立体显示技术介绍

1、立体显示技术介绍 1、什么是立体显示技术？ 立体显示技术是VR虚拟现实的一个实现沉浸交互 的方式之一，3D立体显示可以把图像的纵深，层次， 位置全部展现，观察者更直接的了解图像的现实分 布状况，从而更全面了解图像或显示内容的信息。 理想的视觉显示与日常经历中的场景对比，在质 量、清晰度和范围方面应该是无法区分的，但是当 前的的技术还不支持这种高真实度的视觉显示。随 着2009年底卡梅隆导演的阿凡达热映，三维立 体显示技术成为目前火热的技术之一。 1、什么是立体显示技术？ 2、3D立体显示技术的原理 3D立体显示的基本原理如图所示。图中表示两眼光轴平行的情况， 相当于两眼注视远处。内瞳距（IPD

2、）是两眼瞳孔之间的距离。两眼 空间位置的不同，是产生立体视觉的原因。F是距离人眼较近的物体 B上的一个固定点。右面的两眼的视图说明，F点在视图的位置不同， 这种不同就是立体视差。人眼也可以利用这种视差，判断物体的远近， 产生深度感。这就是人类的立体视觉，由此获得环境的三维信息。 2、3D立体显示技术的原理 人眼的另一种工作方式是注视近处的固定点F。这时两眼的光轴的交 角就是图中的会聚角。因为两眼的光轴都通过点F，所以F点在两个 视图中都在中心点。这时，与F相比距离人眼更远或更近的其他点， 会存在视差。人眼也可以利用这种视差，判断物体的远近，产生深度 感。 目前市场上的3D立体技术的产品主要围绕

3、着裸眼立体和非裸眼立体 两种方式，其中涉及的主要产品有：液晶显示设备、等离子显示设备、 便携式显示终端设备、投影设备等。 3、立体显示分类 3D立体显示技术可主要分为：裸眼立体显示、便携式立体显示、佩 戴眼镜的立体三种方式，下面分别介绍不同的显示技术。 透镜显示技术透镜显示技术 一个透镜面是圆柱透镜的阵列，它用于产生自动立体三维图像，这是 通过把两个不同的二维图像导向各自的观看子区域。在透镜面前不同 的角度上，在子区域内形成图像。当观察者的头在正确的位置时，每 只眼就在不同的观看区，看到不同的图像，得到双目视差。 3、立体显示分类 透镜成图像对于大的视场要求高分辨率。对两个视场必须实时显示，

4、而且图像被切片并放在透镜后面的垂直条中。可显示的视场的数目受 到圆柱透镜聚焦能力不完善性的限制。透镜畸变和光的绕射减少了透 镜方向性，于是由背面屏幕聚焦的图像，不是以平行射线出现，而是 以某种角度散布。这种散布限制了彼此区分的子区域数目。透镜面显 示的另一个关键问题是背部屏幕图像必须对准缝口或透镜，否则子区 域图像将不会导向合适的子区域。 3、立体显示分类 视差挡板显示技术视差挡板显示技术 视差挡板是放在显示前方的垂直平板，它对每只眼都阻挡 了屏幕的一部分。视差挡板的作用类似透面镜。差别在于 它是用挡板挡住部分显示，而不是用透镜导引屏幕图像。 屏幕显示两个图像，每个分成垂直条。屏幕上显示的条交

5、 替为左右眼图像，每只眼只看到它的条。 视差挡板显示一般不使用，因为有几个缺点。首先，显示 的图像太暗，因为挡板挡住每只眼大部分光。而且，对小 的缝宽度，有缝隙的光扩散可能是问题，这是因为光线散 射。此外，必须划分成条。 3、立体显示分类 视差挡板显示技术视差挡板显示技术 3、立体显示分类 切片堆积显示技术切片堆积显示技术 切片堆积显示也称为多平面显示。它由多层二维 图像（切片）构成三维体积。正如发光二极管 （LED）的旋转线可以产生平面图像感，LED的 旋转平面可以产生体图像。运动镜面必须以高频 运动很大距离，所以也可以用变焦距镜面。一般 用30Hz声音信号振动反射膜片。在镜面振动时， 聚焦

6、长度改变，反射的监示器在截断的金字塔型 观看体积中形成图像。镜面连续改变其放大率， 使随时间扫描的图像连续改变其深度。 3、立体显示分类 切片堆积显示技术切片堆积显示技术 切片堆积方法描绘一个照亮的体积，使物体是透明的，而被遮档的物 体不能消隐。对空间数据集和固体建模问题这可能是理想的。但它不 适于有消隐表面的照片和真实图像。增加头部跟踪就允许消隐表面在 绘制步骤对一个观看者近似地去掉。然而，不是所有表面都可以正确 绘制，因为两眼可能由不同位置观看。 3、立体显示分类 便携式立体眼镜便携式立体眼镜 通过对立体显示原理的利用，部分厂商提供了便携式个人立体眼镜。 通过安装在眼镜每只眼睛前的一个小的LED屏幕, 现在每一个稍微不 同的画面在眼睛中产生视差，这将创建一个虚拟的三维立体图像，类 似于两米开外。因镜头在眼镜内侧，为此并不需要额外的空间，佩带 上即可实现3D影像。 3、立体显示分类 投影系统中立体显示技术投影系统中立体显示技术 在大部分虚拟现实系统或展览展示系统中，普遍 利用立体眼镜用于双目分时观看左右图像，最终 在大脑皮层通过映射得到立体图像。非头盔立体 眼镜方式显示采用立体