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1、第期电子学报阴年月三维立体成像及其应用‘侧丁明跃杨丽霞华中理工大学,武汉杆提要本文首先介绍了三种传统的主要三维立体成像方法,即透镜板三维成像方法,投影式三维显示和全息照相术其次,重点对于采用计算机产生三维立体景象的方法进行了综述其中、包括人们近年来研究较多的自动立体成像技术等最后给出了三维立体成像技术在航空航天工、、、,业教育医学军事等领域的应用实例并预测了三维立体成像技术今后的主要发展方向,自动,人机接口关镇词三维显示立体成像技术详,,一咪闭阅,,,,,以,,一一、引言显示出它的左边而立体成像则主要是利用已经产多年,生的图片或图像来获得具有立体感的景象因此一以来再现自然界的三维
2、立体景象一直是人们梦寐以求的事情画家力求从二维的绘画中引般来说立体成像只能获得一种角度的空间象本文所研究的三维立体成像包括这两种不同的形式起三维的响应一代又一代的科学家则应用更高的技术在进行着同样的事业画家一般是用透视、阴影本文第二节简单介绍了三种主要的传统三维成,,和色调来表现物体的远近,让像技术即透镜板三维成像投影式三维显示和全息人们产生一种强烈的、立体效果,从照相术的原理特点和存在的主要问题第三节重点而具有身临其境的感受而科学家们则是通过模拟和再现人眼视网膜上所观察到的二维图对于计算机三维成像技术进行了讨论首先介绍了产生深度感的主要暗示和双眼三维立体显示技术,像以及通过它们
3、的融合来产生立体像三维立体成像技术就是研究如何获取、产生、传最后对于目前研究较多的自动三维立体显示技术进输一个空间的形象从严格意义上讲,三维成像与立行了综述第四节简要介绍了三维立体成像技术的体成像是有,空主要应用第五节给出了我们对于未来三维成像技区别的三维成像观察者向右移动时间也就逐渐,而当他移向左边时就术主要发展方向的预测和本文的结论显示出它的右边年月收到,年月修改定稿壮,段,以罗©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第期丁明跃等三
4、维立体成像及其应用系统有两个明显的缺点由于最佳观察位置与放映、〔‘〕二传统的三维成像技术机,位置一致所以必须要用一半透式反光镜来观看投影像需用的放映机太多在本世纪初期人们已想到可从自由方向来观察三维象的可能性照像术、透镜材料以及光学的发展全息照相术产生了许许多多的三维成像方法,其中最有代表性全息照相术不是用透镜板而是用一数目庞大的的就是透镜板三维成像,投影式三维衍射光栅作为干涉条纹记录在平坦的记录材料上显示和全息照在再现过程中,衍射光栅受单色光的,照明它们就把相术照明光线衍射成与原来由物体记录得到的波面相似透镜板三维成像的波面采用全息照像术能够通过调节给出满意的透镜板三维成像从广
5、义上讲包括集成照像术三维感,并且全息照片上沾上的尘埃也不会损坏像和柱镜板三维成像技术集成照像术是在上的点,而仅仅是使像的质量略有下降但是它也存一单独的平坦照像胶片上记录全部空间像的一种方,、法在成像过程中,通过细密的蝇眼透镜板作为方向在一些缺点例如再现过程中效率不高高分辨力材,记录下每一点从各个方向所看,料价格昂贵等选择到像的亮度就得到了一张集成照片,将这种照片显影,如有必要就把它由负像变成正像,把正像放在原先的位置上,并从,后面照射它那么我们就可以看到物体的三维空,人们间像为了解决蝇眼透镜板制作的困难又对于,放映机集成照像术进行简化于是就产生了所谓的柱镜板三维成像蝇眼透镜屏左眼
6、像,,一胜二,人二,,右眼一户卜一代一一一一,爆乏卜宝乏三芝愁共三一图采用常规方向选择屏及半透反光镜的投影式三右眼像三卜三二遥吕轰乌晰‘一左眼维显示三、计算机成像技术利用计算机来产生三维空间像的最早设想是图柱镜板三维成像技术年由等人提出来的随着计算机技术柱镜板三维成像的原理如图如果把从各个,的不断发展计算机三维成像技术已逐渐成为三维方向所看,到的像在后表面印成细线条则右眼和左成像技术主要的发展方向它包括计算机产生的全眼将看到两个不同的像从而获得深度感、、息照像计算机产生的集成照像术计算机输出的双投影式三维显示、眼立体显示技术等其中最有应用前景目前研究最透镜板所形成的图片可使观察者
7、从任意方向看多的三维成像技术是双眼三维立体显示技术和自动到满意的三维像然而有两个技术上的缺点限制了三维立体,显示技术因此本节重点对于这两种计算它在未来三维成像中的应用其一大型的图片机三维成像技术进行综述“”的配准和再现很困难其二由于后图片的分辨力,计算机产生深度感的暗示很高因此难以用于动态像的显示为了克服以上问在文献【中给出的深度感暗示即几题,可采用投影式三维显示技术、、、种深度感觉亮度变化航空透视阴影及影子高光投影式三维显示原理如图所示它通过采用、、、、反射纹理梯度线性透视相对
