵屏幕旋轉。微控制器連續讀取第一編碼器檢測的角度位置信息，待第一伺服電機轉到設定的初始位置時，第一伺服電機暫停轉動；與此同時，微控制器也通過第二編碼器獲得第二伺服電機轉軸的角度位置信息，待第二伺服電機轉到設定的初始位置時，第二伺服電機暫停轉動；

2)所述微控制器控制投影裝置向所述反射式光柵屏幕投射第1幅圖像，然後第一伺服電機和第二伺服電機同時開始再旋轉，帶動反射式光柵屏幕做雙向正交旋轉運動，所述微控制器通過所述第一編碼器獲得所述第一伺服電機的角度位置，並控制投影裝置在所述第一伺服電機和第二伺服電機的轉軸均達到設定角度位置時朝所述偏振稜鏡投影，則投影裝置在反射式光柵屏幕每轉到一個設定的角度位置時就投影出一幀三維模型的切片圖，從而實現所述三維模型的三維立體顯示。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果：

1)本發明應用於對光場重建三維顯示器的控制，在體三維顯示的基礎之上，使用該顯示系統利用第一編碼器捕捉旋鏡實時位置，並對其進行投影同步配合。利用此方案不僅實現了多dlp復用，極大提高了三維顯示系統中空間光調製器的刷新率；

2)本發明也同時適用於基於豎直正交旋轉的豎直視差三維顯示器，使觀察者在水平方向和豎直方向均能看到對應角度三維模型的對應圖像，實現真正的空間自由角度三維顯示。相對於所述的每周發送一個圖片序列的控制方式而言，實現了絕對位置的每幀同步的控制方式。

附圖說明

圖1是本發明的示意圖；

圖2是本發明中反射式光柵屏幕的一部分結構的示意圖；

圖3是本發明中反射式光柵屏幕安裝在水平旋轉支架上的立體示意圖；

圖4是整個顯示系統運行過程以及投影裝置進行幀觸發的具體流程圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互組合。

參照圖1～圖4，一種基於幀同步控制的旋鏡式體三維顯示系統，包括機架17、微控制器16、第一伺服電機15、第一編碼器13、水平旋轉支架8、第二伺服電機7、第二編碼器、反射式光柵屏幕3、上位機、投影裝置1和偏振稜鏡2，其中，

所述微控制器16和第一伺服電機15均設置在所述機架17上，所述第一伺服電機15的轉軸朝上設置並且其轉速通過所述微控制器16進行控制；

所述第一編碼器13與所述第一伺服電機15的轉軸連接，以用於獲得所述第一伺服電機15的角度位置信息，並將該角度位置信息傳送給所述微控制器16；優選地，所述第一編碼器13為絕對式編碼器。

所述水平旋轉支架8安裝在所述第一伺服電機15的轉軸上；優選地，第一伺服電機15的轉軸上豎直安裝有傳動杆9，所述水平旋轉支架8通過所述傳動杆9安裝在第一伺服電機15的轉軸上。

所述第二伺服電機7安裝在所述水平旋轉支架8上並且其轉軸水平設置；

所述第二編碼器安裝在所述第二伺服電機7的轉軸上，以用於獲取第二伺服電機7的轉軸的角度位置信息並將該角度位置信息傳送給所述微控制器16；由於反射式光柵屏幕3在豎直方向旋轉的精度要求並不高，因此所述第二編碼器可以採用第二伺服電機7上自帶的增量式編碼器，當然，也可以為絕對式編碼器。

所述反射式光柵屏幕3穿裝在所述第二伺服電機7的轉軸上；優選地，反射式光柵屏幕3的外圍還設置屏幕固定架4來固定反射式光柵屏幕3，屏幕固定架4上水平設置有傳動軸杆6，傳動軸杆6可轉動安裝在水平旋轉支架8上。

所述上位機用於對其內部存儲的三模模型的進行圖像處理獲得多幅切片圖，並通過所述微控制器16將處理後的這些切片圖導入到所述投影裝置1中；要想實現三維模型的立體顯示，首先是要通過上位機軟體對三維模型進行處理，獲得三維模型在水平、豎直兩個方向決定的設定位置的切片圖，該側視圖包括三維模型的水平、豎直方向角等信息。根據檢測模塊和上位機系統將三維模型在水平360°和豎直180°方向不同角度組合的投影圖像投影到進行雙向正交旋轉運動的雙面反射式光柵屏上。獲得了切片圖之後，再用上位機軟體把切片圖導入到投影裝置1中

