立体显示

立体显示（精选十篇）

立体显示篇1

应用领域:家庭影院, 三维游戏, 互动教学, 医疗显示, 地理空间显示, 等对立图像和复杂数据显示效果要求较高的领域。

合作方式:商业融资, 技术入股

立体显示篇2

随着3D立体视像、全息影像等技术不断取得突破性进展，国内外越来越多的公司投身3D显示领域，产品层出不穷。3D技术将革命性地影响和改变人们的沟通、工作与生活方式。3D显示技术不仅广泛应用于工业领域、建筑领域、军事领域、医疗、教学、娱乐和公共展示等领域，推动传统信息化的升级，而且其正悄悄地融入个人娱乐与数字家庭的诸多领域，如电影、电视、动画、游戏、通讯、摄影、摄像、购物、互联网等。将带动显示器、电视等行业向3D技术转移。在国外市场，3D显示在科研教学、医疗、传媒广告和电影院线市场都有成功应用，在欧美发达地区3D显示产品已经走入普通家庭。

3D立体消费电子时代已经开启，它必将对传统生活形态产生巨大的影响，催生一条全新的产业链，带来更为可观的经济效益。

但是3D显示市场的发展面临标准缺失、价格较高、内容匮乏等制约因素。3D显示需要上下游的内容商、运营商、芯片商、面板商、图形信号处理、系统集成商通力合作，从内容、传输到视频处理一整套标准的建立有助于产业化真正起步。

2010年是中国3D产业发展的关键之年，中国立体视像产业联盟将联合中国3D企业加入3D产业的大潮中，建设3D产业链的各个环节。

对此，2010年夏季，在3D立体视像、全息影像等技术不断取得突破性进展之际，XSUN公司再次重拳出击，正在全力推进3D硬件设备的信号处理技术；全新推出的基于3D自由立体显示器以M x N 矩阵方式的3D立体显示大屏幕拼接视频墙显示系统的3D图像拼接处理器。XSUN公司标志着由传统2D大屏幕拼接显示墙产业向3D立体显示墙迈进了全新革命，3D立体显示拼接墙的图像拼接处理器横空出世。

全新革命，3D自由立体显示拼接开启新时代

3D图像拼接处理器

特点与功能描述：

1、可以实现2 x 2、2 x 3、2 x 4、2 x 5、3 x 3、3 x 4、3 x 5、3 x 6、4 x 4、4 x 5、4 x 6、5 x 5、5 x 6、5 x 7、5 x 8、6 x 6、6 x 7、6 x 8、7 x 7、7 x 8、8 x 8、9 x 9…等M x N任意规模的3D立体显示器拼接视频墙3D图像显示要求；

2、3D图像播放达到25帧/秒或者更高帧率；

3、3D图像拼接墙系统可灵活升级，可支持VESA标准的各种显示分辨率，包括1920*1200或者更高的分辨率；

4、本地3D播放软件播放的图像扩展到3 x 3、4 x 4甚至M x N更大规模的拼接屏上显示； 5、3D立体显示拼接墙保持每块单屏的分辨率为1280 x 768、1280 x 1024、1366 x 768、1920 x 1080或者1920 x 1200 或者其他分辨率； 6、3D图像拼接处理器提供简便友好、可定制的统一控制应用管理界面，更灵活、更人性化操作。使得对3D立体显示拼接显示墙的操控方便快捷，操作直观。技术概述：

自由立体显示技术原理：

根据视差障碍原理使多通道影像按特定掩模及组合算法交互排列，通过特定视差屏障后由两眼捕捉观察，视差屏障通过光栅阵列（利用摩尔干涉条纹判别法精确安装在显示器液晶板平面上）准确控制每一个像素所传播的光路，只让右眼或左眼看到。由于右眼和左眼观看屏幕的角度不同，利用这一角度差就可将具有细微视差的图像分配给右眼或左眼，并在大脑中对从两眼获得的图像进行融合，获得物体空间位置及深度的感觉。从而使您不需要任何辅助视设备（如戴上偏振光眼镜、红绿眼镜等3D眼镜）即可感受到细腻逼真震撼的3D影像。

自由立体显示技术就是通过人为的手段来制造人的左右眼的视差，在人眼的视觉暂留时间之内，给左、右眼分别送去有视差的两幅图像，而大脑在获取了左右眼看到的不同图像之后，会把这种差异理解为物体的空间定位，从而呈现立体效果。

人在立体视觉中依靠很多客观条件和双眼内部条件来判断物体的空间位置，通过大脑的整合活动形成物体的空间关系的知觉。普通人都是用双眼来辨认三维空间的物体的，在观看空间某个对象时，人的双眼就从左右两边稍有差别的角度进行观察，因此被观察的物体在人的左右眼视网膜上的成像存在略微的差异，这种差异就是双眼视差。视差的产生是由于人的左右眼之间有一定的距离，成年人大约为65mm，这个距离使观察角度相对固定。视差的产生对立体视觉的形成起着非常重要的作用。

立体视觉(3D成像)正是利用人们两眼看到的存在略微差异的图像重建出深度的感觉。立体图像包含了这两幅略有差别的图像(一幅进入左眼，一幅进入右眼)，双眼视觉通道加工和传递双眼获得的视觉信息，通过大脑将这两幅有差别的图像合成为一幅具有空间深度和维度信息的图像。正是由于大脑的图像融合机能，使我们“看到”物体在空间中的景象。

全新推出的裸眼3D立体显示器大屏幕拼接显示墙系统，突破传统2D拼接显示墙的极限，创造性地实现了不需任何辅助设备、直接观看到高清晰的全真三维立体画面，强大的逼真细腻显示效果、冲击力和震撼力为科研、医疗、军事领域、勘探领域、工业领域、虚拟仿真、广播电视、航空航天、电影院、传媒、广告、展示、动漫、游戏等相关领域带来了全新的发展机遇，同时也为博物馆及展览馆的文物典藏、工业美术等对还原度、再现性要求极高的产业，演绎出更加美妙的前景。自由立体显示器的使用极大的促进了3D立体影像技术、全息影像和VR技术在各行业的展厅展览应用。独特的立体视觉效果会吸引所有过往人流的目光，VR技术所独有的自由的操作风格以及完善的信息查询系统会自动将您的产品、理念、创意完整的展现在客户面前。超越二维的三维画面以其浸入式的体验方式具有强大的视觉冲击震撼力，以细腻逼真的显示效果和灵动的形式充分吸引最广泛的目光，更为文化创意产业提供了跨越式前进的绝佳契机。

根据市场信息，推出了实现裸眼3D立体显示器拼接显示墙的功能性能需求，按照客户需要实现的功能针对性地作了3D立体显示器的2 x 2、2 x 3、2 x 4、2 x 5、3 x 3、3 x 4、3 x 5、3 x 6、4 x 4、4 x 5、4 x 6、5 x 5、5 x 6、5 x 7、5 x 8、6 x 6、6 x 7、6 x 8、7 x 7、7 x 8、8 x 8、9 x 9等M x N大屏幕拼接显示墙的3D立体显示墙的图像信号处理系统解决方案。

裸眼3D立体显示拼接显示墙系统的多通道自由立体成像技术提供逼真3D影像的显示设备，具有强烈立体感、视觉无限冲击震撼、分辨率高、高清立体画质、视角宽阔、亮度高、色彩细腻、软件兼容性好、性价比突出等优点。

3D自由立体显示器拼接显示墙系统应用：

1、广告传媒:

需求分析

随着传媒市场竞争的日益白热化，如何快速吸引广告受众关注、有效提升广告投放效果，已成为传媒公司及广告业主最为关心的问题之一。XSUN公司推出3D自由立体显示拼接显示墙系统的出现为就传媒与广告行业提供了一种全新的极具冲击震撼效果的展示平台，具有无可比拟的应用优势。

提升广告吸引力---提升目标人群的广告关注度，以更有效、更新颖的方式展示广告内容，从更多的环节强化广告创意的视觉效果和冲击力，将目标受众的关注度转化为记忆度，成为产品和品牌推广的重要手段。

增强媒体平台吸引力---通过传媒运营商提供的平台，更有效的传递产品和品牌信息，强化产品和品牌在消费者中的认知，实现企业利润扩大化，是广告主投放的目标所在。传媒企业急需在展示平台本身价值之外为广告主提供更具竞争力和吸引力的附加价值。

解决方案

专门为广告传媒市场定制的3D立体显示墙系统解决方案，利用极其出色的3D立体拼接显示墙，可将需要展示的内容真实、直观、清晰、自由地展现在观众面前，为传媒公司及广告业主提供全方位服务，将自由立体显示器的视觉冲击震撼力发挥到极致，从而大大加强了目标受众对展览展示内容的关注度，有效吸引目标人群，实现了传媒与广告投放效果与效益的最大化。

优势

相较传统的平面/2D显示墙更能吸引眼球，更具市场潜力；

3D立体显示墙显示效果逼真、冲击力强、震撼人心；

内容真实、直观、清晰、自由；

给受众留下深刻的印象、过目难忘；

相较2D广告载体更具受众吸引力，大幅提升广告关注度及效应；

应用场所

广告媒体网络、景观展示、新产品发布会、会议室、接待厅演示、商场、机场、影院、地铁、超市、医院、高档写字楼等

2、展览展示：

需求分析

新颖生动的3D多媒体展示手段可大大加深参观者对展览展示内容的印象；某些不便进行开放性实物展览展示的内容，如对展示环境要求较为严格的文物、大范围的自然景观等封闭性的单纯内容展览展示难以将细节之美、内容之魂直观展现，因此可以通过3D立体显示墙进行传神、形象而生动的三维展示。

解决方案

综合运用立体扫描、立体影像数据采集、三维建模等技术建立展示内容的三维数据库；将虚拟现实开发平台与3D立体显示墙相结合，实现内容的多方位立体展示及互动式操作，使参观者完全沉浸到3D立体显示墙所创造的逼真的3D世界中来。

