三种3D立体成像显示技术

3D显示（或称立体成像）技术有几百年的历史。从原理上大致可分为三大类：立体图像对技术(Stereo Pair)、体显示技术(Volumetric Displays)、全息技术(Holography)。

立体图像对是目前发展最成熟也是应用最广泛的3D显示技术，戴立体眼镜看3D电影和裸眼就能看到立体效果的显示屏都是基于这种技术实现的。它的基本原理是，先产生场景的两个视图或多个视图，然后用某种机制（如佩戴眼镜）将不同视图分别传送给左右眼，确保每只眼睛只看到对应的视图而看不到其他视图。如果观察者无需佩戴立体眼镜即可看到立体效果，则称为“裸眼立体显示”。

虽然立体图像对技术能够提供立体感，但它本质上只是空间中两张或多张平面图像，通过“欺骗”人眼视觉系统而立体成像。这类技术会使人眼产生矛盾的晶状体焦距调节和视线汇聚调节，长时间观看会产生视觉疲劳。而体显示技术与之不同，它物理上显示了三个维度，能在空间中产生真正的3D效果。成像物体就像在空间中真实存在，观察者能看到科幻电影中一般“悬浮”在半空中的3D透视图像。从数字图像处理技术来说，平面图像对应了二维数组，每个元素被称为像素；而三维图像对应三维数组，每个元素被称为体素。体显示技术正是在空间中表现了这个三维数组。

根据是否有机械结构，体显示可分为两种实现方式，扫描体显示(Swept Volume)和静态体显示(Static Volume)。扫描体显示技术利用高速旋转的平面反射光线，并通过视觉记忆而立体成像。一个成功的产品是Actuality系统公司的Perspecta 3D显示器。而静态体显示的典型产品是Felix3D公司的SolidFelix，它以含有稀土元素的晶体作为显示介质，使用两束相干激光照射晶体内部空间点发光。另一个静态体显示技术的产品是DepthCube 系统，它使用20块液晶屏层叠而成，任何时刻只有一块屏工作，其他都是透明的，而图像也只投射到工作的显示屏上。DepthCube在这20块屏上快速切换显示3D物体截面从而产生纵深感。

全息技术是利用光波的干涉和衍射原理记录并再现物体的真实感的一种成像技术。全息照片记录了物体拍摄时的干涉条纹，重现时用相干光源照射全息照片，根据光的衍射而立

体成像。全息技术再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应。除用光波产生全息图外，现在已发展到可用计算机产生全息图，然而需要的计算量极其巨大。全息术应该是3D显示的终极解决方案，但目前还有很多技术问题有待解决，短期内难有成熟产品量产。

参考资料：https://www.360docs.net/doc/ac8373467.html,/news/201204/25/69.html

3D立体显示技术综述

3D立体显示技术综述 Tuesday, May 24, 2011 09:44 引言理想的视觉显示与日常经历中的场景对比，在质量、清晰度和范围方面应该是无法区分的，但是当前的技术还不支持这种高真实度的视觉显示。随着2009年底卡梅隆导演的《阿凡达》热映，三维立体(3D Stereo)显示技术成为目前火热的技术之一，通过左右眼信号分离，在显示平台上能够实现的立体图像显示。立体显示是VR虚拟现实的一个实现沉浸交互的方式之一，3D(3 dimensional)立体显示可以把图像的纵深，层次，位置全部展现，观察者更直观的了解图像的现实分布状况，从而更全面了解图像或显示内容的信息。电影《阿凡达》热映的后时代，全民步入了3D立体的时代，随着技术的发展和对3D技术关注度的剧增，3D显示技术的普及化应用已进入紧锣密鼓的实用阶段。本文旨在介绍目前各种系统或设备对三维立体实现方式，推广三维立体的认知度。 1、3D立体显示原理 3D立体显示的基本原理如图表1所示。图中表示两眼光轴平行的情况，相当于两眼注视远处。内瞳距（IPD）是两眼瞳孔之间的距离。两眼空间位置的不同，是产生立体视觉的原因。F是距离人眼较近的物体B上的一个固定点。右面的两眼的视图说明，F点在视图中的位置不同，这种不同就是立体视差。人眼也可以利用这种视差，判断物体的远近，产生深度感。这就是人类的立体视觉，由此获得环境的三维信息。人眼的另一种工作方式是注视近处的固定点F。这时两眼的光轴都通过点F。两个光轴的交角就是图中的会聚角。因为两眼的光轴都通过点F，所以F点在两个视图中都在中心点。这时，与F相比距离人眼更远或更近的其他点，会存在视差。人眼也可以利用这种视差，判断物体的远近，产生深度感。

国内外的立体显示技术研究情况概述

国内外的立体显示技术研究情况概述立体摄影技术是立体成像技术的先导，本世纪二、三十年代，人们进行了一系列机械快门、红绿分色、偏振光式等立体照相技术的实验。在此基础上，英国首先进行了机械快门式立体电视的实验，标志着立体显示研究的开端，近半个世纪以来，国外相继有人提出并研制了分路式立体电视系统、分色式立体电视系统、偏振光式立体电视系统、普氏摆效应立体电视系统、时分式立体电视系统等立体电视方案。其中分路式立体电视系统是最早研制出的一种立体电视系统，分路式系统由同一同步发生器控制的两路普通二维电视系统和一个光学装置组成。在系统的发送端，视差图像的产生是由相隔一定距离的两台普通摄像机同时对同一景物并列摄像来实现。左摄像机模拟人的左眼，右摄像机模拟右眼，两台摄像机的相隔距离模拟人眼的瞳孔距。这样，左摄像机靶面上的像相当于观看景物时左眼视网膜上的像；右摄像机靶面上的像相当于右眼视网膜像。从而，从左、右摄像机获得了具有视差的左图像和右图像。摄像机输出的具有视差的左、右图像信号经两路传输通道分别送至接收端的两台电视机进行显示。两台电视机各自显示的左、右路图像经过一个光学装置分别送至左、右眼，实现了视差图像的分离。观看者利用一个光学装置观看显示的图像，大脑根据左、右眼看到的视差图像融合成立体视觉像。由于在这个系统中，左、右图像的摄取、传输、显示都是各占一路，因此需要两套电视信号发射、传输

