详解4种立体显示技术 (2).docVIP

详解4种立体显示技术 要使一幅画面产生立体感，至少要满足三个方面的条件：一、画面有透视效果透视效果是观看三维世界时的基本规律，是画面产生立体感的基本要求。如果画一个立方体却不遵照立方体的透视规律来画，那么画出来的作品就一定不会产生立方体所应有的立体感，不过即使是这样的作品还是有透视效果的，只不过是别的东西的透视效果。那么什么是没有透视效果呢？一个正方形就没有透视效果，如果画面中只有一个孤零零的正方形的话就绝对不会有立体感。 二、画面有正确的明暗虚实变化真实世界中根据光源的亮度、颜色、位置和数量的不同，物体会有相应的亮部、暗部、投影和光泽等，同时近处的物体在色彩的饱和度、亮度、对比度等方面都相对较高，远处的则较低。如果画面中没有这些效果或是违反这些规律，都不会产生好的立体感。三、双眼的空间定位效果人眼在观看物体时，两只眼睛分别从两个角度来观看，看到的两幅画面自然有细微的差别，大脑将两幅画面混合成一幅完整的画面，并根据它们的差别线索感知被视物的距离。这就是双眼的空间定位，是人眼感知距离的最主要的手段。如果重放画面的时候不能再现这种空间定位的感觉，那么即使前两点做很不错也总觉得欠缺点什么。 以上三点只有同时满足才能产生比较完美的立体效果，普通显示器可以实现前两点却无法实现第三点，而所谓的立体显示技术也就是能够再现空间定位感的显示技术。关于为什么普通显示器无法再现空间定位感，可以藉由观察视差角的不同来理解。视差角就是双眼和一点的两条连线之间的角度，距离近则视差角大、距离远则视差角小，物体的表面有无数个点，那么就有无数个视差角，我们只需找其中有代表性的几个作分析。 如图显示，人眼在看真实的圆柱体和看屏幕上显示的圆柱体时，视差角有明显的不同，看屏幕时的视差角实际上和看平板玻璃时是一样的，因此不管屏幕上显示的内容如何变化，立体感始终是一个平面，这也是普通显示器无法实现立体显示的原因。既然如此，首先想到的解决办法自然就是把显示器做成圆柱体形状，这样当然可以完美的显示圆柱体，不过这样的显示器不管显示什么内容时都会机械的制造出中间近、两边远的效果。世界上倒也的确有类似的技术，比如有一种国家专利的“立体眼镜”，它就是通过光学手段把输送给两眼的画面作处理，把给其中一只眼的画面扭曲成平行四边形。这样就相当于把画面下部的视差角增大了，产生了近的感觉，画面的上部则感觉比较远。虽然是十分单纯的欺骗眼睛的手段，对于大部分画面来说这种效果倒也不错。但是，它并不能算是立体显示技术。那么为了完美显示每一种物体，显示电风扇时就得用电风扇形的显示器，显示飞机又要用飞机形状的显示器，如果要显示宇宙该用什么形状的显示器呢？显然，这样就走入了一条死胡同，因此必须找到其它的方法。我们继续思考的话可以想到，视差角之所以存在都是因为我们有两只眼睛，那么我们可以从这一点着手。设法分别向两眼输送两个拍摄角度略有不同的画面，给左眼的画面只让左眼看到，给右眼的只让右眼看到，那么如同前面提到的立体眼镜，调节两幅画面之间的细微差距就相当于调节视差角。既然可以人为的控制视差角，我们就可以在显示圆柱体时调节视差角产生圆柱体的立体感，显示电风扇、飞机时产生电风扇和飞机的立体感，显示宇宙时产生宇宙中每个星球的立体感等等。按照这个方法不就可以实现完美的立体显示了吗？事实上，当今主流的4种立体显示技术都是基于这个原理的。立体显示技术的种类非常多，大部分还在实验室中，目前投入应用比较多的是分色、分光、分时和光栅4种技术。根据上面的介绍，实现基于双眼视觉的立体显示需要经过两大步骤，首先，要准备好两套分别供左眼和右眼观看的画面。目前，这种画面的来源有三种途径：一、双机拍摄。拍摄电影或图片时将两台照像机或摄像机并排放置，两机间的角度和距离都模拟人的双眼。二、从3D场景中提取。由于3D场景本来就被设计用来可供任何角度观看，所以从中提取两套画面自然不难，提取的两套画面相互间的角度要模拟人的双眼。三、用软件智能模拟。这是利用计算机根据原始画面重新生成两套画面，可用于将现有的普通视频和图片转换为立体显示的片源，但效果略差。在第一步中，三种获取途径是通用的，但实际的产品中通产只采用某一种方式。片源准备好以后，第二个步骤就是将它们输送给双眼，并且要点是给左眼观看的画面只能让左眼看到。在输送时其实并不需要刻意的调节两套画面的差距，只要能将上述途径获得的片源按要求输送给双眼，那么人眼就会自动产生与画面对应的立体感了。为了实现这一步，各种立体显示技术采用了不同的方式，4种技术的区别也就在于此。 4种主流立体显示技术的原理及实现方法下面就介绍4种技术如何将片源输送给双眼，其中前三种，分色、分光、分时技术的流程很相似，都是需要经过两次过滤，第一次是在显示器端，第二次是在眼睛端：分色：分色技术的基本原理是让某些颜色的光只进入左眼，另