3d视频技术原理及应用

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1、3D视频技术原理及应用内容摘要目前许多研究者已经把三维显示系统作为下一代最有潜力的显示系统，并已经提出了许多三维显示技术，如，眼镜式三维显示、三维体显示、全息显示等几大类。本文首先介绍了三维显示技术的背景和发展概况，接着简要介绍了各种三维显示技术的原理及特点，最后介绍了３Ｄ技术在各个领域上的应用。关键词：3Ｄ技术，分类，原理，特点，应用一、３Ｄ成像原理（一）什么是3Ｄ3D–3Dimension即三维立体，是相对于2D平面的一个概念。我们人类所生存的世界就是一个三维的空间，我们在现实世界中观察到的物体也都具有三个

2、维度：高度、宽度和深度，我们早已习惯了3D的世界。然而由于技术发展的局限性，在电影、广播电视以及印刷等媒体世界中，我们被局限在了二维世界。（二）3Ｄ影像的特点立体逼真：3D影像与人类现实生活中习惯的场景达成了一致，更加的逼真；临场感强：3D影像的立体感、景深，让观者产生身临其境的感觉；强烈视觉冲击：可以利用3D影像特点制造各种强烈的视觉冲击，如体育比赛直播、演唱会现场直播，以及各种宏大的电影场景。（三）立体视觉的根源人天生具有两只眼睛，而两只眼睛间的距离大体为6~7厘米。正是由于这6~7厘米的距离，当人的双眼注

3、视一个物体时，双眼看到的景象并非一致，而是存在细微的差别。存在细微差别的两幅二维图像，经过大脑的合成最终呈现出立体感。3D影像技术正是利用了双眼分视原理，在节目拍摄的过程中，摄像机在工作模式上模仿人的双眼，左右镜头分别拍摄一幅具有细微差别的二维图像。在观看3D影像时，采用各种技术，以保证让左眼只能看到摄像机的左镜头所拍摄的影像，而右眼只能看到摄像机的右镜头所拍摄的影像。两幅存在细微差别的二维影像经过大脑的合成，产生立体影像。（四）3Ｄ影像发展简史早在1839年，英国科学家查理·惠斯顿爵士根据“人类两只眼睛的成像

4、不同”发明了一种立体眼镜，让人们的左眼和右眼在看看到两幅存在差异的图像以产生立体效果。直至今天，所有的3D显示设备无不采用这种原理，无论其通过多么简单或多么复杂的技术实现。1903年，第一部3D电影《火车进站》诞生；随着新技术的发明、进步，3D影像于上世纪50年代迎来第一个黄金时期，被认定为历史上第一部3D长片电影《非洲历险记》在这个时期上映并取得了商业成功。然而由于昂贵的制作成本和显示设备，3D影像的发展进入低潮期；IMAX技术的发明并于1986年温哥华世博会进行展示，为3D产业带来了革命性的变化。2009年

5、《阿凡达》上映，以及之前和之后上映的一系列3D电影都取得了商业成功，将3D推向又一次高潮。二、主要3D显示技术及其原理在不同的发展时期，根据不同的应用，不同的公司开发了不同的3D显示技术；从观看形式上来区分，有的需要配戴眼镜，有的不需要配戴眼镜；即使配戴眼镜，眼镜也有主动式与被动式之分；总体来说，配戴眼镜观看技术发展比较成熟，设计和制造难度、制造成本较低，3D效果好；而裸眼观看的技术还处于起步阶段，制造难度高，成本高，而观看的效果不尽如人意，尤其是观看的角度有限制，清晰度差，3D效果也不好。以下介绍当前主要几种

6、３Ｄ显示技术：（一）色差式3D立体成像色差式3D成像技术是最早出现的也是最容易实现的一种3D立体成像技术。从技术层面上看色差式3D立体成像是比较简单的一种方法，这种3D成像只需要通过一副简单的红蓝(或者红绿)眼镜就可实现，硬件成本不过几元钱。显示设备方面也无需额外升级，现有的任何显示设备都可以直接显示。色差式3D立体成像技术的原理是将两张不同视角上拍摄的影像分别以两种不同的颜色印制在同一副画面中，如果不戴眼镜，我们只能看到色彩重合的模糊图像。但是戴上眼镜后，左右眼不同颜色的镜片分别过滤了对应的色彩，只有红色的影

7、像通过红色镜片蓝色通过蓝色镜片，最终两只眼睛看到的不同影像在人脑中重叠产生了立体效果。色差式3D立体成像原理简单，能达到的3D景深效果也还算不错。不过由于采用的色度分离方式会给观看者带来比较严重的视觉障碍，舒适感始终不能让人满意，同时画面的色彩还原效果也一直在较低的水准徘徊，这就导致了它很难成为3D立体显示技术中的主流。优点：技术难度低，成本低廉。缺点：3D画质效果不理想，图像和画面边缘容易偏色。（二）快门式3D技术快门式3D技术,使用一付主动式LCD快门眼镜，交替开关左眼和右眼让左右眼看到的两幅图像在我们的大

8、脑中融合成一体来实现，从而产生单幅图像的3D深度感。目前三星、LG、SONY等国际大厂所推出的3D电视主要使用的就是这种3D显示技术。在PC领域的NVIDIA的3Dstereo、在投影领域的德州仪器的DLPLink，XPAND3D系统也都是属于快门式3D技术。  快门式3D技术的原理是根据人眼对影像频率的刷新时间来实现的，通过提高画面的快速刷新率(至少要达到120Hz)，左眼和右眼个6