与接收系统占用两个电视频道，无法与现行广播电视系统兼容而且体积较大，只能供一人观看分路式立体电视系统原理图分色式立体电视系统的组成如图所示。这是一种只能传输黑白图像的立体电视系统。发送端视差图像的产生与分路式相似，也是用两台左、右相隔一定距离的普通摄像机并列摄像，不同的是分色式系统只能用两台黑白摄像机而不能用彩色摄像机。左、右摄像机摄取的左、右视差图像信号经两路信道传输后，分别送至接收端的两个黑白显像管，各自显示出左、右图像。为了实现两眼对视差图像的分离，使观看者左眼仅看见左图像、右眼仅看见右图像，必须先对显像管显示的左、右图像进行处理，人为地赋于左、右图像不同的特征，然后，人的左、右眼利用这些特征将左、右图像分离。在分色式系统中，是对显像管显示的左、右黑白图像进行分色处理，即使左、右黑白图像通过不同颜色的滤色片，成为彩色不同的左、右图像。彩色不同，即是光谱不同。因此，使左、右图像具有颜色不同的特征，就是使其在光谱上分开。如图及所示，在显示左图像的黑白显像管屏幕前放置红滤色片，显示右图像的显像管屏幕前放置绿滤色片。这样，通过红滤色片的左图像呈现为波长较长的

三维立体显示技术发展现状与前景分析

三维立体显示技术现状分析与应用前景

目录引言： (3) 1、三维立体技术概述 (3) 1.1、概念 (3) 1.2、特点 (3) 2、三维立体显示技术研究 (4) 2.1、眼镜式3D (4) 2.1.1、色差式 (4) 2.1.2、互补色 (4) 2.1.3、偏振光 (4) 2.1.4、时分式 (5) 2.2、裸眼式3D (5) 2.2.1、光屏障式 (5) 2.2.2、柱状透镜 (5) 2.2.3、指向光源 (6) 3、三维立体技术应用 (6) 3.1、应用范围 (6) 3.2、目前已存在的 (6) 4、三维立体技术发展存在的问题 (7) 4.1、技术壁垒 (7) 4.2、消费者体验 (7) 5、三维立体技术发展前景 (8) 【参考文献】 (8)

【摘要】本文主要介绍了3D立体技术在商业应用上的发展现状，以及其发展前景。首先介绍了3D立体技术的概念和相关特征，然后简要说明其分类和技术应用，主要介绍了在显示方面的技术，分析了其存在的技术壁垒、发展存在的问题和适用盲区，最后介绍了它的发展前景。【关键词】3D立体技术显示技术眼睛式裸眼式现状分析发展前景引言：随着计算机技术和和网络技术的飞速发展，3D立体的应用研究也越来越受到广泛关注。它已然不止在高科技的商业上层出现，2008年北奥会开幕式的立体卷轴的设计，2010年欧洲出现了第一张3D报纸，同年在国际消费电子展上出现了3D电视，而电影《阿凡达》将全球影视视角提高到三维立体的角度，国内随后也有《龙门飞甲》的3D特效给观众带来了前所未有的体验。日本京都府精华町的东洋纺阪京研究所开发3D电子模特，也将3D技术应用到虚拟服装领域。目前，国内也出现了很多3D特效的商业广告，在昆明就有公交站台广告，一些整形医院也推出了一系列基于三维立体技术的平面广告，满足了消费者对整体或局部立体感的需求。这些都是三维立体技术在生活中的应用。 1、三维立体技术概述 1.1、概念（1）、三维立体图：是一类能够让人从中感觉到立体效果的平面图像。观察这类图像通常需要采用特殊的方法或借助器材。 (2)、三维立体技术:利用先进的数码合成技术制作神奇三维立体，选择清晰的照片或底片将其扫描到电脑里，直接在电脑里利用专业的三维立体制图软件进行配图和数字处理，用高精度彩喷机打印出来，再用冷裱机装裱即可。（3）、三维立体显示技术：将三维影像通过一定的手段显示出来，并被观众体验到的技术。 1.2、特点（1）、视觉上层次分明色彩鲜艳，具有很强的视觉冲击力。（2）、立体图给人以真实、栩栩如生，人物呼之欲出，有身临其境的感觉，有很高的艺术欣赏价值。（3）、利用三维立体图像包装企业，使企业形象更加鲜明，突出企业实力和档次，增加影响力

基于双眼视觉的立体显示技术概述

基于双眼视觉的立体显示技术概述摘要：战场环境是一切军事行动的空间基础，战场环境仿真是目前军事作战模拟领域研究的热点。本文讨论了用于实现战场环境感知仿真的基于双眼视觉的立体显示技术。运用虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR;又译作灵境、幻真）实现战场环境仿真，其目的就是构成多维的、可感知的、可度量的、逼真的虚拟战场环境，借此提高参训人员对战场环境的认知效率。对于大多数应用而言，营造立体视觉效果是实现“沉浸”的关键，即根据人类的双目立体视觉原理，借助于一定的设备，使观察者在生理水平上对被观察的场景产生强烈的立体感。由于在虚拟现实系统中，场景是由计算机生成的（非实地拍摄），为了达到立体效果，就需要对图像的生成、显示与观察各环节进行适人化的处理，因此该技术也被成为“人造立体视觉技术”。一立体视觉基本原理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。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。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。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。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。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

