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可见光隐身与裸眼3D显示

张力平

摘要:为了实现三维显示器和三维电视的动态三维显示，提出了一种在空

间直接形成三维图像的理论。

通过再现被人体遮挡的背景的三维图像，本文还探讨了一种待实现的可

见光隐身技术，用于隐身衣。

关键词：裸眼3D显示；三维显示器；立体电视；可见光隐身；隐身衣；

中图分类号：O439

Visiblelightstealthandglasses-free3Ddisplay

ABSTRACT:Atheoryisproposed,whichcandirectlyforma

three-dimensionalimageinspaceinordertorealizedynamic

three-dimensionaldisplayfor3Ddisplayerand3Dtelevision.

Byreproducinga3Dimageofthebackgroundwhichblockedbyhuman

body,thispaperalsodiscussesapotentialvisiblestealthtechniqueusedfor

invisibleclothes.

Keywords:nakedeye3Ddisplay;3Ddisplay;stereoscopicTV;visiblestealth;

invisibleclothes;

目前三维显示有佩戴特殊眼镜的方法和裸眼3D显示。佩戴特殊眼镜肯

定是落后技术；裸眼3D显示各种方案都结构复杂成本高效果差。例如裸眼

3D显示方案中的一种体三维显示技术，显示的立体图像的距离和最大尺寸

受显示器体积限制，比如要显示远处高大楼房，体三维显示技术就无能为力

了。而视差显示和全息显示技术也存在很多问题，并不理想。本文提出的三

维动态显示方案硬件相对简单，只是软件相当复杂，更易实现大视场，真彩

色，高清晰度立体活动图像的完美显示，且显示器可做得很大又很轻薄，屏

幕还可以折叠，传输3D视频所需要的通讯带宽不大，仅仅是平面视频传输

带宽的2倍左右。至于可见光隐身的实现，虽然目前有人提出用左手性负折

射率超材料做隐身衣，使光线从身体绕行来实现，但可见光含有很多不同频

率的光波，负折射率材料对它们的偏折率不同，导致负折射率材料隐身衣产

[1]

生色散现象而无法真正隐身，只能在单一频率光波条件下隐身，而本文提

出的可见光隐身方案通过再现被人体遮挡的周围环境背景的三维图像光场

实现可见光隐身，不存在色散问题。

该设想的依据是电磁理论中的唯一性定理（证明见附录），定理表述为：

有界区域内，如果时电磁场的初值处处已知，并且在t≥0时区域的

边界上的电场的切向分量或磁场的切向分量也是已知的，那么在t0时区域

[2]

中电磁场就由麦克斯韦方程唯一地确定了。

因为光是电磁波，所以光场也应该符合唯一性定理。

下面探讨利用唯一性定理成像的原理：

zV

S面

V内

xy平面

物体O

如上图：水平线表示一个假想平面。假想的S曲面是空间边界的封

闭曲面的一部分，V内是S面和xy平面共同封闭的空间。假设在面下方有

一物体，发出光波在空间制造一个变化的电磁