3D立体显示技术简介.PDF

3D立体显示技术简介 1. 3D 立体显示技术的原理 偏振角不同的图像， 而且要同步，并且对显示屏要求比较高。 3D 立体显示技术主要是产生两幅不同角度观看对象的图像， 红蓝眼镜不需要和特殊要求的硬件设备相匹配，常规任何播 两幅图像分别要让人眼的两只眼睛独立看到，两只眼睛看到 放设备都行，如显示器、投影仪、彩色印刷品等。俗称红蓝， 的两幅图像通过大脑合成为立体图像。两幅图像通过显示设 其实是红青，青色是蓝色和绿色的混合。其原理是将观察对 备如显示器或投影同时显示出来或快速间隔显示出来，通过 象的两幅图处理成红青两种色系，任何可见光都是红绿蓝三 设备将两幅图像区别开来。一种方法是在显示器上为两眼区 色组成的，这样一幅没有蓝色和绿色，一幅没有红色，红色 别开来，一种是在人的眼前区别开来，如图 1 所示。对应前者， 镜片过滤掉非红颜色，但红色显示成白色，青色镜片让蓝绿 可以通过视差光栅实现，让两幅图像分别让两眼看到，该类 色通过，两幅图像分别由红蓝眼镜片过滤掉对方的图像，使 显示屏一般比较小，而且对观看者和显示器的相对位置要求 人眼只能看到一幅图像 , 这样就产生了立体感 , 如图 2 所示。 比较严格。但该方法的好处是裸眼实现，观看者不需要戴眼镜。 由于红色通过红色镜片过滤后为白色，被青色镜片过滤后为 另一种是在观察者的眼前进行区别，有电子快门式、偏光式 黑色，因此红色会失真为黑色。依据颜色互补原理，还有红 和红蓝等形式。 绿模式、棕蓝、粉绿、绿粉模式等。 电子快门式通过眼镜中的电子控制快门快速轮流切换，分别 还有一种形式是两幅图像并排排列，通过适合人眼工学参数 让两眼看到两个角度的图像，这也需要显示器或投影仪的同 的遮挡等方法实现左眼只看到右面的图像，右眼只看到左面 步才行，显示器或投影仪轮流播放两只眼的图像，同时通过 的图像，从而实现 3D 立体效果。 和眼镜通信，让眼镜同步控制左眼该看到的图像让左眼看， 此外，还有眼镜片上分布众多小棱镜进行颜色区分从而实现 右眼关闭，让右眼观看的图像让右眼看，左眼关闭。开关频 两眼看到不同图像的方法，以及全息技术等。 率符合人眼的习惯，这样就实现了两眼分别看到不同图像。 电子快门式因为左右眼图像交替播放，因此需要显卡的支持， 2. 3D 立体显示技术在铸造中的应用 NVIDIA 是最常见的 3D 显卡。 在铸造模拟仿真中有造型文件、有限差分、有限元网格文件、 偏光式眼镜和偏光式显示屏配合，同步播出两幅图像，眼镜 计算结果文件，包括：温度场、流场、应力场、应变场、位移场、 两个镜片的偏光角度不同， 从而分别过滤掉另一幅图像，这 微观组织，还有铸造缺陷，如缩孔缩松、裂纹等。由于铸件 样就实现了两眼观看不同图像。偏光式眼镜也可以和偏光投 形状复杂，因此传统观察手段比较麻烦，对于不熟悉的人来说， 影设备相结合投影到屏幕，这时需要两个投影仪，投出光的 难度很大，往往借助于反复旋转、透视、切片、消隐、放大 1 等功能。因此 3D 立体显示技术非常有用，可以快 速帮助观察者看清铸件的形状，分析结果的分布情 况，通过转动，能够更快了解结果的全貌。也可以 观察铸件、冷铁、补贴、浇注系统、保温冒口等的 相对位置关系。还可以观察缩孔缩松等缺陷的位置。 美国 CEI 公司的 Ensight 是一种数值模拟结果 3D 立体显示后处理软件。作者在 Ensight 基础上二次 开发，实现了铸件铸造数值模拟结果的显示。本书 (a) 左眼观察图 left image (b) 右眼观察图 right image 整理了作者十几年来的铸件数值模拟算例并进行了 3D 红蓝立体显示处理。 注意：