3d立体显示技术综述

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1、3D立体显示技术综述[摘要]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(3DStereo)显示技术成为目前火热的技术之一，通过左右眼信号分离，在显示平台上能够实现的立体图像显示。立体显示是VR虚拟现实的一个实现沉浸交互的方式之一，3D(3dimensional)立体显示可以把图像的纵深，层次，位置全部展现，观察者更直观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。[关键词]三维立体、3Dstereo、VR、虚拟现实、交互、沉浸、裸眼立

2、体、3D眼镜、主动立体、被动立体、光谱立体引言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(3DStereo)显示技术成为目前火热的技术之一，通过左右眼信号分离，在显示平台上能够实现的立体图像显示。立体显示是VR虚拟现实的一个实现沉浸交互的方式之一，3D(3dimensional)立体显示可以把图像的纵深，层次，位置全部展现，观察者更直观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。电影《阿凡达》热映的后时代，全民步入了3D立体的时代，

3、随着技术的发展和对3D技术关注度的剧增，3D显示技术的普及化应用已进入紧锣密鼓的实用阶段。本文旨在介绍目前各种系统或设备对三维立体实现方式，推广三维立体的认知度。1、3D立体显示原理3D立体显示的基本原理如图表1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）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点在视图中的位置不同，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。图表1立体显示原理人眼的另一种工作方式

4、是注视近处的固定点F。这时两眼的光轴都通过点F。两个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。2、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、佩带眼镜的立体三种方式，下面分别介绍不同的显示技术。　　因头盔式立体呈现方式较老而且使用极少，全息方式因价格等因素远离

5、民用，因此，本文不对此部分内容做介绍与综述。2.1裸眼立体显示裸眼立体显示不要求辅助的观看设备（不需要佩带眼镜），不给用户附加任何约束。观看区域或观看体积的大小可能有所不同，裸眼立体显示也可由多人观看,但整体亮度或观看角度有极大限制。2.1.1透镜(Lenticulars)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。在透镜面前方不同的角度上，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。　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，而且图像被切

6、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。这种散布限制了能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。图表2透镜式裸眼立体优点：3D技术显示效果更好，亮度不受到影响。　　缺点：相关制造与现有LCD液晶工艺不兼容，需要投资新的设备和生产线。2.1.2视差档板（Parallaxbarrier）显示技术视差档板是放在显示前方的垂直平板，它对每只眼都阻档了屏幕的一部分。视差档板

7、的作用类似透镜面。差别在于它是用档板档住部分显示，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。屏幕上显示的条交替为左右眼图像，每只眼只看到它的条。　视差档板显示一般不使用，因为有几个缺点。首先，显示的图像太暗，因为档板档住每只眼大部分光。而且，对小的缝宽度，由缝隙的光扩散可能是问题，这是因为光线散射。此外，图像必须划分成条。图表3视差档板显示原理2.1.3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