立体成像显示原理[图]

立体成像显示原理[图]

立体显示原理 1 概 述 2 技术原理

2.1分类主动立体系统被动立体系统光谱分割立体显示系统2.2 不同立体显示方法对比表1 概 述人们对视觉听觉的追求总是趋向于真实再现，二维画面对一般显示应用而言可以很好的表达所需的中心思想，但在一些特定行业和领域，以及追求感官震撼的娱乐场所等地方，平面图像就完全无用武之地，所以三维立体投影成为这些领域的必备系统。需要立体投影应用的环境通常包括：航天/航海/汽车等行业的模拟系统，地质探测，药品，建筑，工程，制造，博物馆，科研机构，影院，娱乐等等。以往并不常见的3D显示方案演示，今年则逐渐开始了热起来的趋势。 3D立体或沉浸环境影像的应用从高端到民用，应用可以说无处不在。高端包括为工业及研究机构提供的基于虚拟现实、模拟防真技术的可视化解决方案，我们日常可接触到的包括如科普场馆等寓教于乐的三维立体显示。成像技术不断发展，像素越来越高，我们能够在更大的屏幕上看到更清晰明亮、色彩丰富、的视频和图形，但它们始终有一个限制，即它们是二维的。我们眼睛所看到的真实世界不只是简单的平面图像，而是具有景深的立体3维，这种感知3维的能力是视网膜不一

致（或称为左右眼看一个物体位置的轻微偏移）的一个副功能。因此如果要设计一个立体投影系统，它必须要模拟人类在观看物体时视网膜成像的这种视差。这种感觉暗示我们，看到的就是真实的（或几乎是真实的），而不是平面的2维的。 2技术原理 由于人眼有4的距离，所以实际上我们看物体时两只眼睛中的图像是有差别的。两幅不同的图像输送到大脑后，我们看到的是有景深的图像。只要符合常规的观察角度，即产生合适的图像偏移，形成立体图像并不困难，这就是计算机和投影系统的立体成像原理。依据这个原理，结合不同的技术水平有不同的立体技术手段。从计算机和投影系统角度看，根本问题是图像的显示刷新率问题，即立体带宽指标问题。如果立体带宽足够，任何计算机、显示器和投影机显示立体图像都没有问题。2.1分类 投影显示系统可以分为三类：· 主动显示系统· 被动显示系统 光谱分割立体显示系统主动立体系统主动立体投影系统的构成：· 主动立体眼镜 - 两个交替开关的LCD镜片· 同步信号红外发射器· 正常工作时需要投影机的输出刷新频率范围为96-144Hz(左右眼交替显示)· 高分辨率高刷新率信号源· 标准屏幕用一台输出刷新频率范围为96-144Hz的投影机将左右眼画面交替显示，实际画面的刷新频率为48-72Hz普通银幕，配置外部同步装置和主动立体眼镜，靠同步切换主动立

体眼镜来实现左、右眼的影像分离，立体效果很好。但是带来的问题之一就是立体眼镜的频繁开关闪烁带来眼睛的不适。主动立体投影的光损很大，投影机输出光线的利用率一定低于16%，因为：投影机做立体图象显示时，输出的左右图像的实际亮度为标称立体亮度值（投影机说明书标称）的45%（理想值为50%），光线通过液晶立体眼镜片后亮度至少要减少65%，因此剩余的亮度为45%*35% < 16%）。 如果亮度因素特别重要，用低亮度的投影机做主动立体显示时效果不能令人满意，例如亮度为4000流明的投影机，实际主动立体亮度只有为640流明。加之眼镜成本比较高，因此这种显示技术比较适合中等或中等以下的放映厅使用。 被动立体系统被动立体投影是基于偏振光原理的投影方式，其原理如下：根据光的波动学说，普通光的振动是全方位的。只有一个振动方向的光叫做偏振光。用特殊材料制成的偏振光透镜，相当于一个由一组平行的细长缝组成的光栅。这个光栅只允许振动方向与细缝一致的偏振光通过。其他振动方向的偏振光则不能通过。用振动方向相互垂直的两束偏振光把两幅图像投射到银幕上，再用透光方向相互垂直的两个偏振光透镜观看，两只眼睛就会看到不同的图像，左眼只看到左边的图像，右眼看到右边的图像，从而得到立体影象。 基于以上的原理，在具体应用中是通过两个投影仪生成一组具有双目视差的图像，此两幅图像重叠地投影在同一块屏幕