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3D立體顯示技術發展與研究
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10個月18天前
HYPERLINK"http://www.ieo.nctu.edu.tw/comm1/post.php?CID=46&Topic_ID=38&Post_ID=38"引言回覆
前言:
顯示器一直以來是和人們接觸最頻繁的電子用品，而顯示器的進步也代表著人類在追求更真實的視覺享受。從早期的黑白電視到彩色電視，到現在的高畫質電視，無一不是追求著更自然、逼真的影像品質。而3D立體顯示器的發展也提供了人們更進一步的視覺感官，除了一般的影像與色彩外，更提供了立體空間的感受。人類的大腦可以利用兩眼視差(Binocularparallax)，來判斷物體的距離感。而這些立體感覺可提供人類在判讀影像資訊時更高的可靠性，因此，隨著顯示技術的蓬勃發展，立體影像顯示器的應用也越來越多元化。

一、立體視覺的原理:一般而言，立體顯示器必須具有兩眼視差(Binocularparallax)及移動視差(Motionparallax)的特性[1]，如下圖所示。所謂的兩眼視差是指觀賞者的左眼及右眼有在水平方向約6.5公分的位移(歐美人士的統計結果)，故在觀看物體時，由於觀看角度略有不同，因此，所接收的影像內容也略有差異。而移動視差則是指觀賞者的眼睛位置移動時，由於觀賞角度也隨之改變，眼睛所接收的內容也有所不同。所以若我們要接受到立體的影像，也就是我們要如何讓左眼與右眼分別只接受到有些微差異的個別影像。

兩眼視差及移動視差示意圖
二、3D立體顯示技術:
3D立體顯示技術的發展原始想法也就是來自左右眼分別接受不同的影響。早期的立體影像顯示器大部分是戴眼鏡的立體顯示器，然而，這些立體顯示器都需要配戴特殊的儀器，常會阻礙人類的自然視覺，音午近幾年來裸眼是的立體影像顯示器逐漸多元發展，目前可分為下列幾種:
(一)戴眼鏡式：
1.偏光眼鏡(Polarizingglasses)
偏極式眼鏡的應用可說是現今大家較為熟悉的，現今的立體電影的放映方式便是利用此一方法。在所配戴的眼鏡上左右眼分別使用水平及垂直的偏光鏡片。使得一眼只能看見垂直偏振的光另一眼則是水平的。而投影設備則是同時使用兩台可以投影出偏振光的投影機。分別投射出水平及垂直的光，分別給左右眼觀賞。但缺點則是當頭部有微斜時，偏光眼鏡往往就會無法完全濾掉另一方向的光。使得眼睛會看到另一眼的影像，有些觀眾會因此而感到不適。

2.紅藍(綠)眼鏡(Anaglyph)
早在1850年代JosephD'Almeida就是用紅綠眼鏡來撥放立體電影造成轟動。這是把左右眼的影像用不同顏色畫在同一畫面中，當戴上紅藍眼鏡後，利用顏色過濾的原理，左右眼就看到有角度差異的影像了。但缺點是只能看灰階或單一色調的畫面，是因為顏色會被濾鏡濾掉所造成。

3.快門眼鏡(Shutterglasses)
在影像撥放時，我們把影像分為奇數影像和偶數影像。其中若我們設定放奇數影像時是給右眼所接受，我們便利用眼鏡將左眼遮住讓右眼觀看。之後再放偶數影像利用相同的原理，如此左右交替便能看到立體影像。這種眼鏡本身是利用液晶做成，所以可以控制左右眼的開與關。但缺點是眼鏡成本較高。並且一般而言需要使用CRT螢幕。因為LCD螢幕的反應速度往往不夠快速。

4.頭盔式顯示器(Headmounteddisplay)
此一方式便是直接在眼鏡上分別做兩個螢幕直接分別給左右眼觀賞，所以只要分別給兩邊不同的訊號即可。但缺點便是只能單一觀眾觀賞，並且眼鏡不管是在造價和重量上都屬最貴重的。
以上這幾種無論成本高低都需要配戴眼鏡，但在一般的使用者方面多少都會造成不便的感覺，因此在近幾年的技術上均著重於開發不需戴眼鏡的裸眼式的3D顯示系統。

(二)裸眼式：
1.全像式(e-holographic)
主要是麻省理工學院所發展的，是利用紅、藍、綠三色雷射光源，各自經過聲光調變器晶體(AcousticOpticalModulator,AOM)，產生相位型光柵，帶著光柵訊息的雷射光經過全像片合