优势

全新的展览展示媒介

极具视觉冲击力、震撼力、逼真的显示效果

广受客户青睐

适用场所

大型展览展会、新闻发布会、产品推介会等

3、高端品牌推广：

需求分析

欲使高端产品或服务形象深入人心，使消费者形成品牌熟悉度和品牌认同，进而建立品牌忠诚度，需要突破传统的传播手段。通过无比震撼的效果吸引消费者的关注，从而提升企业形象、强化品牌形象、增强品牌美誉度及扩大品牌影响力并最终对消费者的购买决策产生积极的推动作用。

高端品牌的受众为商务人士、白领阶层及时尚人群，具有典型的高学历、高收入、高消费特点，同时乐于体验及接受新生事物，采用时尚新颖的3D立体显示墙技术可大大加强面向高端消费群体的投放效果；亦是推广自身品牌获得消费者更高的品牌忠诚度的有效手段。

解决方案

利用开发的3D立体多媒体互动展示显示墙系统，将企业形象与理念、品牌logo、产品及服务等以3D形式有机地整合，新颖的方式、出众的视觉冲击力进行全方位展示可攫取消费者关注目光。同时XSUN还提供定做3D立体显示墙服务，满足客户的不同需求，以多种动态形式，全方位形象生动真实展现产品魅力，同时精致的外观完美融入展卖环境。消费者可以方便地选择感兴趣的内容进行全方位了解，从而有效地加深印象，最大限度提升品牌推广效果。

优势

提升企业形象化；

强化品牌形象、增强品牌美誉度；

扩大品牌影响力；

获得消费者更高的购买欲望及品牌忠诚度；

应用场所

品牌展示、产品发布会、展示会、品牌专营店等。

4、工业仿真:

需求分析

当今工业领域已经发生了巨大的变化，虚拟现实、立体显示等高新技术的应用使得工业设计发生了前所未有的革命。尽管虚拟现实技术已经被企业广泛应用于工业生产的各个环节，但受传统的2D输出设备的表现方式所限，很难获得直观而精确的立体视觉，影响设计效果和设计构想，延缓产品周期更新。因此将虚拟现实与全新的自由立体显示技术相结合，将帮助设计人员快速而直观地评估设计效果，缩短设计周期，大大提升工作效率、降低成本。

解决方案

利用3D立体显示墙对各类虚拟现实与3D设计软件的良好支持，将自由立体显示墙技术广泛应用于工业设计、工程设计、软件设计、模拟操作、虚拟装配及工控仿真等领域。以浸入式的视觉感官方式取代单纯的平面观看方式，大幅增加工业设计画面真实感，将大大提高准确高效的产品开发效率，加强数据采集、分析、处理能力，减少决策失误，降低企业风险。

优势

提供比二维显示墙更加丰富的信息；

缩短开发时间；

降低开发成本；

适用场所

产品设计、模拟操作、虚拟装配、工控仿真、建筑模型、楼盘展示等等

5、军事仿真:

需求分析

虚拟现实与自由立体显示技术相结合，可以在很大程度上解决真实作战训练中的许多实际问题，提高现代化装备充实部队科技实力及提升部队作战能力，极大的推动了实景重现和全真模拟领域的发展。例如：费用过高、危险、受真实环境的限制、影响指挥员判断指令的准确性、影响作战胜利的几率等，因此目前正越来越受到各国军方的关注。

解决方案

3D自由立体显示墙与目前主流的军事仿真软件相结合，可以应用于军事演习、虚拟战场现场、模拟操作与驾驶、立体地图、兵器模拟装配等方面，具有重复利用性，能够有效地加强训练效果，增强熟练性和应变性，提升部队训练与作战能力。

优势

三维场景逼真

交互性强

扩展性强

适用范围

军队科研机构、实验室、模拟仿真演习、训练场所、侦察、卫星成像分析、驾驶控制显示等

6、房产与建筑设计：

需求分析

随着房产与建筑多元化设计及市场竞争的日益白热化，如何全方位清楚建筑模型结构设计效果、展示楼盘整体效果而吸引购房者关注目光、提升购房者的兴趣和房产成交量。推出3D自由立体显示拼接显示墙系统的出现为就房产与建筑设计行业提供了一种全新的极具冲击震撼效果的展示平台，具有无可比拟的应用优势。

解决方案

利用3D立体显示墙支持各类虚拟现实与3D设计软件，将自由立体显示墙技术广泛应用城市规划、楼板展示、景观美化、内部装修等；3D立体显示墙可帮助产品的设计者或者是建筑的设计师就在三维空间展示他们的设计，而不必花费时间制造昂贵的模型，大大降低了开发成本及提升购房者的兴趣和房产成交量。

优势

全方位、高清晰立体展示楼盘整体效果

可实现小区环境及楼盘户型的交互式漫游

互动真实体验，沙盘后时代的最机关报展示载体

提升购房者的兴趣和房产成交量

适用场所

建筑模型、楼盘展示、房地产公司展厅、楼盘发布会、售楼处展示、房产展销会等

7、教育科研:

需求分析

交互式操作与立体化显示是教育技术发展的一个飞跃。它营造了“自主学习”的环境，由传统的“以教促学”的学习方式代之为学习者通过自身与信息环境的相互作用来得到知识、技能的新型学习方式。在保证教学效果的前提下，既极大的节省了成本及提升教学设备的科技含量，又可规避某些真实实验或操作带来的各种危险；沉浸性和交互性，将原理、概念等抽象理念直观展示，寓教于乐中激发学生对专业知识的兴趣。使学生能够在虚拟的学习环境中扮演一个角色，全身心地投入到学习环境中去，从而加速、巩固和拓展学生学习知识的过程。

而引入3D立体显示墙新技术促进研究成果，使得多领域、多学科、多技术的综合应用是现代科学发展的最重要趋势，不断引入全新的技术是一种必然，尤其是图形图像领域的模拟和还原创新，更是众多领域寻求突破的研究基础。

解决方案

通过交互式软件驱动，对现有各类教学课件进行移植，使之可在3D自由立体显示墙上完美运行。为学生提供生动、逼真的学习环境，如建造人体模型、电脑太空旅行、化合物分子结构显示等；还可建立地理、物理、化学、生物等虚拟实验室，学生足不出户便可以进行各种实验，获得与真实实验一样的体会。3D立体显示墙逼真的虚拟还原不仅有助于教学及科研机构的深入研究，同时更兼备实景操作不具备的可重复使用性，该产品可极大的满足科研、教育系统虚拟现实展示的需求。

优势

三维建模

数据可视化

为科学研究提供全新的显示平台

应用场所

高校专业实验室、科研院所、抽象概念模拟、动漫类教育学院及各类院校教育演示器材等

8、动漫游戏:

需求分析

3D游戏、三维动画既是自由立体显示技术重要的应用方向之一，也为它们的快速发展起了巨大的需求牵引作用。尽管存在众多的技术难题，自由立体显示技术在竞争激烈的游戏、三维动画市场中还是得到了越来越多的重视和应用。

解决方案

针对目前3D游戏、三维动画市场的发展现状，专门投入研发支持OpenGL及Direct3D 引擎的3D自由立体显示墙平台移植的工作，使得不带立体眼镜也可进行立体游戏、三维动画完美显示，支持目前多款游戏开发平台成功移植到3D立体显示墙上并可获得令人震撼的3D视觉效果，为受众者带来完美的视觉享受。

优势

无需配戴3D眼镜或头盔

沉浸感强

完美的视觉享受

应用场所

电影院、迪厅、游乐场、网吧、夜店等。

9、影视娱乐:

需求分析

随着数字高清立体影视制作及播放技术的不断进步，3D影片、动画已成为影视娱乐行业新的热点。传统的3D影片播放需要配戴偏振或液晶眼镜等，不利于长时间观看及公众场合的播放，3D自由立体显示拼接显示墙的出现，则满足了多人多视角观看的需要，使得广大观众无需配戴立体眼镜即可观看到逼真而极富视觉冲击力的3D影视节目。

解决方案

目前我们与国内外多家影视单位及3D应用企业建立良好的合作关系，对拍摄、制作、格式转换、播放等各环节均进行了长时间的研究，并进行了有益的尝试，目前已进入实际测试应用阶段。应用场所

广播电视、影院、博彩等

10、文化创意产业应用：

需求分析：

加速产业发展和升级---随着科技和文化的发展，文化创意产业也不断将新技术、新产品引入产业应用中。更清晰、更真实、更生动的互动情境体验成为诸如游戏、动漫、电影等领域产业发展和升级的最新方向。

解决方案:

3D立体显示拼接显示墙系统以清晰的效果、出众的画质及极具视觉冲击力、震撼力将最时尚、酷炫的娱乐方式，演绎得更加精彩纷呈，满足互动体验的感官需求。

11、科学研究领域：

我们的产品为各学科提供了新的空间显示技术。利用3D立体显示拼接显示墙系统，科研人员可获得蛋白质、DNA及各种微观结构的直观图像，可对大气、海洋及地表地层数据进行三维建模显示，可作为空气动力学、气象学、天文学等学科研究的辅助工具，还可利用所开发的交互式软件进行远程工程控制。

12、医学成像：

裸眼3D立体显示拼接显示墙系统还应用于医疗(如手术模拟/培训及手术成像)、城市规划等领域。随着产品软硬件的不断开发完善，必将获得更加广泛的应用。

13、其他领域：

立体显示篇3

关键词立体显示;双目视差成像;Nvidia;多媒体

中图分类号：G40-057 文件标识码：A 文章编号：1671-489X（2007）06-0082-03

Method on Realizing Stereoscopic 3D Display based on Nvidia Display Drive//Hu Yuehui, Hu Qiuhua

Abstract The stereo display is one of the developing directions for the future information display system. In this study, Method to implement stereo display based the popular used Nvidia display driver in PC was proposed, after the stereo display was introduced briefly. The tests were carried out by the stereo glass and the custom-developed stereo monitor, and the results showed that in order to improve and develop the multimedia equipments and teaching quality by stereoscopic 3D display, using the Nvidia display card was one of the best ways, which was very easy and inexpensive.