所述偏振稜鏡2和所述投影裝置1分別設置於所述反射式光柵屏幕3的上方，所述偏振稜鏡2用於將所述投影裝置1投射的光折射到所述反射式光柵屏幕3上，從而在所述反射式光柵屏幕3上顯示所述三模模型的切片圖，進而實現所述三維模型的三維立體顯示，人眼就能直接從所述反射式光柵屏幕3上觀看三維模型的3d圖。

進一步，進行三維立體顯示的具體過程如下：

1)所述第一伺服電機15通過所述水平旋轉支架8帶動所述反射式光柵屏幕3旋轉，同時，第二伺服電機7帶動所述反射式光柵屏幕3旋轉。微控制器16連續讀取第一編碼器13檢測的角度位置信息，待第一伺服電機15轉到設定的初始位置時，第一伺服電機15暫停轉動；與此同時，微控制器16也通過第二伺服電機7的轉軸上的編碼器獲得第二伺服電機7的轉軸的角度位置信息，待第二伺服電機7轉到設定的初始位置時，第二伺服電機7暫停轉動；

2)所述微控制器16控制投影裝置1向所述反射式光柵屏幕3投射第1幅圖像，然後第一伺服電機15和第二伺服電機7同時開始再旋轉，帶動反射式光柵屏幕3做雙向正交旋轉運動，所述微控制器16通過所述第一編碼器13獲得所述第一伺服電機15的角度位置，並控制投影裝置1在所述第一伺服電機15和第二伺服電機7的轉軸均達到設定角度位置時朝所述偏振稜鏡2投影，則投影裝置1在反射式光柵屏幕3每轉到一個設定的角度位置時就投影出一幀三維模型的切片圖，從而實現所述三維模型的三維立體顯示，其中，第二伺服電機7的角度位置可通過第二伺服電機7與第一伺服電機的轉速比獲得。

進一步，所述投影裝置1具有多臺投影儀，並且在第一伺服電機15的轉軸從初始位置開始旋轉一個周期的時間內，這些投影儀朝所述反射式光柵屏幕3交替投影，其中，所述第一伺服電機15的轉軸旋轉一個周期的時間為其旋轉一圈的時間。周同步技術是在反射式光柵屏幕3幕每周轉到某一個設計的位置時，微控制器16向投影裝置1發送一個觸發信號，投影裝置1接受到這個信號後，按一定的時間間隔，將圖像序列依次發送水平或豎直方向上0—360°之間所有重建圖片至投影裝置1。圖像序列中的每幀圖像之間的時間間隔相同，並且時間間隔＝第一伺服電機旋轉一周所需的時間/重建圖片數目。

使用幀同步技術可以精細化控制三維顯示器的每一幀圖像，並將其與高速旋轉的反射式光柵屏幕3幕的絕對位置進行對應，利用此技術可以實現對基於雙向正交旋轉的具有豎直視角的三維顯示器的控制，也可以實現多光機拼接復用的目的

進一步，所述反射式光柵屏幕3由光柵方向相同的多根柱面光柵形成，所述柱面光柵的表面噴塗金屬粉末材料以形成反射面。

進一步，所述第一編碼器13通過傳動機構與所述第一伺服電機15的轉軸連接。優選地，所述傳動機構為帶傳動機構，帶傳動機構具有第一帶輪11和第二帶輪12，第一編碼器13與所述第一帶輪11共同安裝在同一根軸，這樣就可以獲得第一伺服電機15的角度位置信息，第一編碼器13通過支撐架14安裝在所述機架17上。

進一步，所述第二伺服電機7上安裝有集電環5。

本系統具有投影裝置1，集電環5，直流電機，運動檢測傳感器，伺服電機和微控制器16。所述的反射式光柵屏幕3與所述的旋轉傳動系統相連接，並由所述的旋轉傳動機構帶動其做雙向正交旋轉運動。所述的投影裝置1位於所述的反射式光柵屏幕3上方，依次連接所描述的檢測模塊和上位機系統。投影裝置1根據接收到的相應方位信息投影出對應的圖像，通過偏振稜鏡2，投影到反射式光柵屏幕3上，實現三維顯示功能。

雙向正交旋轉運動指圍繞著兩個正交豎直的軸同時做水平方向旋轉運動與豎直方向旋轉運動。其中一個電機做水平方向高速旋轉，另一個電機通過集電環5接收微控制器16的運動同步信號以及驅動模塊的驅動信號，帶動屏幕固定架與反射式光柵屏幕3進行豎直方向上的高速運動，最後即實現了設定轉速比的高速的雙向正交旋轉運動。