主动式光学三维成像技术

万方数据

主动式光学三维成像技术作者：周海波，任秋实，李万荣作者单位：上海交通大学激光与光子生物医学研究所,上海,200030 刊名：激光与光电子学进展英文刊名：LASER & OPTOELECTRONICS PROGRESS 年，卷(期)：2004,41(10) 被引用次数：6次参考文献(23条) 1.Noguchi M;Nayar S K Microscopic shape from focus using active illumination[外文会议] 1994(01) 2.Cohen F S;Patel M A A new approach for extracting shape from texture,Intelligent Control,1990 1990 3.Nayar S K;Watanabe M;Noguchi M Real-time focus range sensor[外文期刊] 1996(12) 4.Ghita O;Whelan P F A bin picking system based on depth from defocus[外文期刊] 2003(04) 5.POSDAMER J L;Altschuler M D Surface measurement by space-encoded projected beam systems[外文期刊] 1982(01) 6.WOODHAM R J Photometric method for determining surface orientation from multiple images 1980(01) 7.Miyasaka T;Kuroda K;Hirose M High speed 3-D measurement system using incoherent light source for human performance analysis 2000 8.Carrihill B;Hummel R Experiments with the intensity ratio depth sensor 1985 9.Maruyama M;Abe S Range sensing by projecting multiple slits with random cuts[外文期刊] 1993(06) 10.Caspi D;Kiryati N;Shamir J Range imaging with adaptive color structured light[外文期刊] 1998(05) 11.Horn E;Kiryati N Toward optimal structured light patterns[外文期刊] 1999(02) 12.Rocchini C;Cignoni P;Montani M A low cost 3D scanner based on structured light 2001(03) 13.Inokuchi S;Sato K;Matsuda F Range imaging system for 3-D object recognition 1984 14.Horn B K P;Brooks M Shape from Shading 1989 15.Schubert E Fast 3D object recognition using multiple color coded illumination[外文会议] 1997 16.Pulli K Acquisition and visualization of colored 3D objects[外文会议] 1998 17.Sato K;Inokuchi S Three-dimensional surface measurement by space encoding range imaging 1985(02) 18.Daniel Scharstein;Richard Szeliski High-Accuracy Stereo Depth Maps Using Structured Light[外文会议] 2003 19.Batlle J;Mouaddib E;Salvi J Recent progress in coded structured light as a technique to solve the correspondence problem: a survey[外文期刊] 1998(07) 20.Yoshizawa T The recent trend of moiremetrology 1991(03) 21.Li Zhang;Curless B;Seitz S M Rapid Shape Acquisition Using Color Structured Light and Multi-pass Dynamic Programming[外文会议] 2002 22.Sato T Multispectral pattern projection range finder 1999 23.EL-Hakim S F;Beraldin J A;Blais F A Comparative Evaluation of the Performance of Passive and Active 3-D Vision Systems 1995 本文读者也读过(2条) 1.欧阳俊华.OUYANG Jun-hua近距离三维激光扫描技术[期刊论文]-红外2006,27(3)

立体显示技术简介

立体显示技术简介陈曦（四川长虹电器股份有限公司多媒体产业公司四川绵阳 621000）【摘要】传统显示技术只显示二维平面的信息，而立体显示技术显示的是物体的深度信息，它利用人眼的立体视觉特性来复现立体图像。本文将对立体显示技术的发展历程、显示原理、常见立体显示技术以及长虹立体显示产品开发历程进行初步的介绍。【关键词】立体显示、光栅法、分时法、分光法一、引子随着显示技术的飞速发展，电视机产品正在进行更新换代，以LCD、PDP为代表的新一代高清数字平板显示设备迅速崛起并快速取代了传统的CRT显示设备。这些新的显示技术的应用推广，虽然让电视画面的清晰度和主观效果得到了大幅度的提高，但显示技术仍停留在二维平面显示阶段。随着3D标准的制定、HDMI1.4版本的发布以及蓝光碟机对3D的支持，3D产业链正在形成。现代显示技术在继数字化、高清化之后，正开始迎来立体化的新一轮升级大发展。美国、日本、韩国等国家或地区纷纷开播3D电视，尤其是2010CES消费电子展上各厂家纷纷推出3D显示设备，以及电影《阿凡达》的上映，在全球迅速掀起3D热潮，包括长虹在内的各大电视厂家纷纷研发出3D电视并上市销售。本文将对立体显示技术的显示原理、常见立体显示技术以及长虹立体显示产品开发历程进行初步的介绍。二、立体显示原理研究人员发现，无论用两只眼睛还是只用一只眼睛观察物体均可以获得立体感觉。总的说来，立体视觉的形成因素包括双眼视觉差异、透视感觉、画面细腻程度的差异、光照造成的阴影深浅变化、物体运动导致其大小及角度的变化等。其中双眼视觉差异是获取立体感觉的主要因素，这是由于人的两只眼睛之间存在约65毫米左右的距离，因此在观察物体时，两只眼睛所获取的图像信息会存在一定的细微差异。正是基于双眼视觉差异产生立体感觉的原理，研究者们绞尽脑汁，设计出了多种不同的方法来重现立体图像。三、常见立体显示技术常见的立体显示技术主要有分色法、分光法、分时法、分屏法、光栅法以及全息法等。其中分色法、分光法、分时法、分屏法等均需要佩戴专用的眼镜，而光栅法、全息法属于自由立体显示技术，适用于裸眼观看。通常在发送端用两台或多台摄像机，从不同方位模拟双眼进行摄像，得到具有视觉差异的图像信号，再通过一定的处理方法融合一路信号传送，电视机接收到上述信号后解码还原成分别供两眼观看的图

