三维立体投影技术与应用

1、三维立体投影的原理三维立体投影包括两种立体投影方式：主动式立体和被动式立体。1.主动式立体系统组成;1一台投影机2普通屏幕3红外发射器4主动立体眼镜这种方式采用单台投影机。要求计算机连续不断地生成左眼、右眼的图像，同时投影机也不断地交替投影出左眼、右眼的图像。而观察者需要戴一副由红外发射器控制的LCD液晶光阀眼镜，以保持与投影机的同步。当投影机显示左眼的图像时，红外发射器发出同步信号，眼镜的右眼光阀关闭，这样左眼只能看到投影机投射出的左眼的图像，反之亦然。3D显示原理Stereoimage由于单台投影机要同时投射左眼、右眼的图像，单眼图像的显示频率只有显示器图像刷新率的一半。显示器件的图像刷新

2、不足，则很容易产生闪烁感。研究表明50Hz是人眼可以明显察觉闪烁感得临界值，因此显示器件的刷新频率必须高于100Hz,以保证观察者在观看时不能出现闪烁。主动立体投影由于采用了单接口120Hz输入，因此工作在非3D内容模式时自动就变成2D显示，不会出现被动立体在2D显示时还需设置或软件弥补的问题。主动立体技术对环境依赖较低，在相同条件下的实现效果更加优秀，同时主动立体技术不需要被动偏振技术所必须的金属非极化幕布系统，环境依赖性低的优势是显而易见的。主动立体的特点：?使用普通屏幕，即使是白墙也可以?色彩还原真实?对投影机的刷新率要求高（120Hz）?主动立体眼镜重量大，造价相比较高?红外发射器要覆

3、盖所有观众区域2.被动式立体系统组成32台投影机2镜头前过滤片3高增益金属幕4偏振立体眼镜这种方式需要两台投影机。一台投影机显示左眼的图像，另一台投影机显示右眼的图像，使这略有差别的两幅图像重叠在屏幕上。而每台投影机不需要具有很高的垂直刷新率，普通投影机即可（60Hz）。这时如果用眼睛直接观看，看到的画面是模糊不清的，要看到立体效果，就要在每台投影机镜头前装一块偏振片，它的作用相当于起偏器。从两台投影机射出的光，通过偏振片后，就成了偏振光。两台投影机前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到屏幕上再反射到观众处，偏振光方向不改变。观众用上述的偏

4、振眼镜观看，偏光镜通过将发散光线分成45度和135度位面来完成左右眼信息的区分，每只眼睛只看到相应的偏振光图象，即左眼只能看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，这样就会像直接观看那样产生立体感觉。但是大多数被动投影需要借助更多台的投影机（一般为投影通道数的两倍，也有部分技术可以减少如RealD技术，利用偏振结合专利的z-screen但是其代价高昂，应用也有不少限制），更多通道的融合机，同时这种实现方案对投影屏幕有特殊要求，需要高增益、抗偏振的屏幕。被动3D系统也有独特的优势，由于运用两个投影的迭加，光强比较容易做好，同时眼镜的成本优势大，如果观众人数达到上百人的场合，被动投影的优势就

5、体现出来。同时被动投影的眼镜可以做到很轻薄，有利于观众佩戴，回收使用成本也比较低。被动立体的特点?使用高增益的金属幕对融合不利?色彩还原不如主动立体?对投影机要求低，任何投影机都可以胜任?立体眼镜造价低?无红外发射器二、边缘融合1,边缘融合的原理边缘融合技术就是将一组投影机投射出的画面进行边缘重叠，并通过融合技术显示出一个没有缝隙更加明亮，超大，高分辨率的整幅画面，画面的效果就象是一台投影机投射的画面。当二台或多台投影机组合投射一幅画面时，会有一部分影象灯泡重叠，边缘融合的最主要功能就是把二台投影机重叠部分的灯光亮度逐渐调低，使整幅画面的亮度一致。2,边缘融合投影技术经历了三个发展阶段(1)拼

6、接硬边拼接(又称简单拼接)：简单拼接即两台投影仪的边缘对齐，无重叠部分。显示效果上表现为整幅画面被一道缝分割开。如果投影仪边缘未做亮度增强处理，该接缝显示为黑色；如果投影仪边缘做了亮度增强处理，该接缝显示为白色。(2)简单重叠简单重叠即两台投影仪的画面有部分重叠，但没有作淡进淡出处理，因此重叠部分的亮度为整幅其余部分的2倍，在显示效果上表现为重叠部分为一亮条。(3)边缘融合边缘融合与简单重叠方法相比，左投影仪的右边重叠部分的亮度线性衰减，右投影仪的左边重叠部分的亮度线性增加。在显示效果上表现为整幅画面亮度完全一致。3,边缘融合的好处(1)增加图像尺寸，画面的完整性多台投影机拼接投射出来的画面一

7、定会比单台投影机投射出来的画面尺寸更大；鲜艳靓丽的画面，会带给人们不同凡响的视觉冲击，采用边缘融合技术拼接而成的画面， 更大程度上保证了画面的完美性和色彩的一致性。(2)增加图像亮度当一台投影机的投射尺寸被放大时，图像亮度就会降低，而用多台同样亮度的投影机拼接投射出相同大小的图像时就可以保持画面原有的亮度。(3)增加分辨率每台投影机投射整幅图像的一部分，这样展现出的图像分辨率就被提高了。比如，一台投影机的物理分辨率是800*600,三台投影机融合25%后，图像的分辨率就变成了2000*600(4)超高分辨率在讯号方面利用带有多通道高分辨率输出的图像处理器和计算机， 可以产生每通道为1600*1

8、200象素的三个或更多通道的合成图像。如果融合25%勺象素，可以通过减去多余的交叠象素产生4000*1200分辨率图像。目前市场上还没有可在如此高的分辨率下操作的独立显示器。其解决办法为使用投影机矩阵， 每个投影机都以其最大分辨率运行， 合成后的分辨率就是减去交叠区域象素后的总和。(5)缩短投影机投射距离由于每台投影只负责整屏的一部分，投影距离变大量缩短。比如，原来200英寸(4000*3000mm)的屏幕，如果要求没有物理和光学拼缝，将只能采用一台投影机，投影距离=镜头焦距*屏幕宽度， 即使采用1.2:1的广角镜头， 我们的投影距离也要4.8米， 现在采用边缘融合技术后，用4台投影机投射同样

9、大小的画面，投射距离只需要2.4米。(6)特殊形状的屏幕上投射成像(比如弧形幕/球形幕)比如，在圆柱或球形的屏幕上投射画面，单台投影机就需要较远的投影距离才可以覆盖整个屏幕。而多台投影机的组合因每台投影机投射的画面较小，所以距离也就缩短了很多。还有一个更重要的功能是，如果只用一台投影机来投射整张弧形幕，则很难聚焦，因为弧弦距太大很难选出一个合适的基准焦点。多台投影机就可使弧弦距缩短到尽量小，这样就比较容易找出画面的合适焦点。对于弧形或球形屏幕应用，使用边缘融合技术后对图像分辨率，明亮度和聚焦效果来说是一个更好的选择。(7)增加画面层次感由于采用了边缘融合技术，画面的分辨率，亮度得到增加，同时配合高质量的投影屏幕，就可以使得整个显示系统的画面层次感和表现力明显增强。4,边缘融合的方式和应用(1)宽视角的排列多台投影机水平排列组合可以打出更宽幅的画面随着用户对超大，完美显示需求的日益增加，这种宽视角排列方式更多地应用于大型的会议中心，演艺中心，展览馆和军事项目等等。(