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发表于 2010-10-12 11:45
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裸眼3D技术探讨
立体视觉的生理性成因是什么,也就是说人是怎样感知立体影像的?。主要有五个成因。
第1是水晶体的调节。当人看近处的物体时水晶体会变厚,看远处的物体时则会变薄。通过对这一变化进行认知,人便获得了立体感。
第2是双眼的辐辏角。当观看位于近处的物体时,眼球会发生倾斜,对于远处的物体,则是目光平行地观看。人能够通过这种眼球的角度(辐辏角)感知立体影像。
第3是双眼视差。由于右眼与左眼相距约65mm,由此导致右眼与左眼看到的景象会有若干差异。
第4是单眼的运动视差。人在看运动物体时,能够获得立体感。
第5是取像效果。该效果基于人在观看非常大的画面时可获得立体感这一生理现象。
在这五个成因中,效果最大的是双眼视差。因此,应用双眼视差的3维显示器开发势头正旺。
接下来,让我们对立体影像显示方式进行分类。目前的立体影像显示方式大致可分为3类,即眼镜式、头戴显示器(Head Mount Display)式、以及本文将介绍的裸眼式(图2)。裸眼式又可分为在空间中分离图像的方式(空间分割方式)以及时间分割方式(交互显示方式)。如果将空间分割方式进一步分类,则又包括设定视点的方式、以及在不特别设定视点的情况下再现光线空间的方式(光线空间再现方式)。
关于视点,大致可分为2视点和多视点方式。只能在正面观看的成为2视点方式,在2视点基础之上增加视点的方式称为多视点方式。后者的光线空间方式一般被称之为全景(Integral)方式。
其中,多视点方式及全景方式存在运动视差,其特点是,如果横向移动头部,则可看到环绕的图像。多视点方式及全景方式看到的图像几乎相同。
在多种多样的裸眼式立体视觉显示器中,最先开始开发的是2视点(双眼)方式。最先投放市场的也是双眼方式,因此可以说双眼方式一直领先其他方式一步。继双眼方式之后,多视点(多视点)方式、全景(光线空间再现)方式、以及视点数更多的超多视点方式相继被研发出来。
虽然裸眼式包括许多种类,但这些种类只是开发对象不同,基本构造等可以说是相同的。这是因为,无论是双眼、还是超多视点,基本构造都是通过在液晶面板上设置多透镜(Lenticular Lens)及格栅等来分离图像的,其基本思路是相同的。
那么,为什么又会出现多种方式呢?这是因为根据开发重点是放在显示的清晰度上、还是放在平滑的3维显示上等不同的开发目标而导致的。笔者认为目前还无法断定是两视点更好还是超多视点更胜一筹。人体工程学也没有明确地给出答案。尽管经常听到“立体显示器累眼”的批评,但为了消除这种现象,是增加立体影像信息好呢,还是需要重视画质,这个问题目前也还没有明确的答案。
在开发实例中,采用双眼显示及多视点显示、或者采用光线空间再现的居多(图3)。如果更详细地进行划分,则双眼显示包括:配合头部的运动、影像的显示也随着同步移动的头部跟踪(Head Tracking)方式,HDDP方式,扫描式背光板(Scan Backlight)方式等。多视点显示方面有阶梯格栅(Step Barrier)方式以及倾斜透镜方式的开发先例。光线空间再现也有多种方式,目前不同的企业及研究机构都冠以各自的名称进行开发。 |
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