了长时间收看给电视观众带来的眼睛疲劳 ! 提高了图像 的垂直清晰度 " 是普通模拟电视制式场频过低缺陷的极 好弥补 # 我们再来看一下人眼产生视疲劳的原因 " 双眼成像 示 意 图 ! 中 "两 眼 视 轴 是 处 于 平 行 状 态 的 "只 有 观 看 无 限远或较远距离时 " 两眼视轴才能平行或近似平行 " 在 实际生活中往往是观察近距离景物 " 由特殊状态得到的 公 式 $" % 运 用 到 一 般 情 况 难 免 会 有 问 题 " 虽 然 两 平 行 摄 像机摄取的立体图像有视差 " 但它不完全符合人近距离 观 察 景 物 的 生 理 心 理 特 性 "即 立 体 视 觉 特 性 "所 以 视 觉 疲劳是在所难免的 & 图 # 是双眼实际成像示意图 " 如果 人的视觉中心确 定 " 两 眼 的 视 轴 相 交 于 视 觉 中 心 $ 点 "
/2 746/8*73 /26(/8* );5 7385 /06/57385
若象差为"/1且 5<<3 则 /6/08/2#*573
由式 !&(可知 1 当观察极远景物时 1 象差为零 & 由于目 基的存在 ! 左右两眼同时对同一景物某细节的观察点是 不同的 ! 从而形成象差称为立体视差 & 两个有差异的图 像称为立体图像 ! 是生理机能引起的客观存在物 & 人眼 捕捉到立体图像信息经视神经传递给大脑 ! 大脑凭借生 活过程中对客观景物观察所积累的经验 ! 通过心理机能 做 出 判 断 !将 立 体 图 像 综 合 为 对 景 物 的 深 度 感 ! 从 而 形 成立体视觉 & 基于上述原理 ! 立体成像的关键在于如何 产生可供人左右眼同时观看的同步图像信息 & 二 ’ 立体成像的几种方法 可以分开左右眼图像的方法主要有如下几种 %
* & % 用 多 透 镜 *!"#$%&’!() !"#* % 控 制 左 右 图 提供这种方式放映的立体重叠图像一般呈条纹状 " 并在显示屏前增加了一个多透镜屏 & 多透镜屏由一排垂 直排列的半圆形柱面透镜组成 " 依靠每个柱面镜头的折 射 "使 右 眼 图 像 聚 焦 于 观 者 右 眼 "左 眼 图 像 聚 焦 于 观 者 左眼 " 从而不需要立体眼镜就能产生立体幻象 & *’ % 用两个投影机投射左右图像
#" - 光 学 ." 赵 凯 华 " 钟 锡 华 著 " 北 京 大 学 出 版 社 出
版 "$%&’ 年 "
’" - 光 学 工 程 导 论 ." 张 国 平 " 张 铭 峰 著 " 高 立 出 版 社
出版 "$%%( 年 "
)" - 光学 ) 近代物理 ." 陈锡桓著 " 中央图书出版社出
版 "$%%! 年 "
" 当 电 视 场 频 较 高 时 " 图 像 稳 定 无 闪 烁 !# 同 ห้องสมุดไป่ตู้ 前 的 彩
色 电 视 系 统 ) 计 算 机 显 示 器 相 兼 容 !$ 能 顺 利 地 向 数 字 电视系统过渡 # 目前问世的全真立体显示主要采用以下 几种方案 ( *% % 用栅栏控制左右图像的射向 显 示 器 采 用 了 视 差 栅 栏 *%)*)++), -)**./* % 立 体 显 示 技 术 " 通 过 在 现 有 的 010 * 薄 膜 晶 体 管 % 型 234 上 配 备 一个 5 开关液晶 5 实现三维显示 & 开关液晶是一种细长有
R.07SO/T 制式的 &$UF7+$UF 场频的信号 ! 通过存入数