关于3D立体显示技术研究

关于3D立体显示技术研究发表时间：2017-12-06T12:12:43.893Z 来源：《基层建设》2017年第24期作者：丁伟 [导读] 摘要：本文介绍了3D立体显示技术的起源及分类，然后对其在主动式与被动式成像原理领域的新突破进行介绍，又指出两种新的立体显示技术。天津拓维视讯科技有限公司摘要：本文介绍了3D立体显示技术的起源及分类，然后对其在主动式与被动式成像原理领域的新突破进行介绍，又指出两种新的立体显示技术。关键词：3D立体显示；主动式；被动式；全息三维空间；四维光场显示；突破一、绪论 3D显示技术起源于19世纪初，摄影师利用两台并列放置的相机，模拟双眼的排列方式，拍下两张有细微差别的照片，再利用交叉视线法等技术来实现3D效果。进入新世纪以来，由于3D显示能解决虚拟显示领域的视觉显示问题，给观察者身临其境的真实感觉，因而有了飞速的发展。无论是游戏行业、终端显示行业都投入到3D显示的研究开发中，各种显示设备被开发出来，3D立体显示技术成为下一代显示技术的重要研发方向。二、3D显示技术的分类经过多年的发展，3D显示技术种类已经多种多样。图像分离方法和获取方式不同，产生了不同的立体显示技术，广义上可分为眼镜式立体显示技术和裸眼式立体显示技术。 2.1眼镜式立体显示技术眼镜式立体显示技术可以分为主动式显示技术和被动式显示技术，也可以分为色差式立体显示技术、偏光式立体显示技术和快门式立体显示技术。其中色差式和偏光式属于被动式显示技术，快门式属于主动式显示技术。 1）色差式立体显示技术色差式立体显示技术是最早最初级的立体显示技术，也称为分色立体成像技术。原理是主要是利用绿光盘的分色作用和镜片的过滤作用，屏幕上面的光谱信息可以用绿光盘进行分色，镜片对图像光的过滤作用使每个镜片的颜色不一样，观察者在观察同一个物体时两个眼睛看到不一样的图像，经过眼球调节后大脑对两幅图像进行综合得到3D立体的效果。这种眼镜由于装了不同颜色的滤光镜片，因此称作被动式色差立体眼睛，较为常见的主要有红-绿、红-蓝和红-青等。 2）偏光式立体显示技术偏光式立体显示技术又称为光分式立体显示技术，原理是利用两台偏光角度相互垂直的投影机在一个屏幕上放两幅不同视角图像，屏幕上图像被分解后利用显示屏上的偏光片将其分为垂直方向和水平方向偏振光的图像，再利用不同偏振方向的左右眼镜观察图像，可得到同一个物体的不同视角的两幅图像，经过眼球调节后大脑对两幅图像进行综合后会得到3D立体的效果。偏光式立体显示技术目前在商业影院及家庭影院等场合应用较多，其成像效果比色差式立体显示效果好，而且成本不高，在可控制的范围之内。 3）快门式立体显示技术快门式立体技术又称为主动快门式立体显示技术，同前两种显示技术不一样，需要借助主动快门式设备相互配合才能实现3D效果。原理是将一帧图像拆分为两帧图像，每一帧图像分别对应着左眼和右眼，将两帧图像分别在屏幕上连续交替的显示，立体显示器发射的红外线信号控制着快门式眼镜镜片的开关，通过左眼与右眼的交替，在合适的时间看到合适的图像，左眼与右眼看到的是同一个物体在不同视角的两幅图像，经过眼球调节后大脑对两幅图像进行综合后会得到3D立体的效果。播放画面时候保持一个高的刷新率，刷新频率应该最少在120HZ，也就是左眼与右眼的接收到在60HZ以上频率的图像，人眼视觉系统可以用积分效果对这些图像进行融合，能使观察者看到连续的、不闪烁的3D图像。这项技术由于具有立体感出众、全高清效果、不会损失亮度的优点，因而得到广泛的应用。 4）主动式与被动式的技术突破通过上面对三种立体显示技术的介绍，我们对主动式与被动式立体成像技术有了初步认识，从结果看，虽然都能达到成像目的，主动式成像效果好，光损失小，性价比高，是以后研究的重点。 2.2裸眼式立体显示技术随着3D技术的发展，裸眼式3D技术的产品越来越多，裸眼式3D技术利用人双眼的视差特性，不用辅助设备的情况下就可获得3D效果。最大特点是不用佩戴眼镜，广泛应用于商用公共显示领域。裸眼式立体显示技术主要有光屏障式立体显示技术、柱状透镜式立体显示技术和指向光源式立体显示技术。 1）光屏障式立体显示技术光屏障式立体显示技术也称为视差屏障式立体显示技术，这项技术的原理跟偏振式立体显示技术比较相似，但是不需要眼镜来实现3D 立体效果。主要利用偏振膜、高分子液晶层和开关液压屏，使成像过程中出现细条纹，在3D模式下，用左眼看到图像时候，细条纹会挡住右眼的视线，保证右眼看不到左眼的图像。同理，在右眼看到图像时候，细条纹又会挡住左眼的视线，保证左眼看不到右眼的图像。经过眼球调节后大脑对两幅图像进行综合后会得到3D立体的效果。虽然光屏障式立体显示技术在量产和成本方面具有优势，但是因为遮挡光线的原因，亮度会有损失，分辨率也会有一定程度的削弱，因此很难使得到全高清立体显示效果。 2）柱状透镜式立体显示技术柱状透镜式立体显示技术又称为微柱透镜，这项技术的原理是在液晶屏表面上加一层垂直的圆柱状透镜，圆柱透镜会使平面跟柱状透镜的焦平面平行，这样就使每个柱状透镜的像素被分为很多像素，透镜可以向不同方向发射不同像素，这样观察者左眼和右眼看到的像素就是不一样的，左眼与右眼看到的图像就会不同，经过眼球调节后大脑对两幅图像进行综合后会得到3D立体的效果。