Key words stereoscopic display; binocular parallax imaging;Nvidia; Multimedia

Author’s address

1.Academe of Opto-electronic Engineering Technology, Hefei Univ. of Tech., Hefei 230009 2.Key Lab. of Special Display Technology, Ministry of Education, Hefei 230009.

3. School of Liberal Arts & Economics, Hefei Univ. of Tech., Hefei 230009

1 引言

在当今多媒体时代，立体显示技术正在逐步成为是一项不可缺少的技术，因为它不仅可以再现生动的立体景象，而且还可以精确地描绘物体的远近、纵深和图像的现实分布状况，从而使观察者获得更加全面的信息。立体显示技术除了应用于广告和娱乐产品，在教育、医学、军事等领域也有广泛的应用前景。

目前立体显示设备已经开发出包括立体眼镜、立体显示器、立体投影设备等在内的多种产品。其中常见的是双目视差(Binocular Parallax)原理的立体成像技术[1,2]，即利用人的双眼从不同的方位获取同一景物的信息,各自得到关于景物的二维图像,在视网膜上所形成的光学像略有差异,人的大脑通过对左右两幅图像以及两幅图像的视差进行分析和处理后,可以得到关于景物的光亮度、形状、色彩、空间分布等信息，将视场(即眼睛所观看到的景物区域)中的物体区别出远近，感受到所看到物体的立体层次而产生立体感。

立体显示技术的发展趋势是裸眼立体自由成像技术[1,2]，即无需佩戴任何辅助立体装置即可实现立体模式的显示技术。但是目前裸眼立体显示器还存在着硬件上成本昂贵，缺乏软件平台支持以及立体信息数据来源（如立体影视资料等）有限的问题。相对而言，立体眼镜尽管存在一定的佩戴不便，但低廉的价格，使得它在现阶段可以大量普及使用。同发展中的裸眼立体显示技术相比，立体眼镜除了成本低廉之外，也存在着软件支持匮乏以及立体显示数据来源严重不足的问题。各立体显示技术研发机构发展商尽管开发了相应的软件开发包以对各自立体显示产品提供二次应用软件开发支持，但是都有局限性，比如对于缺乏软件开发经验的广大用户来说仍旧存在着需要自己开发立体显示应用软件的困难。

2 基于NVIDIA 3D StereoDriver的立体显示方案

目前教育领域已广泛采用PC机来构建多媒体教学平台，随着世界两大显卡生产厂商之一Nvidia公司3D StereoDriver显卡立体驱动程序[3]出现，已经可以在不需要配合使用其它立体驱动软件的条件下实现大部分基于OpenGL或DirectX 3D的三维大型软件的立体显示，因而对用户的软件编程要求大大降低甚至直接使用即可。这种立体驱动还支持立体浏览静态图片的功能，对于SS格式的立体图均可正确显示。而对于开发者来说，该驱动提供了一个API接口，支持DirectX9可执行程序扩展，因而具有很强的实用性。以下给出了我们通过实验证明切实可行的性价比较高的2种利用Nvidia 3D Stereo Driver的立体显示方案。

1）立体眼镜＋普通显示器方式

立体眼镜利用了时间复用技术，它的左右镜片由具有不同极性的透镜组成,两个镜片由传感器联到一个由时间驱动的电子转换器上。左右透视图对在屏幕上快速切换,电子转换器以相同频率同步开关左右镜片,以确保左眼只看到左图,右眼只看到右图。这种方式的优点在于使用普通的CRT显示器即可实现立体显示。

时分复用技术可以有3种方式：分色、分光、分时。目前市场上的立体眼镜大多基于分色技术，其基本原理是让某些颜色的光只进入左眼，另一部分只进入右眼。分色技术在第一次过滤时要把左眼画面中的蓝色、绿色去除，右眼画面中的红色去除，再将处理过的这两套画面叠合起来，但不完全重叠，左眼画面要稍微偏左边一些。第二次过滤是观众带上专用的滤色眼镜，眼镜的左边镜片为红色，右边的镜片是蓝色或绿色，由于右眼画面同时保留了蓝色和绿色的信息，因此右边的镜片不管是蓝色还是绿色都是一样的。以红、绿眼镜为例，红、绿两色互补，红色镜片会削弱画面中的绿色，绿色镜片削弱画面中的红色，这样就确保了两套画面只被相应的眼睛看到。

分色技术的立体眼镜原理简单、成本低、百元左右的价格非常利于教育系统普及。在配置有Nvidia显卡并安装了立体显示驱动的普通PC上，左右透视图对的快速转换问题已由Nvidia显卡完成，因此只需选配一个立体眼镜即可实现立体显示。

2）直接使用桌面型立体显示器进行立体显示

目前基于双目视差的大部分立体显示设备均支持以下4种立体显示图像存放格式[3]，其中以ss格式最为常见：

①SS方式（Side by Side）：左右眼图按照左右的次序合成一幅输出图像，抽取左图的奇数列放置于输出图左边，抽取右图的偶数列置于在输出图的右侧，高度保持不变。图1显示的就是一幅按SS格式存储的立体图像对。

②TB方式（Top and Bottom）：左右眼图按照上下的次序合成一幅输出图像，其中左图奇数行压缩放于输出图上端，右图偶数行生成于输出图下端，宽度保持不变。

③行交叉方式：左眼图奇数行与右眼图的偶数行抽取出来，复制到输出图的同样位置行复合成输出图像。

④列交叉方式：左眼图奇数列与右眼图的偶数列抽取出来，复制到输出图的同样位置列复合成输出图像。

随着液晶显示器的普及和制造成本的降低，基于液晶平板显示器件的立体显示设备价格也大大减少，目前硬件已可以做到普通液晶显示器的2倍价格左右，并且目前市场上的此类立体显示设备均可在普通显示模式和立体显示模式下自由转换，没有佩戴立体眼睛而带来的不适感，所以通过Nvidia立体驱动解决软件和应用支持的情况下，利用基于Nvidia显卡的PC机系统与立体显示设备一起构建新型立体显示多媒体教学平台也是一种性价比非常高的方案。例如在我们自行研制的裸眼自由立体液晶显示器上，只要选择Nvidia立体显示模式为SS格式，同时使立体显示器工作在SS模式，目前流行的大型网络游戏“魔兽世界（WOW）”立刻以生动的三维立体显示方式呈现在眼前。以下对将Nvidia 3D StereoDriver的安装和使用做进一步介绍。

3 NVIDIA 3D Stereo Driver的安装与使用

在安装立体驱动之前，要求预先安装普通的NVIDIAForceWare Graphics driver驱动，而且立体驱动的版本必须和该驱动版本相匹配，比如你的电脑安装了77.77版本的驱动，那么必须也安装77.774版本的立体驱动。安装完成以后，重启计算机之后在系统的属性栏就会新增一个NVIDIA图像控制页。单击它就可以进入主NVIDIA面板。

在主NVIDIA面板中，点击“立体属性”项（图2 A），弹出立体属性设置的主页面，大部分相应的设置都是在这里完成的。首先要设置立体显示的类型（图2 C），包括立体眼镜、立体显示器等，这里我们设置为立体眼镜，使用的显卡为Geforce 6800。

在初次开启立体驱动运行3D软件前，需要进行立体功能测试。程序会在设置完成以后自动运行，这个测试是为了检测使用者对立体图像的敏感程度，当使用者清晰看到屏幕上的立体图像以后，按Esc退出，程序则记录使用者的一些视觉参数，以确保使用者在使用该机器立体操作时，在同样的位置可以得到很好的深度感。立体显示过程中显示的亮度，可通过gamma参数来调节（图2 F）。也可以利用图2D的测试图像自行进行立体效果测试。

设置好立体设备类型以后，还得打开立体显示功能（图2 B），否则驱动将不会工作。如果你想只在需要的时候激活它，可以选择“热键激活”项。系统默认的热键是Ctrl+T打开关闭立体显示功能，Alt+F1保存图像，Ctrl+F4增加立体间距，Ctrl+F3减小立体间距，Ctrl+G增加gamma值，Alt+G减小gamma值。热键设置界面如图3B。

立体间距是指左右眼图像的水平位差，水平位差越大，深度感就越强，立体效果就越好，但是另一方面，如果水平位差过大的话，双眼会不能有效融合立体图像，产生重影，甚至看不到立体效果。因此立体驱动需要依据用户选择的显示器尺寸（通过图3A来设置）自动计算出适合的最大立体间距。以后为了得到更好的眼睛舒适度和立体感，还可以在属性页进一步微调（图2E），也可以通过热键来微调节立体间距以增强立体感。

4 结束语

立体显示技术是未来显示技术的发展方向，有着广阔的市场和应用前景。而NVIDIA公司的立体驱动程序支持目前市面上的大部分通用立体显示设备，利用目前市场上常见的立体眼镜和我们自主开发的立体显示器上的运行情况表明，该驱动满足了立体显示的一系列要求，画面流畅，运行稳定。由于它对只需用户具有立体显示的一些基本知识来完成安装和调试立体显示驱动，就可以完成用户基于OpenGL或DirectX 3D的三维应用大型软件的立体显示，避免了用户为了进行立体显示而需要自行进行二次软件技术开发编程的困难，因而对于立体显示技术在教育领域的推广和应用具有重要意义。