在微控制器16和電機驅動器之間使用modbus通信協議，微控制器16通過串口模塊，向電機驅動器發送所需要的速度指令來控制第一伺服電機15和第二伺服電機7轉動。

初始化階段，第一伺服電機15以恆定低轉速運動，譬如1r/s的轉速運動，同時微控制器16連續讀取第一編碼器13的角度位置，待第一伺服電機15轉到設定的初始位置時停止。面積經過初始位置絕對化，三維顯示器在每一個新圖像的顯示周期開始之前，反射式光柵屏幕3都會回到設定的初始位置，保證了同步掃描三維顯示的準確。

確定了絕對初始位置之後，微控制器16通過發送所述的協議指令至驅動器，電機驅動器驅動第一伺服電機15和第二伺服電機7以s形的平滑加速曲線加速到設定速度，兩個電機進行均勻高速旋轉運動，帶動上方的反射式光柵屏幕3。

反射式光柵屏幕3在機械運動系統帶動下做雙向正交旋轉運動，所述的投影裝置1向正下方投影，投影圖像落在所述的反射式光柵屏幕3上。投影裝置1在反射式光柵屏幕3每轉到一個設定的位置的瞬間，就向反射式光柵屏幕3投影出一幀計算生成的三維顯示單幀圖像，即每幀同步實現投影，實現三維立體的顯示效果。

將第一伺服電機15轉軸的一個運動周期(旋轉360°的時間)，按照角度的絕對位置劃分為n個節點，並對其進行位置編碼。例如在重建圖片數目為40(即位置節點數n＝40，同時屏幕轉動周期為360°時，則觸發信號的對應的絕對觸發位置為一個周期中的每個9°處)，具體實現過程為：在屏幕運動一個周期即轉動一個360°的過程中，微控制器16連續讀取第一編碼器13的角度位置，如果：讀取到的角度％9＝0(對9取餘等於0)，那麼即認為反射式光柵屏幕3已經轉到了可以投影的位置，即電機在每轉過9°的瞬間，微控制器16即向投影裝置1給出一個觸發信號，投影裝置1投影一幀圖片，即可以實現控制投影裝置1完成投影圖像與旋反射式光柵屏幕3位置的精確實時同步。

所述投影裝置1的觸發投影所需的觸發信號為一系列的脈衝信號，投影裝置1在脈衝信號的上升沿，即可進行一幀圖片或者一組圖片序列的投影。本發明採用外接信號的觸發投影，在脈衝信號的上升沿投影一幀圖片，實現每幀同步。

本發明中，所述的微控制器16模塊為基於現場可編程門陣列的控制模塊，基於stm32為主的控制模塊。該發明中採用了的電路板除了stm32主晶片外，還包括第一編碼器13接口模塊、投影儀觸發信號模塊、tft屏幕顯示模塊、電機控制模塊、usb轉串口模塊、led顯示模塊、通信模塊和按鍵模塊等等；其中，第一編碼器13模塊用於接受第一編碼器13的角度信號，並且把該角度信號傳遞給stm32主控晶片；投影儀觸發信號模塊用於把stm32主控晶片發出的觸發信號發送給投影裝置1；tft屏幕接口模塊、led模塊分別用於控制tft、led的顯示；通信模塊為ttl轉485串行通信模塊，用於stm32主控晶片向電機驅動模塊發送速度等控制信息，實時控制電機的運動；usb轉串口模塊用於stm32主控晶片向上位機進行通訊，便於人機互動；按鍵模塊用於測試急停、啟動等動作，或作為顯示系統開關。

本發明使用的第一編碼器13在每一個位置都絕對唯一、抗幹擾、且無需掉電記憶，可以通過微控制器16通過spi的協議，向第一編碼器13發送讀信號，第一編碼器13接受到讀信號之後，實時反饋與其相連的軸的所在的實時角度位置。

所述投影儀主要為基於dlp(digitallightprocessing，數字光處理系統)或者lcd(liquidcrystaldisplay，固態液晶顯示)的液晶顯示技術。該投影儀的主要部分為lc3000開發板。該開發板可以進行手動控制的每幀圖片序列的投影，也可以採用外接信號的觸發方式實現自動投影。該投影儀的外接信號的觸發投影所需的觸發信號為一系列的脈衝信號，投影儀在脈衝信號的上升沿進行一幀圖片或者一組圖片序列的投影。