三维动画的文献综述-参考

一、前言部分动画及三维动画技术简介动画是一门通过在连续多格的胶片上拍摄一系列单个画面,从而产生动态视觉的技术和艺术,这种视觉是通过将胶片以一定的数率放映体现出来的.实验证明:动画和电影的画面刷新率为24帧/s,即每秒放映24幅画面,则人眼看到的是连续的画面效果[12]。计算机动画是指采用图形与图像的处理技术,借助于编程或动画制作软件生成一系列的景物画面,其中当前帧是前一帧的部分修改。计算机动画是采用连续播放静止图像的方法产生物体运动的效果。计算机动画的关键技术体现在计算机动画制作软件及硬件上。计算机动画是计算机图形学和艺术相结合的产物，它是伴随着计算机硬件和图形算法高速发展起来的一门高新技术，它综合利用计算机科学、艺术、数学、物理学和其它相关学科的知识在计算机上生成绚丽多彩的连续的虚拟真实画面，给人们提供了一个充分展示个人想象力和艺术才能的新天地[12]。其中三维动画特技可以说是电脑动画技术中的一大难题，因为这需要非常强大的软件和运算能力极强的硬件平台。当然，它所带来的视觉效果也是无可比拟的。当《侏罗纪公园》、《第五元素》、《泰坦尼克号》这些影片中逼真的恐龙、亦真亦幻的未来城市和巨大的“泰坦尼克号”让人沉浸在现代电影所营造的“真实”世界里时，你可知道创造了这些令人难以置信的视觉效果的幕后英雄是众多的三维动画制作软件和视频特技制作软件[3]。好莱坞的电脑特技师们正是借助这些非凡的软件，把他们的想像发挥到极限，也带给了我们无比的视觉享受。三维动画特技制作包含了数字模型构建、动画生成、场景合成三大环节，而三维扫描、表演动画、虚拟演播室等新技术，恰恰给这三大环节都带来了全新的技术突破。综合运用这些新技术，可望获得魔幻般的特技效果，彻底改变动画制作的面貌。可以想像，先用三维扫描技术对一个80岁的白发老太太进行扫描，形成一个数字化人物模型，然后将乔丹的动作捕捉下来，用以驱动老人模型的运动，观众将会看到80岁老妪空中扣篮的场面。甚至还可以用演员的表演驱动动物的模型，拍摄真正的动物王国故事。利用表演动画技术还可以实现网上或电视中的虚拟主持人[3]。三维动画技术比较用于计算机三维动画制作的软件和工具目前很多，不同的动画效果，取决于不同的计算机动画软、硬件的功能以及各动画编程语言工具的特点。虽然制作的复杂程度不同，但动画的基本原理是一致的。其中Java 3D是Java语言在三维图形领域的扩展，是一组应用编程接口（API）。利用Java 3D提供的API，可以编写出基于网页的三维动画、各种计算机辅助教学软件和三维游戏等等。利用Java 3D编写的程序，只需要编程人员调用这些API进行编程，而客户端只需要使用标准的Java虚拟机就可以浏览，因此具有不需要安装插件的优点。[1]它的这种体系结构既可以使其开发的程序“到处运行”，又使其能充分利用系统的三维特性。就因为JAVA 3D拥有如此的强大的三维能力，使得它在网络世界，特别是在游戏中能大展姿彩[1]。与JAVA3D一样OPENGL也具有跨平台特性，许多人利用OPENGL编写三维应用程序，不过对于一个非计算机专业的人员来说，利用OPENGL编写出复杂的三维应用程序是比较困难的，且不说C/C++语言和java的掌握需要花费大量时间精力，当我们需要处理复杂问题的时候，我们不得不自己完成大量非常繁琐的工作。[7]当然，对于编程高手来说，OPENGL是他们发挥才能的非常好的工具。另外，以此开发出的图形要在