Nvidia立体显示驱动也有一定的局限性，一方面首先它只能对基于OpenGL或DirectX 3D三维软件中的三维模型进行立体显示，对普通影视资源等通过单目成像方式形成的显示数据无法立体显示。而这一部分工作必须通过深入研究基于图像的三维重建和立体感增强技术才能实现。其次，这种驱动的立体显示原理是基于如前提到的双目视差原理，但是它生成的立体图像总是假定观察者与待观察三维物体的立体视角恒定不变，因而造成观察者双眼位置在空间移动时看到的不一定是正确的立体角立体投影成像图，需要在观察者大脑帮助下合成正确立体角情况下的立体图像，因而容易产生大脑疲劳，即多视角问题。上述两个问题同时也是立体显示技术目前研究的焦点和热点问题之一。有待我们进一步的研究、探索和解决。

参考文献：

[1] Neil A.D. Autostereoscopic 3D Displays. IEEE. August 2005. 0018-9162

[2] Sexton I., Surman P. Stereoscopic and Autostereoscopic display systems. IEEE.1999, vol.16

立体显示篇4

该系统可应用于家庭影院, 三维游戏, 互动教学, 医疗显示, 地理空间显示, 等对立图像和复杂数据显示效果要求较高的领域。

项目负责人简介:王颖博士, 新加坡南洋理工大学电子与电机工程学院微电子专业在读博士, 现主要从事微型显示技术及其它相关显示技术的研究和开发。研究兴趣包括硅上液晶显示技术 (LCoS) , 有激发光器件显示技术 (OLED) 以及三维立体显示技术 (3D displa y) 等。

走进立体单位世界，3D显示器应用篇5

一、快门式3D应用

我们知道，快门式3D技术是通过提高画面的快速刷新率来实现3D效果，因此必须配合主动快门式3D眼镜使用（如图1），有的3D显示器甚至需要单独在显卡上安装无线接收器，如NVIDIA 3D VISION方案，需要将3D信号处理端放在CPU部分完成，最终通过视频信号传输到显示器上实现3D效果。有的3D显示器集成了信号发射器，这样使用比较方便。

以三星S23A950D为例，该3D显示器采用了自主研发的主动快门式3D技术，它无需单独安装信号接收器即可实现3D显示功能，即通过显示器内硬件实现3D效果。但在使用之前，需要确认3D眼镜电量是否充足，因为这种3D眼镜内置快门开关电路和无线射频电路，因此需要对它进行供电，判断方法是按下3D眼镜的电源开关（如图2），之后屏幕会提示“3D眼镜已连接至显示器”（如图3），如果没有出现这个对话框，用户需要更换电池或充电。

进入显示器ODS设置菜单，可以在“图像”一栏看到一个“3D”选项（如图4）。此时可以通过按下MENU按键进入3D设置界面，也可以直接按显示器上“3D”快捷按键进入。进入3D设置菜单后，可以看到有开启3D模式、2D转3D、景深调节、L/R模式调节等功能（如图5），大家根据需要设置就可以了，比如在“3D模式”菜单中，这里提供了4种3D功能模式，我们最常用的是“2D→3D”选项（如图6），它可以将2D强制转换成3D画面。这样当你看电影或玩游戏时，就可以看到栩栩如生的3D影像了。

二、不闪式3D应用

不闪式3D技术也称偏振光式3D技术，因此不论是硬件要求还是设置过程都要简化许多，并且依然保持了不错的3D景深效果，还解决了困扰主动快门式3D显示器的闪烁问题。但采用该技术的3D显示器同样要配合3D眼镜，才能实现全高清3D影像。

以优派V3D231为例，该显示器通过VCA/DVI/HDMI方式都能实现3D效果，而且标配了一副3D眼镜。正是由于采用了不闪式3D技术，因此优派V3D231在3D设置上比较简单，但要配合TriDef 3D软件来实现3D画面的计算与生成。首先在电脑上安装TriDef 3D软件，该软件可以到随机驱动光盘找到，或者到官网下载。安装后运行TriDef 3D软件，进入播放界面，可以看到各种3D模式，如观看3D视频、播放DVD、浏览3D照片、玩3D游戏（如图7）。

接下来大家根据实际需要进入相关3D模式就可以了，比如要在电脑上玩3D游戏，那么切换到“玩3D游戏”模式，从文件菜单中选择“添加游戏…”，然后将需要玩的游戏添加到软件列表（如图8），或者将游戏快捷方式直接拖放到TriDef 3D Ignition窗口中。双击需要玩的游戏图标，开启游戏后会自动开启3D模式，但呈现出的3D画面有不规则凸出或凹陷，此时建议关闭“Power 3D”选项（如图9），然后戴上眼镜就可以开始玩真正的3D游戏了。

如果要看3D电影、欣赏3D照片等，只需进入相关功能项设置就可以了。但值得注意，为了获得最佳3D图像，显示器分辨率要设置成最佳分辨率1920x1080@60Hz.同时请坐在离显示器大约0.7m的位置，尽量保持眼睛与显示器垂直角度（上下视角10度以内）观看。

三、一键切换3D画面

为了让用户使用更方便，无论是快门式3D技术还是不闪式3D技术，显示器厂家有时会在显示器上提供一键切换按键，用户无须任何复杂设定即可享受3D效果。以飞利浦278G4D为例，要将2D转为3D画面，用户只需戴上3D眼镜，按—下显示器面板上的“3D”标识（如图10），马上就会弹出3D切换模式，选择“2D to 3D”就可以了（如图11）。

经过测试发现，偏光式3D显示器最大的优势，就是不仅无需借助任何软件即可实现2D转3D，而且能够在窗口和全屏时实现3D效果，而实现这个功能只需一个快捷键，比如AOC D2757PH这款3D显示器，也在显示器上提供了“2D/3D”切换快捷键（如图12），使用非常方便。与AOC一样，LG一直以来在3D显示器上都表现出色，并且实现了3D-键切换功能。

巴可OLS立体显示单元篇6

这种显示单元是在巴可广受好评的OL显示单元基础之上, 发展而来的。它除有巴可OL显示单元的特点之外, 在立体方面更有一些突出的地方。我们知道, 巴可所有的设备都跟图形图像及视频显示有关, 巴可的显示单元, 完全自主设计、生产、制造, 有非常高的可靠性。比如用于电视背景墙的显示单元产品中, 以灯泡作为光源的OV系列产品, 所有设计的都是双灯。因为灯泡或光源是显示墙里比较薄弱环节, 故障率比较高。在OL/OLS中光源从灯泡换成LED, 对于LED本身也要考虑万分之一故障率的可能性, 所以我们对每一个LED光源本身都做了6倍冗余, LED光源在系统内部是由红绿蓝3个独立的光源组成, 这样, 每一个独立的光源都变成6倍, 完全保证不会出现任何由于光源上出现故障而导致整个系统的黑屏现象。因为, 黑屏现象在我们演播室是绝对不允许发生的。

本文介绍的立体显示单元OLS是16:9, 高清1920×1080分辨率。OLS显示单元是重新设计, 一个非常重要的特点是容易快速的移动式安装。传统的电视背景墙用的显示单元, 都是4:3的高宽比, 巴可为了最小的拼缝, 用了钛合金缝合技术, 由于这种缝合技术比较复杂, 安装以后, 基本上不会再动了。现在新的LED光源箱体采用模块式结构, 很容易快速移动安装。比如装一个2×2的墙2小时足够了, 拆一个2×2的墙30分钟左右, 一个2×2的显示墙搬到另外一个地方, 两小时装起来, 而且, 单元里面所有机械、光路、颜色的调整完全都是自动的, 一般稍微做一点培训的人员都可以进行安装。

这种单元设计很薄, 有50英寸和70英寸两款产品, 50英寸厚度只有445公分, 70英寸本身只有655公分。在这种薄的情况下, 我们还提供了前维护设计, 比如你的房间非常小, 就可以将显示单元靠在墙上, 跟现在一些平板显示设备占的空间相差不多, 完全满足狭小空间里的使用。

巴可的显示单元, 以最高的可靠性进行产品设计, 有时候会不惜工本来把这个产品做到最好, 做成世界上第一流产品, 所以完成是7×24小时连续工作的产品。我们的产品机架、结构、外包装都是按照可循环材料做的, 是绿色环保的。

因为有这些好的设计, 因为有这些好的功能, 所以这款产品在2011年非常荣得得到了红点 (Reddot) 设计奖。现在, 巴可又对LED光源进行了升级, 用了第三代LED光源, 在同等功率情况下亮度可以提高将近40%, 或者保持原来的亮度, 功耗降低30%, 这代表了拼接显示的潮流。这是巴可自主设计带来的好处。

液冷的技术在投影里用的很多, 高端数字影院用的投影机全部用液冷技术, 巴可将这个技术引进到了显示单元里, 这有两个好处:一是用液冷以后, 显示单元本身里面散热结构非常简单, 散热风扇转速可以做得非常慢, 把噪音降下来。显示单元噪音非常低, 要小于27分贝, 低于一些平板显示设备的噪音。液冷技术带来第二个好处是让整个LED光源本身工作非常稳定, 如果LED光源的工作温度稳定, 颜色就会保持非常好, 而且寿命会大幅提高。现在巴可LED光源寿命超过8万小时, 基本实现, 在产品生命周期里, 不需要对光源更换。

显示单元其实都是拼接在一起使用的, 多台拼在一起情况下, 每一个单元的光路、电路都不一样, 时间长了, 多少都会有些差别, 但我们为了将多个屏拼在一起显示整个图像, 或者显示不同的图像, 对于颜色、亮度, 特别是立体显示, 要求更高。对于单元和单元之间本身颜色的一致性、亮度的一致性, 甚至在全光谱范围内所, 完全要求一致。为了得到最卓越的一致性, 巴可用了一个技术——“Sence6”。通俗地讲, Sence6技术是在每一个显示单元内部都装有检测器 (这个检测器是一台分光光度计) , 来检测光源本身的颜色、亮度、光谱特性, 并将这些数据, 通过网络接口送到一台专用计算机里, 由计算机程序比较每一个单元数据的差异, 找出来差异后, 对每一种颜色偏差进行调整。这是非常复杂的过程, 因为颜色的调整不是线性的, 检测出来的数据和如何调整, 有着很非常复杂的计算方法。