除了基本的投影裝置1，為了便於人機互動。該顯示系統外接了一些別的模塊，比如tft屏幕顯示模塊，可以顯示出反射式光柵屏幕3是否回到原點，以及轉速、步距等信息，方便對運動的實時情況進行了解和分析。而且可以調節每幀同步圖形重建數目，實現不同精度的三維顯示。

所述的集電環5，它可以用在任何要求連續旋轉的同時，又需要從固定位置到旋轉位置傳輸電源和信號的機電系統中。滑環能夠提高系統性能，簡化系統結構，避免導線在旋轉過程中造成扭傷。該發明中使用的集電環5，可以使豎直方向上的電機在旋轉時，避免與其相連的導線在旋轉中相互纏繞形成扭傷，使控制信號與驅動電源準確傳遞，實現了兩個電機信號的同步。

所述的雙向正交旋轉運動的控制方案，其主要特徵是反射式光柵屏幕3繞兩個互相豎直的軸同時進行旋轉運動。此處的屏幕包括但不僅限於反射式光柵屏幕3。首先根據伺服電機及驅動系統的控制協議，由所述的微控制器16發出設定的信號，通過集電環5的信號傳遞，分別控制兩個電機實現同步的雙向正交旋轉運動，使水平方向與豎直方向兩個電機實現設定轉速比，並且通過閉環控制，使速度保持穩定。

所述的運動檢測模塊檢測所述反射式光柵屏幕3在兩個方向上的初始位置和轉動速度。當光柵屏幕轉過一個設定的初始位置，即原點位置時，嵌入式微控制器16才給投影裝置1發出相應的信號，使能投影裝置1，進行交替投影，從而實現三維模型顯示的相對偏轉角度與光柵屏幕初始位置無關的穩定控制模式，消除了光柵屏幕初始角度給模型顯示所帶來的誤差，實現真正的絕對式投影。

投影儀的圖像序列對應了反射式光柵屏幕3在轉動中的每一個具體位置，該位置包含了水平方位角和豎直方位角兩個具體方位信息。投影儀根據接收到的相應方位信息編號投影出對應的切片圖，實現三維顯示功能。

多臺投影儀的復用拼接方案，具體為將一個屏幕的運動周期，將三維模型需要顯示的角度範圍，按照均勻角度劃分為n個絕對位置對其進行位置編碼。假設投影裝置1具有m臺投影儀，那麼一個旋轉周期的n個絕對位置會平均被劃分成m個小組，則第i小組內的圖像為第(i，i+m,i+2m，,i+3m......i+n-m)幅切片圖組成的集合，其中1≤i≤m，n能被m整除；並將每一組對應的編號發送給相應的投影裝置1，達到疊加復用多臺投影儀以提高三維顯示刷新率的目的。

使用該系統進行多光機復用，即兩個或以上投影儀交替投影，使投影儀交替投影三維模型圖像，可以把所有的計算三維顯示圖像源序列按投影的順序排列，即圖形投影一個序列，按投影順序標上序號，比如從n_0到n_360。其中序號為奇數的計算三維顯示單幀圖像，令其中之一的投影儀在相對應的奇數編碼位置進行投影，序號為偶數的切片圖令另一個投影儀在相對應的偶數位置進行投影。這種交替投影控制方案，降低了投影儀在投影頻率的要求，即使用同種投影頻率的投影儀，可以實現兩倍以上的投影頻率，極大的降低了成本。

以上介紹的是正交運動成像情況，下面針對只有三維模型的繞豎直軸旋轉成像的切片圖投影和繞水平軸旋轉成像的切片圖投影來進行說明舉例

只有三維模型的繞豎直軸旋轉成像(水平方向成像)的切片圖投影的實施例如下：

水平方向顯示系統主要：反射式光柵屏幕3及旋轉、固定等相關機械結構、投影裝置1、微控制器16、直流伺服電機及其控制器、上位機等部分構成。投影儀裝置1負責則根據相關控制觸發信號進行對應圖像的投影；反射式光柵屏幕3負責投影圖像的承接反射完成成像部分；微控制器16與上位機結合，通過上位機的操作指令，微控制器16完成整個系統信號的反饋與傳遞，動作流程的控制過程；直流伺服電機及其驅動器完成機械結構旋轉動作的具體實現。

水平方向上的成像過程具體如下：首先，根據上位機操作，在初始化時進行各項參數的設定，包括：轉速的設定，每周觸發幀數的設定，以及圖像源的導入處理過程等。完成參數設定過程後，執行操作指令，開始系統運行過程。機構動作分為四個階段，初始化位置的確定，電機加速過程，平穩運行承像過程，電機減速停止過程。