3D立体成像技术简介

3D立体成像技术简介 3D立体成像技术其实并不是一个新鲜事物。如果从时间上看,3D立体成像技术早在上个世纪中叶就已经出现，比起现在主流的的液晶、等离子这些平板显示技术，历史更加悠久。那么现在的3D电视，到底使用了哪些方式来实现所谓的“全高清无闪烁”的立体影像呢？色差式3D 历史悠久缺点最多首先我们看看最早出现的也是最容易实现的一种3D立体成像技术：色差式 3D成像技术。从技术层面上看色差式3D立体成像是比较简单的一种方法，这种3D成像只需要通过一副简单的红蓝（或者红绿）眼镜就可实现，硬件成本不过几元钱。显示设备方面也无需额外的升级，现有的任何显示设备都可以直接显示。色差式3D立体成像技术的原理是将两张不同视角上拍摄的影像分别以两种不同的颜色印制在同一副画面中，如果不戴眼镜，我们只能看到色彩重合的模糊图像。但是戴上眼镜后，左右眼不同颜色的镜片分别过滤了对应的色彩，只有红色的影像通过红色镜片蓝色通过蓝色镜片，最终两只眼睛看到的不同影像在人脑中重叠产生了立体效果。色差式3D立体成像原理简单，能达到的3D景深效果也还算不错。不过由于采用的色度分离方式会给观看者带来比较严重的视觉障碍，舒适感始终不能让人满意，同时画面的色彩还原效果也一直在较低的水准徘徊，这就导致了它很难成为3D立体显示技术中的主流。偏光式3D 影院主流家庭不易实现在3D电视大量出现之前，3D影院其实已经进入我们的生活很长一段时间。而在3D影院之中最为常见的，就是偏光式3D技术。偏光式3D技术主要利用偏振光分离技术实现3D立体成像。观看者通过佩戴偏振眼镜，左右眼镜片就分别过滤掉不同偏振方向的光线，从而实现了左右眼画面的分离。影院方面在具体实施的时候主要有两种方式：双机3D和单机3D。双机3D 多用在IMAX 3D影院中，通过使用两台投影机，分别透射偏振方向不一样的左右眼画面。单机3D相对简单，主要通过但抬头迎和快速切换的偏振器来分别高速切换左右眼画面，最终再通过偏振眼镜进行左右眼画面的分离。

(整理)3D显示技术全面解析

未来行业发展趋势 3D显示技术全面解析 2009年02月18日 09时09分作者：ZOL 编辑：天雅 ● 由来已久的3D显示技术在春节后，三星和优派分别结合NVIDIA最新的3D Stereo技术推出了新款3D液晶显示器（请详见《游戏视觉革命优派发布全球首款3D液晶》和《画面有何不同？三星 3D显示器全国首测》），很多网友都开始对这两款3D显示器产生了浓厚的兴趣，并且引发了新一轮3D显示的狂潮。 3D显示器一展出就受到了很多人的关注事实上，3D显示技术并不是第一次和广大消费者见面。在三星 2233RZ和优派VX2265wm发布之前，已经有不少支持3D显示的设备问世，不过它们和前两者采用的是完全不同的3D显示解决方案。不少厂商已经推出了3D显示器事实上早在十几年前，3D立体显示技术雏形就已经被开发出来，以达到在2D显示设备上显示3D 立体画面的效果。在随后的时间内，很多厂商都推出了自己的3D显示解决方案，它们在显示原理以及实

际效果上都有很大的区别。大部分3D技术都需要专用眼镜的辅助在三星和优派分别推出3D显示器后，一部分网友并不以为然，认为它们所使用的3D技术和之前推出的相同。但事实上并非如此。接下来，我们就对目前常见的几种3D技术进行介绍，看看各种3D显示技术的优点和存在的问题。 3D显示技术的总体分类早期不论是使用显示器还是电影院中的大屏幕来作为显示设备，人们都需要佩戴特制的专用眼镜才能看到3D立体效果，不过随着技术的不断改进，一些厂商推出了不需要佩戴3D眼镜，就能够观察到立体画面的显示设备，因此总体上，3D显示设备可以分为需要佩戴3D眼镜和不需要佩戴3D眼镜这两大类。接下来，我们分别按照这两大类技术进行一一介绍，首先我们来看看不需要佩戴专用眼镜的裸眼3D技术。

光学三维测量技术综述精选文档

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光学三维测量技术综述 1．引言客观景物三维信息的获取是计算机辅助设计、三维重建以及三维成像技术中的基础环节，被测物体的三维信息的快速、准确的获得在虚拟现实、逆向工程、生物与医学工程等领域有着广泛的应用[1]。三维测量方法总的包括两大类，接触式以及非接触式。如图所示。图三维测量方法分类接触式的三维测量方法到目前为止已经发展了很长一段时间，这方面的技术理论已经非常完善和成熟，所以，在实际的测量中会有比较高的准确性。但是尽管如此，依然会有一些缺点[2]： (1) 在测量过程中，接触式测量必须要接触被测物体，这就很容易造成被测物体表面的划伤。 (2) 接触式测量设备在经过长时间的使用之后，测量头有时会出现形变现象，这无疑会对整个测量结果造成影响。 (3) 接触式测量要依靠测量头遍历被测物体上所有的点，可见，其测量效率还是相当低的。接触式三维测量技术发展已久，应用最广泛的莫过于三坐标测量机。该方法基于精密机械，并结合了当前一些比较先进技术，如光学、计算机等。并且该方法现在已经得到了广泛的应用，特别是在一些复杂物体的轮廓、尺寸等信息的精确测量上。在测量过程中，三坐标测量机的测量头在世界坐标系的三个坐标轴上都可以移动，而且测量头可以到达被测物体上的任意一个位置上，只要测量头能到达该位置，测量机就可以得到该位置的坐标，而且可以达到微米级的测量精度。但由于三坐标机测量系统成本较高，加之上述的一些缺点，广泛应用还不太现实。