所有的这些调整都是在后台运行, 在显示单元使用的过程中, 随时随刻都在调整, 所以不用操心它的颜色会不会偏, 亮度会不会跑, 因为它在后台运行。如果你一个月没有开机, 也没有关系, 只要提前五分钟开机, 五分钟之内就会把所有的颜色自动调整, 这就是Sence6的调整技术。

下面介绍OLS的信号倍增及主动立体技术。

信号倍增, 一般立体信号基本都是60赫兹, 这其实对人的观看容易引起疲劳。在我们这个产品里, 在内部有一个信号倍增的技术, 60赫兹立体信号进来以后, 系统自动把它倍增到120赫兹, 左右眼都是60赫兹。这样对观看者看立体信号带来非常大的好处, 没有眩晕感、保证了图像和色彩连续性。能确保图像、素材, 特别是快速运动的图像的连续性, 而且对于立体的舒适体验感非常强。这是内部信号倍增技术, 输入60赫兹信号, 自动倍增到120赫兹, 如图2。

这款产品是主动立体, 现在大家接触比较多的是被动立体, 我们看立体电影、3D电视, 都是被动立体。其实被动立体实现方式比较简单, 但立体效果没有主动立体那么好。

在我们产品里用的是主动立体, 戴着红外眼镜, 通过发射器、接收器对这个眼镜做左右眼的切换, 因为能保证左右眼都有60赫兹。

用主动立体的好处是什么?立体的隔离效果非常好, 左眼信号和右眼信号不会有任何串扰, 所有被动立体左右眼信号都会有一些串扰, 主动立体就没有。主动立体本身每一帧左眼图像和右眼图像都可以表现所有的色彩。被动立体必须老老实实坐在那里, 看立体电影时, 稍微一偏头, 就会发现这个图像不好了, 主动立体没有这个问题, 可以在运动情况下看立体的信号。

这款产品有两个型号, 50寸和70寸, 都是16:9, 1920×1080分辨率, OLS、OLSF。这款产品可以任意拼接, 可以拼2×2、3×3、4×4, 16×2都可以, 拼的时候还可以做一些角度出来。这款产品在其他行业里已经有很多的使用, 比如做训练、模拟仿真、石油勘探, 很多部门都有使用。我们认为, 在广电行业应该有非常大的应用前景, 在广电里, 除了做电视背景墙以外, 还有播出监控、应急指挥、审片等等。如果我们在显示墙里增加一些立体功能, 就可以一个显示墙多用, 平时开电视会议, 应急指挥, 接上3D, 戴上眼镜就可以看3D信号, 可以多功能合一, 这是在广电行业一个比较好的应用前景。

巴可做了很多年的立体显示, 过去立体显示都是用投影的方式, 投影有一个通道, 一台投影机, 两个通道两台投影机, 甚至可以做多通道。多通道, 多台投影机的方式, 安装比较复杂, 可以把它换成现在的OLS显示单元, 每一个单元安装非常简单, 而且不占空间。我们也可以把一个显示单元当成一个立体的显示器来用, 也没有问题, 也可以做成一个拼接。在一个拼接显示情况下, 只显示一个立体信号, 可以在一个显示墙上显示很多信号, 可以立体、非立体整合在一起, 这些巴可都提供有很好的解决方案。

比如做3×2的墙, 70英寸, 宽1.55米, 高0.87米, 装完以后, 4.65米×1.74米, 整体分辨率很高, 6倍高清, 可以仍然按照刚才说的方式, 6倍高清的显示墙进1路立体信号, 变成一个立体的显示。

图3的显示效果是3D立体应用比较广泛的, 叫做计算机辅助制造, 这是一个汽车的设计, 做出来汽车以后, 用计算机的方法模拟出一个真实的汽车, 人跟汽车的环境进行互动, 检验这个汽车设计是否满足人体工程的需要, 是否满足驾驶等各种各样的技术参数。

其实我们可以显示多个信号, 巴可有一款立体拼接控制器XDS, 这个设备可以进多路立体信号, 比如有6路立体信号, 可以在屏上开很多窗口, 而且它本身还兼容一些Windows桌面应用, 实现一墙多用, 可以进立体的, 也可以进非立体的信号, 还有Windows桌面, 也可以开视频窗口。可以做电视电话会议用, 做指挥中心用, 做监控用, 如果把立体信号接进去可以开立体窗口, 做立体用。在这个墙上可以开6个立体信号窗口, 戴上一个眼镜可以同时看6个立体。对显示屏的一次投资可以发挥到极致, 如图4和图5。

最后向大家简单介绍一下巴可公司, 巴可公司是一家为专业市场设计并开发可视化解决方案的全球领先技术公司。巴可有4个核心业务部门:

娱乐影像, 大家接触比较多的是立体电影, 巴可在这方面做得非常好;

医学影像;

控制室与虚拟仿真, 其中的虚拟仿真部门是巴可主要做3D立体显示的部门;

国防与航天。

巴可从做收音机开始, 然后做电视机, 做投影机, 做视频显示设备, 到现在做开发可视化解决方案, 巴可一步一步引领时代潮流。巴可拿出自己的产品来切合潮流, 紧贴着视频显示技术需求。从只生产视频显示设备, 到可视化解决方案提供商, 巴可实现了质的飞跃。

自动立体显示技术及测量篇7

1 自动立体显示的基本原理

立体显示是基于人的生理因素 (即立体视觉) 来传达三维景物的深度感觉, 称为深度模拟。人在观察空间的一个物体时之所以产生立体感是由于双眼从物体左右稍有不同的两个角度进行观察, 因此该物体在人的左右视网膜上投射出的光学图像有细微差异, 称作“双眼视差”, 它是产生立体感 (即深度感) 的重要因素。当这两幅光学图像同时传向大脑视觉神经中枢, 经差异处理后, 大脑就将它们整合成单一的三维图像, 使人能感受到所看物体的立体感。

立体显示技术就是利用一系列的光学方法使人左右眼产生视差, 从而接收到不同的画面, 在大脑中形成三维立体效果的技术。一般立体显示技术主要分为立体眼镜、自动立体显示、体三维显示和全息技术四大类。本文重点介绍的是自动立体显示技术。

2 自动立体显示的实现方式

自动立体显示实现的方式有很多种, 包括光屏障技术、柱镜光栅技术、短暂背光和明场显示等。本文重点介绍光屏障和柱镜光栅两种方式。

1) 光屏障技术

光屏障技术又称为视差挡板立体显示技术[1]。视差挡板是由具有遮光功能的挡板和具有透光左眼的裂缝2部分组成, 如图1所示。

该技术是利用视差挡板遮挡部分显示进行分光, 视差挡板放置在显示屏的前方或后方, 由于挡板的遮挡, 观察者的单眼通过挡板上的一条窄缝只能看到显示屏上的一列像素, 如左眼只能看到奇像素列, 右眼只能看到偶像素列。这样一来, 分别由奇偶像素列组成的两幅图像就成了具有水平视差的立体图像对, 通过大脑的融合作用, 最终形成一幅具有深度感的立体图像。

2) 柱镜光栅技术

传统的柱镜光栅技术是利用柱透镜单元的折射作用, 引导光线进入特定的观察区, 产生对应左右眼的立体图像对, 并最终在大脑的融合下产生立体视觉。采用柱镜光栅技术的自动立体显示设备包括液晶显示屏、透明有机玻璃和柱镜光栅, 一般为多视点显示, 即每个视点的显示的信息可以不相同[2]。如图2所示。

随着技术发展, 目前用两个玻璃基板之间灌注液晶, 玻璃基板加电压后, 液晶分子会根据电场分布发生不同程度的偏转, 从而引起不同的折射率, 代替棱镜光栅。这种方式同时也解决了2D/3D转换问题。玻璃基板加压后, 才会有立体效果, 不加压时, 显示器仍可以以2D形式显示图像。

3 自动立体显示测量标准

自动立体显示设备的测量方法有2个国际标准, 分别是IEC 62629-22-1《3D显示设备第22-1部分, 自动立体显示测量方法——光学》和IDMS VERSION 1.03《信息显示器测量标准》的第17章。2个国际标准都对自动立体显示技术原理进行了简要介绍, 并介绍了光学参数的测量方法。

IEC标准定义了光学参数通用的测量步骤, 包括双视点、多视点显示。标准规定的测量项目包括最大亮度方向、瓣角和屏幕瓣角变化、亮度、亮度均匀性和角亮度变化、白色色坐标、白色色度均匀性、白色色度随角度变化、3D串扰、3D串扰变化和3D串扰随角度变化。

IDMS VERSION 1.03第17章的第3部分和第4部分分别针对双视点自动立体显示和多视点自动立体显示, 介绍了系统串扰、对比度、亮度、亮度均匀性、视角、最佳观看距离和立体观看范围等测量项目的测试信号、测量步骤等。

目前, 业内比较推崇的测量方法是IEC标准, 笔者将重点介绍IEC测量标准的基本情况[3]。

3.1 IEC62629-22-1标准

3.1.1 测量条件

IEC标准规定, 光学测量在标准暗室条件下进行, 被测显示设备表面的任何位置、任何方向的照度都应低于0.3 lx。

3.1.2 测量设置

光学测量的测试距离由产品制造商在产品规范中规定, 称为设计观看距离。测量区域应覆盖显示屏至少500个像素数。

3.1.3 测量位置

光学测量的测量点包括中心点和多点, 测量点位置如图3所示。中心点为P0点。多点测量可以是3点、5点或9点, 采用3点测量时分别选取P0、P6、P8, 5点测量和9点测量分别选取从P0~P4和从P0~P8, 具体测量点的数量由制造商在产品规范中规定。

