裸眼3D立体显示技术详解
摄影)已有 100 多年的历史,集成成像使用一组球形、方形或六角形的透镜产生三维图像,它可以同时提供水平和垂直视差,属于真三维显示。最早提出集成成像显示技术的实时拍摄方法是 NHK(日本广播公司)科学与技术研究实验室。在拍摄采集步骤中,每个镜头或针孔将记录采集到的对象,这些对象被称为元素图像,大量小型和并列的元素图像将在透镜阵列后方的录制设备上成像,图 10 显示了集成成像采集和显示的原理。
优点:属于真三维立体显示,在视角范围内可以提供近乎连续变化的视差。
缺点:技术尚不成熟,图像显示分辨率低,视角较小。
(a) 采集与显示原理
(b) 采集与显示过程
图 10 集成成像技术示意图
Fig. 10 Illustration of integral imaging
立体显示还包含多种实现方式,比如:全息技术(holographicdisplay technology)、裸眼3D投影技术、头部跟踪技术(head tracking technology)等。
全息技术能实现真正的三维立体显示,观众可以在不同的角度裸眼观看影像,全息技术涉及复杂的光学技术,其显示的图像漂浮在空中,显示效果非常震撼。目前主要有全像式、透射式、反射式等全息显示技术,这些技术仍处于研究阶段。
裸眼3D投影技术也称建筑3D立体投影,分为建筑外巨幅墙面投影和建筑内巨幅墙面投影两种,目前国外应用较多的巨幅墙面投影是建筑外巨幅墙面投影。巨幅墙面投影具有科技感浓郁、3D画面巨大、显示效果震撼,能够吸引社会中的不同人群驻足观看,具有非常高的关注度,因而在产品宣传、主题传播上可以获得很好的效果。
头部跟踪技术可以在只提供单视点的条件下,实现具有运动视差的立体显示。
在众多的自由立体显示系统中,基于光栅的 LCD 自由立体显示设备因其易于加工、多视点立体效果好,因而成为了市面上最早出现的裸眼立体显示器,包括任天堂公司的3DS,都采用了狭缝光栅式结构,对于显示器和电视机这种像素点距固定的设备,一般柱镜光栅不好匹配,因此使用狭缝可以有效的解决匹配问题。
用于自由立体显示器的光栅可以分为三大类:狭缝光栅、棱柱镜光栅、点阵式光栅。其中,点阵式光栅很少见,本文方法主要基于狭缝光栅和棱柱镜光栅。
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