非接触式三维测量技术一般通过利用磁学、光学、声学等学科中的物理量测量物体表面点坐标位置。核磁共振法、工业计算机断层扫描法、超声波数字化法等非光学的非接触式三维测量方法也都可以测量物体的内部及外部结构的表面信息，且不需要破坏被测物体，但是这种测量方法的精度不高。而光学三维轮廓测量由于其非接触性、高精度与高分辨率,在CAD /CAE、反求工程、在线检测与质量保证、多媒体技术、医疗诊断、机器视觉等领域得到日益广泛的应用,被公认是最有前途的三维轮廓测量方法[3]。由于光不能深入物体内部，所以光学三维测量只能测量物体表面轮廓，因此，本文中所言光学三维测量即指光学三维轮廓测量，此后不再单独解释。光学三维测量技术总体而言可以分为主动式光学三维测量和被动式光学三维测量，根据具体的原理又可以分为双目立体视觉测量法、离焦测量法、飞行时间法、激光三角法、莫尔轮廓术和结构光编码法等。下面就刚刚提到的几种光学三维测量技术的原理进行逐一讲解。 2.测量原理被动式光学三维测量双目立体视觉测量法双目成像采用视觉原理来获得同一场景的2幅不同图像。通过对物体上同一点在2幅图像上的2个像点的匹配和检测,可以得到该点的坐标信息。测量原理如图所示。设摄像机基线长为B,视差定义为D= P1- P2,其中P1、P2为空间点W(X,Y,Z)在2像面上的投影点,则由几何关系可得Z=Bf/ D。计算出物点的深度坐标后,其它2个坐标可以通过简单的几何透视关系得出。双目视觉成像原理简单,但由于需要在两幅图像中寻找对定点的匹配,实际计算过程较为复杂。图双目立体视觉法三维测量原理图

三维显示技术介绍

三维显示技术介绍目前的三维立体显示技术共可以分为分光立体眼镜 (Glasses-based Stereoscopic)、自动分光立体显示 (Autostereoscopic Displays)、全息术 (Hologram)和体三维显示(V olumetric 3-D Display)4大类。其中的前两类应该都是大家很熟悉的技术了，它们都采用了视差的方式来给人以3D显示的感觉：分别为左眼和右眼显示稍有差别的图像，从而欺骗大脑，令观察者产生3D的感觉。由于人为制造视差的方式所构造的3D景象并不自然，它加重了观察者的脑力负担，因此看久了会令人头痛。而全息术则利用的并不是数字化的手段，而是光波的干涉和衍射，它一般只能生成静态的三维光学场景，并且对观察角度还有要求，所以就目前而言，它对于人机交互应用而言还并不适合。体三维显示则与前三者不同，它是真正能够实现动态效果的3D技术，它可以让你看到科幻电影中一般“悬浮”在半空中的三维透视图像。体三维显示技术目前大体可分为扫描体显示 (Swept-V olume Display)和固态体显示 (Solid-V olume Display)两种。其中，前者的代表作是Felix3D和Perspecta，而后者的代表作则名为DepthCube。 Felix3D拥有一个很直观的结构框架，它是一个基于螺旋面的旋转结构，如下图所示，一个马达带动一个螺旋面高速旋转，然后由R/G/B三束激光会聚成一束色度光线经过光学定位系统打在螺旋面上，产生一个彩色亮点，当旋转速度足够快时，螺旋面看上去变得透明了，而这个亮点则仿佛是悬浮在空中一样，成为了一个体象素(空间象素，V oxel)，多个这样的voxel便能构成一个体直线、体面，直到构成一个3D物体，过程很直观，不是么？ Perspecta可能是扫描体3D显示领域最令人瞩目的成就了，它采用的是一种柱面轴心旋转外加空间投影的结构，如下图所示，与Felix3D不同，它的旋转结构更简单，就一个由马达带动的直立投影屏，这个屏的旋转频率可高达730rpm，它由很薄的半透明塑料做成。当需要显示一个3D物体时，Perspecta将首先通过软件生成这个物体的198张剖面图(沿Z轴旋转，平均每旋转2°不到截取一张垂直于X-Y平面的纵向剖面)，每张剖面分辨率为798×798象素，投影屏平均每旋转2°不到，Perspecta便换一张剖面图投影在屏上，当投影屏高速旋转、多个剖

浅谈三维显示技术

浅谈三维显示技术摘要：目前许多研究者已经把三维显示系统作为下一代最有潜力的显示系统，并已经提出了许多三维显示技术，三维立体显示技术在未来几年必将掀起了一场3D 视觉革命。当前研究中的三维立体显示器件可以分成三类：戴眼镜式、多视点裸眼式、真三维显示。当前市场上可以看到的三维显示器件主要是戴眼镜式和多视点裸眼式，上述两种显示技术的主要问题是长时间观看会产生视觉疲劳。真三维显示可以消除视觉疲劳，特别是近几年，全息立体显示技术发展迅速，包括硅基液晶、光折变材料、表面等离子体等技术实现新型的全息立体显示方式。三维显示技术的已成为当前的研究得热点，其中可以真实得再现出与真实物体一样的深度和视差信息的全息显示技术，被认为是最理想的三维显示。可以预见在未来的5至10年以后，具有高临场感、浸入式的三维立体显示技术将无处不在。本文首先介绍了三维显示技术的背景和发展概况，接着简要介绍了各种三维显示技术的原理及特点。我们生活的世界是立体的，我们的眼睛在现实世界中获取的视觉信息，有很多都具有立体的三维信息。当然我们在现实生活中所接触到的大量图像信息中也有很多都是平面视觉信息，例如在报纸、杂志、电视机上看到的图片或者视频图像，这些信息均是对三维实物或场景的二维投影表达，从而失去了诸如：立体视差，移动视差等的心理暗示，没有真正的立体感。今天我们周围出现了越来越多用计算机模拟出来的三维景物。它们主要应用于各种各样三维显示的软硬技术中。这些技术无一例外都必须符合人眼立体感知的机理，提供足够多的三维感知因素使人们能有一种强烈的立体感。现有的一些三维技术，虽然能实现一定的三维显示功能，但长时间观看会有头晕、疲惫的感觉，主要原因在于技术设计上。没有很好地考虑人眼立体感知的工作机理。目前国内外已有不少这方面的研究，但大多分布在认知心理学、计算机科学等几个领域内的零散文献中。真实地再现世界始终是成像技术的重要发展方向。近几年来，由于计算机性能和处理能力的大大提高，计算机图形图像技术也得到了快速的发展，进而出现了各种各样的三维图像，并且在三维显示方法和系统实现方面也做了不少研究。按基本工作原理是否为双目视差将三维立体显示分为两大类。基于双目视差原理的三维立体显示主要有眼镜立体显示和光栅式自由立体显示，这类三维立体显示的技术相对成熟并有相应产品；非基于双目视差原理的三维立体显示主要有全息立体显示、集成成像立体显示和体显示等,这类三维立体显示的技术较不成熟,大多没有相应产品。接下来对这些三维立体显示的器件结构、工作原理以及各自的特性进行阐述。首先，必须了解什么是视差。视差就是从有一定距离的两个点上观察同一个目标所产生的方向差异。从目标看两个点之间的夹角，叫做这两个点的视差，两点之间的距离称作基线。只要知道视差角度和基线长度，就可以计算出目标和观测者之间的距离。基于戴眼镜的三维立体显示技术的原理如下：此种三维立体显示是在观看者双眼前各放置一个显示屏, 观看者的左右眼只能分别观看到显示在对应屏上的左右视差图,从而提供给观看者一种沉浸于虚拟世界的沉浸感。这种立体显示存在单用户性、显示屏分辨率低、及易给眼睛带来不适感等固有缺点。