进行3D串扰测量时, 测量点选取为n×m, 如图4所示, 测量点的数量由制造商在产品规定中规定。

进行多点测量时, 光学测量设备的摆放有两种方式。方式一是光学测量设备的光轴与屏幕中心点正交垂直, 保持光学测量设备位置、测试距离不变。测量某个测量点时, 旋转光学测量设备, 如图5所示。方式二是光学测量设备的光轴与屏幕各测量点正交垂直, 并保证测试距离不变, 如图6所示。

3.1.4 测试信号

IEC标准规定的测试信号共3种:1) 全像素白信号:所有像素为100%白电平的测试信号, 用lmw表示;2) 全像素黑信号:所有像素为0%黑电平的测试信号, 用lmb表示;3) 第i个像素白信号:第i个像素为100%白电平, 其他像素为0%黑电平的测试信号, 其中i表示1~N的整数, 用lmi表示。

上述介绍的就是IEC测量标准的基本条件, 针对不同的测量项目, 也规定了详尽的测量步骤, 笔者将重点介绍最大亮度方向和串扰的测量方法, 并举例说明。

3.1.5 最大亮度方向

该项目是测量亮度随角度分布, 以角度进行计算, 寻找最大亮度, 从而获得最大亮度方向。

1) 测量信号采用第i个像素白信号lmi, 测量点为中心点P0, 如图3所示;

2) 测量的角度范围和精度由制造商规定;

3) 输入测试信号lm1, 以一定的步长, 如0.5°, 在一定的角度范围内测量亮度;

4) 改变测试信号从lm1到lmN, 重复测量步骤3) ;

1) 负载容量计算

举例:测量完成后, 绘制的角亮度分布图如图7所示, 对于三视点显示设备, 测量结果见表1。

3.1.6 串扰

IEC规定的串扰用串扰的最大值、最小值和平均值表示。

1) 测量信号采用第i个像素白信号lmi, 采用多点测量, 如图4所示, 测量点 (n×m) 应在报告中注明;

2) 测试信号从lm1到lmN, 在每个被测点P (a, b) 重复测量亮度, 获得每个被测点在不同测量信号lmi时的亮度测量值Li (a, b) ;

3) 计算每点P (a, b) 的串扰为

式中:Lmain (a, b) 是测量点P (a, b) 的最大亮度;Li (a, b) 是测量点P (a, b) 在测量信号lmi时的亮度。

3.2 IDMS VERSION 1.03第17章[4]

IDMS标准将双视点和多视点自动立体显示测量分两部分进行介绍。因显示视点数量不同, 所以两部分的主要差异是测试信号不同, 测量原理、步骤基本一致。

IDMS标准首先规定了串扰的测量方法, 后续多个测量项目的测量过程中, 都渗透了串扰测量步骤, 以最小串扰值作为门限值, 从而获得视角、最佳观看距离和最佳立体观看范围等项目的测量结果。本文重点介绍IDMS标准串扰的测量方法。

对于双视点显示设备来说, 串扰测量采用的测量信号为左黑右白;左白右黑;左黑右黑。

1) 将光学测量设备放置在左眼位置, 被测设备输入3种测量信号;

2) 分别测量3种测量信号时, 对应的左眼亮度, 记为LLKW, LLWK, LLKK;3

3) 将光学测量设备放置在右眼位置, 分别测量3种测量信号时, 对应的右眼亮度, 记为LRKW, LRWK, LRKK;

4) 计算左右眼的串扰为

举例:测量结果如表2所示。

4 测量存在的技术问题

目前, 裸眼3D显示设备光学参数的测量还存在一些技术实现手段的不足。首先, 标准的裸眼3D测试信号发生器不足。因为设计原理不同, 裸眼3D显示设备的视点数量和视点排列方式不同, 所以用于测量的测试信号也不同, 现阶段还没有比较成熟的测试信号发生器, 基本都采用软件生成测试信号。

其次, 光学测量设备的选取也会影响测量精度。光学测量设备的光圈尺寸、视场角会显著影响测量精度, 所以IEC标准建议光学测量设备的光圈应≤8 mm, 而在ID-MS标准中建议视场角≤0.25°, 最好是≤0.2°。

第三, 光学测量设备如果选用点测量的仪器时, 对于多视点显示设备, 为保证测量精度, 要求被测设备旋转的角度足够小, 例如0.5°或更小, 才能获取完整的测量结果, 不引起数据丢失, 而这样会增加工作量, 降低工作效率。

摘要：主要介绍了自动立体显示的基本原理及实现方式。介绍了国际标准的制订情况, 包括IEC标准和IDMS标准, 重点介绍IEC标准的测量条件、测量点、测量位置和测试信号等基本条件, 以举例的形式详细介绍IEC标准中最大亮度方向和串扰的测量步骤, 以及IDMS标准中双视点串扰的测量步骤。分析目前测量实现过程中存在的技术难点和应注意的问题。

关键词：自动立体显示,IEC,IDMS,亮度,串扰

参考文献

[1]王婧.裸眼3D技术及其应用[D].南昌:南昌大学, 2012.

[2]何赛军.基于柱镜光栅的多视点自由立体显示技术研究[D].杭州:浙江大学, 2009.

[3]IEC 62629-22-1, 3D display devices-part 22-1:measuring methods for autostereoscopic displays-optical[S].2012.

无重影立体电视显示技术的研究篇8

无重影立体电视摄像技术是用光开关对普通大口径(6.5 cm以上)摄像机镜头光路对称分割得到立体图像对,来实现对立体信息的记录[1]。该技术使用单镜头立体摄像,充分利用镜头光路的对称结构,将立体纵深信息转变为平面视差的变化,实现了立体摄像与平面摄像系统的兼容,具有立体感强、系统兼容性好、信源信息冗余量少、易于传输、电路简单、成本低等特点。但该技术在无重影模式上,由于镜头口径过大景深太小而造成立体显示的深度不足[2]。

经研究发现,无重影立体电视系统的显示深度可在系统参数中调整,并在显示方案中加以改善,只要经过科学的处理,可让其显示深度与普通双机立体电视相同,且能与人眼特性相匹配。

2 无重影立体显示深度分析

2.1 立体显示深度分析

如图1a所示,相距为S的立体显示屏,左、右眼视差图像点l和r在屏上的水平视差距离为Δx,进行视差分离送入瞳孔间距为P的左右眼L,R观看,通过大脑融合形成空间合成图像Q,其显示深度为ΔS,它们的空间位置关系满足[3]

解得立体显示屏可显示的深度为

在无重影立体摄像系统中,Δx是对称光路形成视差信号的间距,被摄场景中远点与近点在显示端立体图像对中的视差距近似相等,符号相反,根据立体显示原理,显示无究远点的Δx=P,故其可能显示的视差信号的间距在Δx=±P间的范围,将其代入式(2),则此时的显示深度范围为(-S/2)≤ΔS≤∞。

由于人眼能分辨的最小视角θ=1′=2.908 8×10-4 rad,在最佳视距(刚好能分辨显示屏上的一个像素时的视距)S0上,人眼的可分辨像点直径与显示屏像素直径相同,为S0×2.908 8×10-4。由此可知,人眼在某一视距上可分辨的深度平面数,即深度元数N为

取P=6.5 cm,S=200 cm时(为50 in全高清显示屏的最佳视距),考虑到屏前、屏后及屏本身,整个显示空间的可分辨深度平面数为

2.2 无重影立体显示深度分析

在无重影模式中,[1],不在焦平面上的被摄物点在显示屏上的像点弥散圆如图2所示,不分离视差的等效平面图像像点弥散圆直径最大值为P,视差图像像点是两个直径与间隙均为的弥散圆,以弥散圆中心计算实际视差距极限范围为

代入式(2)可得无重影立体显示深度范围为

则总显示深度为ΔSl≤2.4S,用50 in全高清显示屏在最佳视距2 m上观看可得到4.8 m立体总深度。显示的总深度平面数为

2.3 立体显示深度与图像清晰度的关系分析

以上是在不考虑散焦对图像清晰度的影响下的深度元数,在单镜头无重影立体摄像中,随着深度的变化,图像像素直径在不断扩大,图像的可分辨线数不断下降(见图1)。

对1 920×1 080高清显示而言,在最佳视距上,各层不分离视差的等效平面图像的实际可分辨力为

由图2可知,无重影立体摄像系统中,视差图像像素点弥散圆直径是不分离视差时等效平面图像像点弥散圆直径的DL/D倍(DL=DR),其相应层立体图像水平分辨力是等效平面图像的D/DL倍。

在-3决定;当3≤n≤112时(112是在最佳视距上50 in=""> 决定;当3≤n≤112时(112是在最佳视距上50>

由图(1)可知,显示各层需要的视差Δx=nθS,代入式(2)可得

由式(9),式(10)可得ΔS,r(取DL/D=1/3)随n的变化关系,如图3所示。图中,r(n)为无重影显示时不同深度平面上的视差图像实际分辨力,ΔS(n)为立体显示深度随深度平面数n的变化关系。

由图3可知,在无重影模式中,当立体图像水平分辨力下降至320线时(相当于VCD的水平),可显示的总深度平面数仅为35,显示总深度约为62.3 cm,远远小于最大可分辨的150层及无重影显示理论深度4.8 m。但在实际实验中可知,即便是深度元数大于±17的深层立体图像对的图像质量大大下降,但对立体效果的渲染起到十分重要的作用。在实际重放时,更有利于将人们的注意力自动引导到主景深上的情节主体上,防止人们观看节目时注意力分散到别的事件中去。

2.4 立体显示深度与光开关参数的关系分析

以上分析是在光圈参数为左、右光开关水平宽度与支架宽度均为摄像机光阑直径的1/3时的情况,立体显示深度较小。现实生活中,在对于无主体的大型场面及风景山水时,上述的立体景深远不能满足显示需要。