在初始化位置確定時，上位機將操作指令發送至微控制器16，微控制器16通過指令的解析，再將初始化過程的速度指令通過modbus協議發送至電機驅動器，電機驅動器響應後驅動電機以1r/s的低速狀態運轉，同時微控制器16通過第一編碼器13去讀取角度位置信息，當電機運轉至設定的初始位置之後，微控制器16發送停止指令至驅動器，電機停止運轉。同時，微控制器16將初始化完成信號反饋給上位機部分，上位機開始導入選定的圖像序列的第一幀圖像。

第二步，系統開始成像過程。當上位機進行開始運行操作時，微控制器16接收相關指令，開始向驅動器發送加速速度信號，為了保證加速過程的平穩進行，加速過程採取平滑曲線加速過程，速度曲線一般選擇為s型加速曲線。接收到微控制器16的速度信號，驅動器控制電機完成閉環加速過程。在加速過程中同時開啟了信號觸發過程，如設定nipr＝40,則微控制器16檢測到電機轉動每9°的位置，則向投影儀發送一幀觸發信號，完成一次投影的觸發過程。由於加速過程是不穩定過程，因此，在加速過程中不會有穩定的成像。

當加速完成時，開始穩定承像過程。根據每周設定的觸發幀率，微控制器16去連續讀取電機當前所處的轉動位置，當位置等於設定角度時(設定角度由觸發幀率計算得到，如如設定nipr＝40,設定角度為360°/40＝9°，電機轉動的每9°，進行一次觸發)，微控制器16向投影儀發送一幀觸發信號，投影儀接收到觸發信號同時完成當前位置對應圖像的投影。進入平穩運行過程之後，伺服電機達到速度的穩定，微控制器16讀取的位置信號也達到穩定階段，此時的觸發信號以穩定的周期發送至投影儀，則投影儀完成圖像的穩定觸發投影過程。此時，可以在水平方向進行穩定顯示效果的觀察。

最後減速停止過程，同加速過程相似，以平穩速度曲線的形式完成速度降低，直至停止的過程。不同的是，停止過程開始時，微控制器16隻完成向驅動器發送速度信號的過程，在停止過程中不再向投影儀發送觸發信號。

繞水平軸旋轉成像(豎直方向成像)的切片圖投影的具體實施例如下：

豎直方向顯示系統主要：反射式光柵屏幕3及旋轉、固定等相關機械結構、投影裝置1、微控制器16、直流伺服電機及其控制器、上位機等部分構成。投影儀負責則根據相關控制觸發信號進行對應圖像的投影；反射式光柵屏幕3負責投影圖像的承接反射完成成像部分；微控制器16與上位機結合，通過上位機的操作指令，微控制器16完成整個系統信號的反饋與傳遞，動作流程的控制過程；直流伺服電機及其驅動器完成機械結構旋轉動作的具體實現。

豎直方向的成像過程具體如下：首先，和水平方向的控制方式相同，根據上位機操作，在初始化時進行各項參數的設定。完成參數設定過程後，執行操作指令，開始系統運行過程。機構動作也分為四個階段，大致與水平方向相同。在初始化位置確定時，上位機將操作指令發送至微控制器16，控制器通過指令的解析，通過集電環5傳遞驅動信號至電機驅動器上，驅動電機以1r/s的低速狀態運轉，同時微控制器16通過第一編碼器13去讀取角度位置信息，當電機運轉至設定的初始位置之後，微控制器16發送停止指令至驅動器，電機停止運轉。同時，微控制器16將初始化完成信號反饋給上位機部分，上位機開始導入選定的圖像序列的第一幀圖像。第二步，系統開始成像過程。當上位機進行開始運行操作時，微控制器16開始向驅動器發送加速速度信號，驅動器控制電機完成閉環加速過程。在加速過程中同時開啟了信號觸發過程，如設定nipr＝40,則微控制器16檢測到電機轉動每9°的位置，則向投影儀發送一幀觸發信號，完成一次投影的觸發過程。當加速完成時，開始穩定承像過程。根據每周設定的觸發幀率，微控制器16去連續讀取電機當前所處的轉動位置，當位置等於設定角度時(設定角度由觸發幀率計算得到，如如設定nipr＝40,設定角度為360/40＝9，電機轉動的每9°，進行一次觸發)，微控制器16向投影儀發送一幀觸發信號，投影儀接收到觸發信號同時完成當前位置對應圖像的投影。此時，可以在豎直方向進行穩定顯示效果的觀察。

本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。