#三维动画的文献综述-参考

动画及三维动画技术简介动画是一门通过在连续多格的胶片上拍摄一系列单个画面,从而产生动态视觉的技术和艺术,这种视觉是通过将胶片以一定的数率放映体现出来的.实验证明:动画和电影的画面刷新率为24帧/s,即每秒放映24幅画面,则人眼看到的是连续的画面效果[12]。计算机动画是指采用图形与图像的处理技术,借助于编程或动画制作软件生成一系列的景物画面,其中当前帧是前一帧的部分修改。计算机动画是采用连续播放静止图像的方法产生物体运动的效果。计算机动画的关键技术体现在计算机动画制作软件及硬件上。计算机动画是计算机图形学和艺术相结合的产物，它是伴随着计算机硬件和图形算法高速发展起来的一门高新技术，它综合利用计算机科学、艺术、数学、物理学和其它相关学科的知识在计算机上生成绚丽多彩的连续的虚拟真实画面，给人们提供了一个充分展示个人想象力和艺术才能的新天地[12]。其中三维动画特技可以说是电脑动画技术中的一大难题，因为这需要非常强大的软件和运算能力极强的硬件平台。当然，它所带来的视觉效果也是无可比拟的。当《侏罗纪公园》、《第五元素》、《泰坦尼克号》这些影片中逼真的恐龙、亦真亦幻的未来城市和巨大的“泰坦尼克号”让人沉浸在现代电影所营造的“真实”世界里时，你可知道创造了这些令人难以置信的视觉效果的幕后英雄是众多的三维动画制作软件和视频特技制作软件[3]。好莱坞的电脑特技师们正是借助这些非凡的软件，把他们的想像发挥到极限，也带给了我们无比的视觉享受。三维动画特技制作包含了数字模型构建、动画生成、场景合成三大环节，而三维扫描、表演动画、虚拟演播室等新技术，恰恰给这三大环节都带来了全新的技术突破。综合运用这些新技术，可望获得魔幻般的特技效果，彻底改变动画制作的面貌。可以想像，先用三维扫描技术对一个80岁的白发老太太进行扫描，形成一个数字化人物模型，然后将乔丹的动作捕捉下来，用以驱动老人模型的运动，观众将会看到80岁老妪空中扣篮的场面。甚至还可以用演员的表演驱动动物的模型，拍摄真正的动物王国故事。利用表演动画技术还可以实现网上或电视中的虚拟主持人[3]。三维动画技术比较用于计算机三维动画制作的软件和工具目前很多，不同的动画效果，取决于不同的计算机动画软、硬件的功能以及各动画编程语言工具的特点。虽然制作的复杂程度不同，但动画的基本原理是一致的。其中Java 3D是Java语言在三维图形领域的扩展，是一组应用编程接口（API）。利用Java 3D提供的API，可以编写出基于网页的三维动画、各种计算机辅助教学软件和三维游戏等等。利用Java 3D编写的程序，只需要编程人员调用这些API进行编程，而客户端只需要使用标准的Java虚拟机就可以浏览，因此具有不需要安装插件的优点。[1]它的这种体系结构既可以使其开发的程序“到处运行”，又使其能充分利用系统的三维特性。就因为JAVA 3D拥有如此的强大的三维能力，使得它在网络世界，特别是在游戏中能大展姿彩[1]。与JAVA3D一样OPENGL也具有跨平台特性，许多人利用OPENGL编写三维应用程序，不过对于一个非计算机专业的人员来说，利用OPENGL编写出复杂的三维应用程序是比较困难的，且不说C/C++语言和java的掌握需要花费大量时间精力，当我们需要处理复杂问题的时候，我们不得不自己完成大量非常繁琐的工作。[7]当然，对于编程高手来说，OPENGL是他们发挥才能的非常好的工具。另外，以此开发出的图形要在网络上展示，必须先生成图像，然后将图形一帧一帧地传输过去，效果不佳，是一个瓶颈[7]。另有VRML2.0技术(VRML97)自1997年12月正式成为国际标准之后，在网络上得到了广泛的应用，编写VRML程序非常简单（VRML语言可以说比BASIC、JAVASCRIPT