当D=6.5 cm,立体显示深度不足主要是由于视差图像景深太小引起。由式(9)可知,视差图像对在不同深度层上的清晰度可由光开关参数进行调整,当以某一图像质量为下限时,可得出此图像质量下的深度元数为

取r≥320,全高清屏中,在某一光开关参数下,最大许可的总深度平面数为

将式(4)代入式(12)可得

由上述分析可知,当满足1/3≥(DL/D)≥1/19(1/19约为人眼的瞳孔与间距之比)时,在最低许可分辨力320线下,由式(12)解得整个显示空间的可分辨平面数范围为35≤N0≤225,深度元数为

由式(10)可得总显示深度为

将式(14)代入式(15),取n=N,P=6.5 cm,S=200 cm,nθS≤P,得

由式(12),式(15)得总深度平面数及总显示深度与光开关参数的关系,如图4所示。

由此可见,调整光开关参数,可使无重影立体电视技术的显示深度及深度元数处于无重影模式与普通双目立体电视之间,并可与人眼几何尺寸相匹配,得到尽可能真实的立体视觉。此法虽然在视差分离不完全时重影成分会增加[4],但能确保主景深上的视差图像内容完全吻合,这是普通双目立体电视无法比拟的。

3 无重影立体显示景深扩展分析

综上所述,要增大立体显示深度,有以下方法:

1)增大观看距离S,理论上可有效增加立体显示深度,但随着视距的增加,人眼的最小可分辨视角不能变,此时的系统处于观察有限状态,不能充分利用显示分辨力,总体图像的可观察线数下降,系统资源利用率降低。

2)人为加大视差Δx。其方法有:一是增加立体摄像机镜头光阑直径,这是无重影立体摄像的基本原理,它能有效提高立体显示深度,但过大直径的镜头使摄像机成本成倍增加;二是在显示器上增加立体扩展电路,使用特定电路检出像点视差间距,并人为扩展,可增加立体显示深度;三是将某一路视差图像向左或向右移动,可让图像内容明显突出或陷入显示屏,但Δx与重影成正比。此方法使主景深上的图像移位,破坏了无重影立体显示的基本要素,在显示视差分离不完全时会产生重影,在用偏振光分离视差的立体电视系统中使用效果明显。

3)减小两眼间距P,可有效提高显示深度,但人眼间距不能自主调整,要借助专用立体深度扩展眼镜,通过光学反射原理减小人眼瞳孔间距,加深显示深度。

4)改变摄像机光开关参数DL/D,让其在1/3≥(DL D)≥1/19间变化。在立体显示深度要求较小的画面时,让其工作在无重影模式(DL/D=1/3)下,在立体显示深度要求较大的无主体画面或山水风景时,可根据实际适当调小光圈,得到与之匹配的立体显示深度。

4 无重影立体显示景深扩展方案

根据上述分析,结合使用设计出如下综合应用的立体显示深度扩展方案,如图5所示。

使用中摄像机在主电路的控制下对镜头光开关参数DL/D进行调整,使无重影立体显示技术满足各种现场需要。立体电视接收机对立体电视信号接收、解码,根据需要,可采用立体扩展电路、视差移动电路或通过立体扩展镜来加深立体显示深度。

参考文献

[1]张德忠,贾正松,王志强.无重影立体电视摄像技术的研究[J].电视技术,2008,32(2):75-77.

[2]邹艺方,王艳平.浅谈电视摄像中的景深控制[J].电视技术,2007(10):77.

[3]谢俊国,周永明,于丙涛.基于微透镜阵列实现全真立体显示技术的研究[J].中国体视学与图像分析,2008(1):42-46.

IEC立体显示终端测量方法综述篇9

近年来,3D浪潮席卷全球,带来了数字电视领域的重大革命。从摄录、视频处理、压缩、传输到终端显示,3D电视产业链的各个环节都与传统系统不同,这就给产、学、研各界提出了新的挑战。尤为引起人们关注的是立体显示终端技术,其显示质量的高低直接影响人们的主观感受。目前,国际、国内各标准及研究机构都在努力制定立体显示终端测量标准。IEC标准化组织正在制定IEC 62629系列标准,已形成委员会征求意见草案,预计2013年出版,其间草案可能会被修改。该草案较完整、全面地提出了立体显示测量的测量参数和测量方法。

1 立体显示测量系统

由于裸眼3D技术尚未成熟,佩戴眼镜的立体显示终端是当前市场的主流[1,2]。因此,目前国内外研究都集中在佩戴眼镜式的立体显示测量研究。IEC 62629草案的6-2部分是“3D显示设备-佩戴眼镜的立体显示光学测量方法”[3],包括立体显示设备的测量方法和眼镜的测量方法。佩戴眼镜的立体显示光学测量需在眼镜后面进行。测量距离设定在屏幕高度的3倍位置,或者为观看距离。图1是立体显示标准测量系统示意图。测试在暗室下进行,杂散光不能大于1 lx。测试分别在左镜片和右镜片下进行,根据测量项目的不同,眼镜与测光设备的透镜可以呈平行或有一定夹角。因此,测量首先需有合适的工装放置眼镜,以保证眼镜能够以随意角度固定。

3D信号发生器由HDMI接口输入测试信号至被测立体显示设备。目前的3D信号发生器大多是基于兼容现有通道的传输方式,如“左右”、“上下”、“隔行”、“棋盘”方式[2],这些方式提供半高清格式信号,而基于HDMI1.4a的接口可传送全高清信号。IEC 62629没有严格规定测试信号的格式,实际测试时能够匹配被测设备即可。

眼镜与测光设备之间的距离要避免眼镜和测光设备接触,保持最小距离在10 mm的距离,或者可以按照相应的规范设置。测光设备的物镜孔径应小于眼镜的透镜尺寸,否则需要通过调节眼镜与测光设备的距离使所有进入到测光设备的光都通过眼镜的透镜。如图2所示。

测试准备过程中可通过不断调整眼镜的位置最终得到其测量位置。与传统测试一样,测光设备的视场角应小于等于2°,测量屏幕面积至少是500个像素点,测量前被测显示设备和眼镜要进行预热,使其达到稳定状态。

2 立体显示测量项目

立体显示测量项目与传统二维显示的测量项目类似,有亮度、亮度均匀性、对比度、色域等,另外还要考查双眼亮度差、串扰等。

2.1 亮度

亮度的测量项目有全屏白亮度、4%白窗口亮度、亮度均匀性和双眼亮度差。分别在左、右眼镜后测量输入上述测试信号后被测设备显示的亮度。测试图见图3。

测量各点的亮度时需转动测光仪器的俯仰角,使得对准屏幕测试点,而不是测光仪器垂直于测试点。眼镜可跟随测光仪器同步转动以保证与其相对平行,或者眼镜不动,只调整测光仪器俯仰角,这两种测量方法对测试结果的影响需通过大量测试来进一步研究。设左眼各点测得的亮度为LLi(i=0,1,…,8),则左眼的平均亮度为LLav=189i=Σ0LLi,同理,右眼亮度和右眼平均亮度表示为LRi(i=0,1,…,8)和LRav,则双眼亮度差为全屏左右眼平均亮度差(LLav-LRav)或4%白窗口屏幕中心点左右眼亮度差。

2.2 对比度

对比度的测量包括全屏对比度、4%窗口对比度和对比度差。首先测量屏幕中心全白场左右眼亮度,得到LL,DRW和LR,DRW;测量全黑场左右眼亮度,得到LL,DRB和LR,DRB,则左右眼对比度分别为

DRCRL,FS=LL,DRW和DRCRR,FS=LR,DRW

LL,DRBLR,DRB

则该立体显示设备的对比度为

DRCRFS=(DRCRL,FS+2DRCRR,FS)

对比度差为

△DRCRFS=DRCRFSDRCRL,FS-DRCRR,FS×100%。

4%窗口对比度测试首先测量左右眼图4a窗口100%亮度LL,DR4%和LR,DR4%,然后测量最小亮度:将图4b的4个窗口信号分别输入被测设备,分别测量屏幕中心点P0的亮度LL,DRimin和LR,DRimin,i=1,2,3,4。

则左右眼的最小亮度分别为

LL,DRimin=LL,DR1min+LL,DR2min+4LL,DR3min+LL,DR4min

LR,DRimin=LR,DR1min+LR,DR2min+4LR,DR3min+LR,DR4min

由此可以求得4%窗口对比度

ΣDRCRL,4%=LL,DR4%

ΣLL,DRmin

ΣΣDRCRR,4%=LR,DR4%

ΣLR,DRmin

2.3 色域

立体显示的三维色域测量方法与二维测量类似,分别在左右眼后测量屏幕显示R,G,B的色坐标CL(uR′,vR′)CL(uG′,vG′)CL(uB′,vB′)和CR(uR′,vR′)CR(uG′,vG′)CR(uB′,vB′),然后分别绘出左右眼的色域三角形。

2.4 两眼间串扰

人们在观看3D影像时,时常会感受到左右眼图像相互之间干扰产生重影。因此,左右眼的交叉串扰成为立体显示测量最受关注的参数,它代表了3D显示的典型特征。通常定义两眼间串扰是在指定位置上不该看到的亮度与应该看到的亮度比。两眼间串扰可以用4%窗串扰表示,也可以用全屏串扰表示。全屏串扰是较简单的测量方法:

1)样机和眼镜预热后,左眼图像应用全屏白信号,右眼信号应用全屏黑信号,分别测量眼镜后左眼图像的中心点亮度,得到LL0,WB,然后测量眼镜后右眼图像中心点亮度LR0,BW。

2)改变输入测试信号,左眼图像应用全屏黑信号,右眼信号应用全屏白信号,测量眼镜后右眼图像中心点亮度LR0,WB,然后测量眼镜后左眼图像的中心点亮度,得到LL0,BW。

