3D技术——偏振眼镜立体显示的立体串扰度.doc

3D技术 偏振眼镜立体显示的立体串扰度虚拟显示是一种新兴的、极有应用前景的计算机综合性技术，采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视觉、听觉、触觉一体化的特定范围的虚拟环境。立体显示是虚拟显示的关键技术之一，它使人在虚拟世界里具有更强的沉浸感，立体显示的引入可以使各种模拟器的仿真更加逼真。其中偏振眼镜立体显示以其图像质量高、观看效果好的特点倍受重视, 偏振眼镜立体显示的立体图像质量的评定急需定义合适的评定参数, 需研究该评定参数的影响因素, 以便为改善立体图像性能提供依据。一、 偏振眼镜立体显示。图1 偏振眼镜立体显示示意图如图所示，就是一个偏振片立体显示系统，它主要由分别带有偏振片1和偏振片2的两个投影机组成。观看者戴上由偏振片3和偏振片4组成的立体眼镜,并使偏振片1和偏振片2的透射轴方向相互垂直,偏振片2和偏振片4的透射轴方向一致，偏振片1和偏振片3的透射轴方向也一致,这样观看者的左右眼睛就能各自看到具有水平视差的左右视差图,通过大脑融合就可看到立体图像。二、 立体串扰度。在图1的偏振眼镜立体显示系统中,为了研究偏振片对立体图像性能的影响,提出了立体串绕扰度概念。在理想情况下, 左眼接收的左视差图为主透图像, 接收的右视差图为次透图像,右眼也类似,则立体串扰度C为次透图像亮度Bs 与主透图像亮度Bm 的比值, 即C =Bs/Bm (1)C值能够反映左右眼图像的串扰程度, 是立体图像质量的重要评定参数。当C0.1时,立体图像质量较差;当C0.1时,立体图像质量良好;当C=0时,立体图像质量最佳。三、 立体串扰度的影响因素。1、立体串扰度与偏振片旋转角度的关系。在图1所示的偏振眼镜立体显示系统中,若观看者转动头部,偏振片3和4的透射轴发生转动, 此时左眼除接收左视差图外,还接收到右视差图,右眼情况类似,即发生了左右视差图的串扰, 立体图像性能变差。投影机的偏振片1和2发生转动,实际情况也是如此。设图1中任意一片偏振片的透射轴的旋转角度为,根据马吕斯定理,主透图像的透过率为0.5cos2(),次透图像的透过率为0.5cos2( 90-),由式(2)得到系统的立体串扰度C与偏振片旋转角度的关系为： （2）根据式(2)可得到如图2所示的立体串扰度C与偏振片旋转角度之间的关系曲线。 图2 立体串扰度与旋转角度的关系由图2可知,随着偏振片旋转角度的增加,立体串扰度从0增加到无穷大。减小偏振片的旋转角度就能够改善偏振眼镜立体显示性能。若立体串扰度C1,次透图像的亮度大于或者等于主透图像的亮度,则左右眼图像融合出伪立体或者无法融合。当立体串扰度C0.1时,表明偏振眼镜立体显示性能良好,此时偏振片的旋转角度 17.8。2、立体串扰度与偏振片的偏振度的关系。设两片相同的偏振片平行组合的透过率为0,垂直组合的透过率为90, 则偏振片的偏振度V为： （3）图1中, 主透图像的透过率等于0, 次透图像的透过率等于90, 由式(1)和式(3)可知, 立体串扰度C与偏振片的偏振度V的关系为： （4）根据式(4)可得到如图3所示的立体串扰度C与偏振片偏振度V之间的关系曲线。 图3 立体串扰度与偏振度的关系由图3 可以看出,偏振片的偏振度越接近1时,立体串扰度越小,直至消除。增大偏振片的偏振度V就能够改善偏振眼镜立体显示的立体图像质量。立体串扰度C0.91。