立体显示技术及其研究现状.pdf

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立体显示技术及其研究现状搴自动立体显示技术原理引言42垒塑壁曼∥面磊甭瓦ii百氰丽瓢函丽示技术是真三维显示技术的发展方向之一∞。·技术分析·冯茂岩1．沈春林21随着人们对视觉要求的不断提高，立体三维显示作为一种全新模式的视觉革命成为许多人士的期待。正如当初的彩色显示器代替了黑白显示器、LCD即将代替CRT一样，用立体(3D)显示代替平面(2D)显示是厂商努力立体显示技术从总体上可以分为两大类：平板三维显示技术和真三维立体显示技术，平板三维显示技术也称自动立体显示技术，它有图像重建显示、体素显示和视差显示3种111。而真三维立体显示技术主要分为球状显示技术(旋转投影面技术)和全息显示技术121，全息显2自动立体显示技术从广义上可以分为3种：图像重建显示，体素显示和视差显示161。在视差显示中，又以多棱镜显示技术的显示设备结构简单、可靠性强、费用相对低廉，是目前视差显示的研究重点。SynthaGram立体显示器就是采用了视差显示中的多透镜显示来控制左右图像的射向。多棱镜是由一组纵列的半圆形柱面透镜构成，如图l所示。从图l中可以看出，多棱镜立体显示器在I￡D显示屏前增加了一个多透镜屏，通过每个柱面镜头的折射，使右眼图像聚焦于观察者右眼，左眼图像聚焦于观察者左眼，由此产生立体视觉。图2是多棱镜的成像原理图。但SynthaGram不只是显示左右眼的两幅图像，而是显示分别在9个视点拍摄的图像。它们交错排列，借助微透镜阵列，发散出去形成多个视域，水平移动改变观看的位置，可以看到不同的立体对，但总有两个最佳视点分别进入左眼和右眼，形成立体视觉。对于自动立体镜而言，只要有不同的图像构成立体对就能获得立体效果的图像，但那样的立体视觉范围太小，而且容易产生三维图像的跳变。为了扩大可视范围并有效减小三维图像的跳变效应，在SynthaGram中，采用9个虚拟相机或真实相机，横向均匀排开，分别拍摄9幅不同视点的视图，再将其组成3x3的棋盘格式阵列，称之为“Nine—Tile”格式，如图3所示。文章编号：1002—8692(2008)1l—0042—02(1．江苏海事技术学院信息工程系，江苏南京210070；2．南京航空航天大学自动化学院，江苏南京210016)【摘要】首先介绍了立体显示技术分类和发展的新概况，全面研究了自动技术和真三维立体显示技术，最后概括了立体显示技【关键词】立体显示；自动立体显示；真三维显示；3D产品【中图分类号】TN949．26【文献标识码】BStereoscopicMaritimeofEngineering,Nanjing【Abstract】At【Keywords】stereoscopic的方向。·航空科学基金资助项目(02F15001；01C15001)图l多棱镜结构图2多棱镜成像原理图术最新的发展动态及主要产品情况。DisplayTechniqueandItsResearchStatus(J．InformationInstitute，NanjingAstronautics。Nanjing210016)视觉信息左眼图像右眼图像棱镜像数据FENGMao-yan‘，SHENChun-lin2Department，Jinagsu210070；2．CollegeAul,om碰ionUnwenityfirst，theclassificationnewdevelopingsituationstereoscopicdisplaytechniqueintroduced．Andthen，theautomatic3-Darecomprehensivestudied．Finally，thedevelopmentinmainproductmarketsummarized．display；automaticstereascopicdisplay；true3Ddisplay；3DLEngineeringAeronm¨icstrueR
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r]真三维立体显示技术立体显示技术产品最新发展terminal&拣pJay小结的单位——体素点，一系列的体素点就在实际的空问形⋯～一—————————————曼-——．!———=j■■‘：一多棱镜将这9幅具有不同视角的图像交错叠加，排列成一幅新的、具有光栅干扰条纹的图像，通过棱镜透射将不同角度的图像映射在左右眼，从而形成立体的效果。自动立体镜中，由于采用了9幅不同角度的照片重现场景，增加了图片的信息量，从而能够获得较好的立3真三维立体显示技术的基本原理是在空间给定点0，Y，：)处进行成像，每一个成像点都是三维成像最基本成了真实的三维图像用。它具有与生俱来的物理深度，同时使用方便、无需特殊的辅助设备，克服了平面三维显示或使用三维眼镜等方式的主要缺点。真三维显示技术分为两个发展方向：球状显示技术(旋转投