3)左右眼同时输入全黑场测试信号,测量左右眼眼镜后图像中心点亮度,分别记为LL0,BB和LR0,BB。

4)计算得出左右眼串扰。右串左串扰与左串右串扰分别为

XRto L=LL0LL0,,WBBW--LLL0L0,,BBBB

XLto L=LR0LR0,,WBBW--LLR0R0,,BBBB

液晶屏的响应速度慢是产生串扰的原因之一。由于液晶屏灰阶变换之间响应速度不同,因此,当前国际上讨论两眼的串扰测量要考查不同灰阶之间的串扰。IEC62629草案给出了灰阶串扰测量方法。测试信号有4%白窗口,偏移4%白窗口和全白、全黑场信号。灰阶串扰测电平可以是0%,16.7%,33.3%,50%,66.7%,83.3%和100%,或者按其他灰阶设置。然而,尽管灰阶串扰的测量比全黑全白之间串扰更能体现产品串扰水平,但是最终如何对这些串扰值进行处理,设计能够反映人眼感知效果的参数还是个有待讨论的问题。

3 小结

立体显示测量是立体显示研究领域广受关注的方向。IEC 62629草案是已基本成型的、较全面反映立体显示质量的标准草案,对立体显示测量研究有一定借鉴作用。目前,我国也在加紧制定立体显示测试方法的行业标准,已有标准草案。为制定出适合我国国情、能够起到引导产业、服务产业作用的标准,国家广播电视产品质量监督检验中心将在已有草案基础上加紧测试研究工作,争取助力我国行业标准尽快出台。

摘要：介绍了IEC起草的佩戴眼镜式的立体显示终端测量方法草案。立体显示测量包括亮度、对比度、色域及两眼间串扰等。两眼间串扰是当前研究最为关心的参数,该草案提出了灰阶串扰测量方法。最后总结了我国制定立体显示测量行业标准的进展情况。

关键词：立体显示,测量,两眼间串扰

参考文献

[1]张兆杨.发展3DTV需解决的技术及其应用趋势[J].电视技术,2010,34(6):4-6.

[2]李小兰.立体电视编码传输技术及业务实现[J].电视技术,2010,34(11):4-9.

计算机控激光三维立体显示技术篇10

关键词：三维立体显示,声光调制,声光扫描,旋转屏幕

1前言

人类视觉系统利用生理和心理深度线索,三维地感知和领悟世界。生理深度线索包括调节、聚焦、双目差异和运动视差;心理深度线索包括线性透视、明暗和阴影、空中透视、遮蔽、纹理梯度以及颜色。

一台显示装置必须提供这些深度线索中的一些或者全部来标识三维的外观。计算机图形学通过计算,在二维平面显示器上显示虚幻的三维物体,提供人眼感知外部世界的心理深度线索(透视、明暗、阴影、遮蔽等),间接地在人脑中形成物体的三维信息。

相对二维显示而言,三维显示分为立体镜技术、自动立体镜技术、三维立体显示技术、全息技术。在很多领域,三维立体显示与普通二维显示或者在二维显示器上模拟显示三维信息相比,以及与其它三维显示技术相比,都有更多的优势。三维立体显示技术就是利用崭新的技术和媒体展示三维空间信息,这种展示将直接提供物体的深度信息,而不是深度线索。利用这种技术实现的显示器,可以让人们从各个方向直接观察到要显示的物体,而不受观察人员的心理水平的限制,“就象人们在观赏一个金鱼缸里的金鱼一样”[1][2]。

三维立体显示技术,这里主要指的是体三维立体显示,体三维立体显示指的是在真实的三维空间显示三维场景,区别于在二维显示屏平面显示虚拟景深的三维图像的面三维立体显示,也区别于通过双目接收关联的不同的图像,在大脑中组合产生物体的三维感觉的技术。因此,体三维立体显示又可以称之为真三维立体显示。

真三维立体显示技术的两种主要方法是体扫描技术和静态体技术,体扫描又可以分为旋转屏幕技术和振动屏幕技术,静态体技术包括主动发光旋转体技术[3]和受激发射体技术。在体扫描技术中,一系列二维图像被投射到旋转或振动的屏幕上,屏幕同时以非常快的速度在运动(旋转或者振动),利用的人眼的视觉暂留,这一系列的二维图像在人的眼中就形成了连续的三维物体。显然,这三维物体是显示在真实的体积空间里的。

主动发光旋转体技术由于其体像素数目受到限制,分辨率不够高。本文以计算机控激光三维立体显示系统为例,介绍旋转屏幕的三维立体显示技术。

2 计算机控激光三维立体显示

计算机控激光三维立体显示系统,一般包括激光系统、计算机控制系统、声光调制系统、声光扫描系统、旋转屏幕系统。

计算机控激光三维立体显示系统的一般工作原理,主要包括以下几个过程。

电脑辅助设计的三维立体图形、经立体照相机拍摄的静态立体图形,或者未来可以实现的三维立体摄像机拍摄的动态立体图像,经计算机把三维数据转换成适合三维立体显示的二维图像切片的数据,由计算机专用接口输入到声光调制和声光扫描系统,分别实现显示激光的调制和扫描,同时也提供了旋转屏幕系统所需的同步控制信号。通过旋转屏幕扫过显示空间的每个位置,利用人眼的视觉暂留,在人头脑中形成一幅三维的立体图像,由于图像是显示在真实空间里的,因此人们可以围绕显示系统沿水平方向360°进行观察。

1997年10月份,英国研究人员研制出立体成像机,利用它可以得到物体的立体图像,并且可望在此的基础上研制成功立体摄像机。这些立体成像机和立体摄像机所得到的立体图像,再加上计算机本身的三维设计输出的立体图像一起,和这套激光三维立体显示系统连接后,就可以实现计算机控激光三维立体显示。

最早最成熟的当属1992年2月Texas Instrument(TI)向其政府提交的一台TI三维立体显示装置[4]。该装置体积庞大,取下圆柱体的显示部分后的总尺寸约为10×4×3英寸(长×宽×高),圆柱体提供的显示空间直径为36英寸(91cm),高度18英寸(46cm)。

以该系统为例,如图1所示,它利用一个非对称双螺旋显示面在每次转动中两次扫过所有可能的xyz坐标,利用红、绿、蓝三台激光器照射显示面上的各个点。理论上讲,三束激光的某个组合,可以实现任意颜色的显示,但是要解决三个激光器要同时瞄准单个像素点的问题。作者认为,在激光照射到显示面上之前,先把经过强度调制的三束激光合成为一束,然后再输入到声光扫描部分,可以很好的解决像素准确重合的问题。

由计算机控制显示激光束的强度调制和偏转扫描,使显示器内部的全部xyz点都被编址,而计算机传输所要显示的图像之前,对立体图像存取顺序进行定义,通过对立体图像的二维切片或者曲面切片顺序传输并依次显示,利用人眼的视觉暂留,显示出完整的三维立体图像。

激光三维立体显示系统,和其它立体显示在原理上存在不同,但最主要的性能不外乎以下几点:

(1)分辨率

三维立体显示和平面显示一样也有分辨率的指标,由于三维立体显示在显示的时候是把三维数据处理成一系列的二维图像切片或者曲面图像切片来显示。因此,这里的显示是指的每个图像切片的分辨率。

(2)刷新频率

在激光三维立体显示系统中,图像刷新频率主要由屏幕的旋转速度决定,屏幕旋转的越快,图像刷新频率就越高,反之则越低。屏幕旋转越快,要求声光扫描的速度也越快。

(3)颜色

是指显示部件每个体素可以包含的颜色数目。也可以用颜色值的位数来表示,如平面显示器通常所用的是32位真彩色。用三台三原色激光器通过光学叠加,可以提高显示像素的颜色位数。

(4)系统兼容性

主要是指显示系统所支持的操作系统、图像格式和外接设备。

(5)视角范围

包括垂直视角范围和水平视角范围。由于结构上的原因,一般说来,底部扫描的三维立体显示系统的水平视角都是360°,也就是说观察者可以绕着显示装置进行观察。而垂直视角目前还不能达到360°。

(6)尺寸

这是立体显示系统的重要指标之一,它主要是指显示屏幕的有效直径。尺寸的大小,不仅决定该显示系统的显示效果,而且是该显示系统技术含量的一个重要指标。因为,显示部件的尺寸越大,对旋转部分的稳定性和投影的准确性的要求越高。

(7)体素量

这是三维立体显示系统的另一个重要指标,它能直接说明显示部分的显示效果,在相同分辨率下,体素越多,显示效果越清晰。因为这能产生更多的、更密的图像切片。它与分辨率之间的关系为:体素量=分辨率×图像切片数。

3 应用前景

这种三维立体显示系统的出现,必将改变诸多图像处理、图像显示有关的科技应用领域的现状,并能在很大程度上促进一些学科或研究的发展[5]。

(1)、医学方面

在进行显微手术时,利用这种显示器,可以帮助医生准确定位;在手术训练中,可以更直接地与人体图像进行交互,从而提高培训效果;利用从CT、MRI中采集的数据,经过处理后,通过这种显示器来显示,将获得更直观的效果,医生可以从立体显示器中更清晰、更有效地、更准确地进行病情诊断。

(2)、军事方面

在军事方面,通过这种三维立体显示技术,可以实现对战场环境的精确模拟,有利于指挥官洞悉整个战区环境,便于指挥作战。

(3)、空中交通管制

每个飞行器具有位置、高度、速度、籍别、武器状态等信息,分析人员和空中驾乘人员只有借助自己的空间想象,把这些数据融会贯通,才能掌握他们的真实3D位置,而这种融会过程是需要时间的。三维立体显示技术,能够精确直观地反映3D位置信息,可以让分析人员直接感受到位置信息,加快反应和决策速度,在空中交通管制领域可以有很好的应用。