第十六讲立体显示技术简介.pptVIP

立体显示技术 基本概念 双目视差原理 立体显示技术 按图对的显示方式 时间复用 同步方式 按观看的角度 体视显示方式 自体视显示方式 立体显示系统 立体显示技术的发展方向及应用 立体显示的基本概念 立体显示与二维显示的区别 日常生活中，人们接触的显示设备已经有几代的历史了，从古老的黑白电视，到几十米的液晶电视，等离子电视。它们能够展示的画面从黑白到真彩色，从模拟到数字电视信号，人们从这些设备中看到了真实逼真的生活写真，但是目前大部分显示设备，依然只能展示二维平面的效果。虽然随着计算机的发展，3DMART等立体软件的出现，借助显卡可以在计算机上生成有深度的立体效果图，但是这些立体效果也只是利用近大远小，明大暗小等视觉感受来实现。换句话说就是利用人们长期积累的日常经验形成了关于“立体”的幻觉。但是那些物体依然被限制在电视机、手机银幕以及电脑显示器的框架之内，没有冲出显示设备，形成悬浮在空中的直观立体效果，不是真正的立体显示设备。 立体显示 就是通过一定的显示技术显示创造出在观察者周围的模拟立体影像，它的目标是使立体影像冲出银幕，多角度的观看超级清晰真实的立体图像。 立体视觉基本原理 视差 人类从各种各样的线索中获取三维信息, 其中最重要的两种是双目视差（binocular parallax）和运动视差(motion parallax)。双目视差始于Charles Wheatstone 1838年的研究工作, 指的是双眼看到同一物体的不同映像。运动视差始于Helmholtz1866年的研究工作, 指的是头部运动时看到同一物体的不同映像。1833 年Wheatstone用世界上第一台三维显示装置科学地验证了视差（parallax）和立体感之间的联系。要想创造出良好的立体感视觉，就必须深刻理解视差的作用，即视差创造立体。 立体视觉基本原理 “视差创造立体” 是指人的两只眼睛从不同的角度观看世界, 即左眼看到的物体与右眼看到的同一物体之间有细微的差别, 两者平均相差约6.5cm, 因而描述场景轮廓的方式也不尽相同。大脑根据这两个有细微差别的场景进行综合处理, 产生精确的三维物体, 以及该物体在场景中的定位, 这就是具有深度的立体感，大脑根据左右眼不同角度观察的立方体影像得到真实感立体的立方体。立体成像系统的工作 就是对每个场景至少产生两张图像, 一张代表左眼所看到的, 另一张代表右眼所看到的, 这两张图像称为立体图像对（stereo pair）而立体显示系统必须使左眼只能看到左图像, 右眼只能看到右图像。 立体显示的分类 由于立体显示广泛应用于娱乐、医学、气象及军事训练等领域, 不同的应用环境提出的要求也迥然不同, 所以产生的立体显示方式也千差万别。 按图对的显示方式来分大体有两种：时间复用方式和同步方式; 从观看的角度则分为需使用辅助观看设备的和可直接观看的两种，这两种也被分别称作体视显示系统( Stereoscopic Display) 与自体视显示系统(Auto stereoscopic Display)。 时间复用的显示方式 在时间复用的显示方式中大多要用到观看器(立体镜等)、传感器、由时间驱动的电子转换器等辅助设备. 所谓时间复用是指左右透视图对以某一频率交替显示在同一显示屏上。观看器 (立体镜等) 的左右镜片由具有不同极性的透镜组成，两个镜片由传感器联到一个由时间驱动的电子转换器上。左右透视图对在屏幕上快速切换, 电子转换器以相同频率同步开关左右镜片，以确保左眼只看到左图，右眼只看到右图。这种方式的优点在于使用普通的CRT 显示器即可实现立体显示，但它需借助辅助的观看设备，且存在如何实现左右透视图对的快速转换并消除双眼间干扰的问题。 同步显示方式 同步显示方式，就是同时显示左右透视图对。 实现这种方式的途径有很多种, 例如可以在左右眼前各放一个小显示屏, 使每只眼睛只看到各自的显示屏, 左右眼像即可同时显示。不需使用观看器即可获得立体效果的自体式显示系统也属于同步方式。 自体式显示系统需使用特殊显示屏。Dimension Technologies 公司的DT I2100M自体式显示系统液晶显示器就是这种方式的典型产品。它的显示装置主要由一个液晶显示屏(LCD) 和位于其后几毫米的一个可发出许多很细的垂直光束的照明板组成。LCD 上的每一像素都可在传递光与阻塞光两种状态间转换，只要合理设置垂直光束的间距并使观察者位于屏幕前适当位置，即可使左眼在奇数列中看到图像，从偶数列中只看到黑色背景；同理, 右眼在偶数列看到图像, 在奇数列中看到黑色的背景, 即相应的奇偶数列中的两个像素构成立体透视图中的一个虚拟像素。 DT I2100M 对观察者的位置有一定的限制，这是它的不利之处，但它可