字 式 的 存 储 器 2.V ! 采 用 # 慢 存 快 取 的 办 法 ! 即 读 出 时 钟频率是存入时钟频率的 : 倍 ! 以实现信号场频的倍频 转换 ! 从而成为场频为 )$$UF7):$UF 的视频信号 & 采用 数 字 处 理 技 术 设 计 而 成 功 的 )$$UF 扫 描 电 视 ! 消 除 了
分 式 立 体 电 视 技 术 ! 英 文 缩 写 "NOP (OBDII JE,I=KEC=3? GI?IQEKEC=)! 其技术先导是立体 摄 影 技 术 & 从 技 术 上 讲 ! 目前所见的立体影像效果还是在模拟系统中利用光学 制作或数字信号处理的办法进行的各种画面转换 & 时分 式立体电视的成像方式是将由立体摄像机按奇偶场时 间顺序摄录的图像 1 按时间顺序发射播放 1 人们通过液晶 快门眼镜同步接收左右场图像而获得逼真的立体图像 & 立体摄像机具有两个镜头和两个摄像器件 ! 用来代替人 的两只眼睛摄取图像 & 两个镜头之间的距离及其光轴之 间的夹角和距离必须模仿人的两个眼球动作 ! 随着拍摄 物体的距离变化不断进行调整 ! 以使拍摄的两个图像的 视差与人眼直接观看的视差相同 & 其输出的左右两 个 图像信号需用两个通路传送到显像端 ! 显像端必须分别 显示左右两个图像 ! 并确保左眼只能看见左眼图像 ! 右 眼只能看见右眼图像 & 由于技术本身的局限 ! 观众必须 佩 戴 专 用 眼 镜 观 看 !限 制 了 观 众 的 自 然 感 受 !再 加 上 现 有电视播出系统的场频是 &$ 赫兹 ! 使用普通电视观看 ! 频闪造成画面抖动 ! 观看时容易引起视疲劳 & 倍速扫描 是基于时分式立体电视的闪烁现象而提出的场扫描的 倍频转换技术! 是一种数字式的场频转换技术! 它把
!" 色 分 成 像 法 !3=3>?@AB( ! 这 种 方 法 又 叫 互 补 色
法! 在信号接收机荧屏上用色相互补的两种颜色 分别显示供左右眼观看的图像 & 例如可以用计算机将两 台照相机同时拍摄的一对照片 ( 立体图对 ) 进行处理 ! 使 它们在计算机屏幕上显示时 ! 送到左眼的图像只有品红 色 !送 到 右 眼 的 图 像 只 有 绿 色 !然 后 佩 带 上 红 绿 互 补 色 眼 镜 就 可 以 观 看 到 立 体 图 像 !由 于 左 ’右 眼 的 入 射 光 谱 不一致 ! 看久了容易引起视觉疲劳 &
图! 像的射向
双眼实际成像示意图
$ 点的成像对双眼是没有象差的 " 对于人视觉景深范围
内 的 任 意 点 %" 如 果 右 眼 的 像 % 在 $ 点 右 侧 $ 人 脑 认 为 的 像 不 是 眼 底 的 像 %" 左 眼 的 像 % 也 在 $ 点 右 侧 " 且 右 眼的像 % 与 $ 点的距离减去左眼的像 % 与 $ 点的距离 即为象差 " 若象差小于零 "% 在 $ 右前方 " 若象差大于 零 "% 在 $ 右后方 " 象差的量决定了凸出或深入的程度 & 由 图 # 得 出 的 结 论 是 "对 人 在 特 定 的 情 况 下 "双 眼 立 体 视觉之所以能在眼前空间定位的定性分析 " 是因为对于 观看不同距离的景物和运动物体时 " 只是视觉中心与人 的距离不同 " 视觉的视角和景深不同的视野发生变化 " 以上的分析特别强调视觉中心 " 这是人观看时的自然现 象 " 是人生理的特性 " 是一种物质保证 " 也是长期形成的 心 理 特 性 "是 完 整 的 双 眼 立 体 视 觉 特 性 的 一 部 分 "运 用 这一特性而形成的立体成像系统不存在视觉疲劳 & 而运 用图 & 的结论形成的立体成像系统 " 人观看时视觉中心 是通过人脑的再适应而形成的 " 与人长期形成的立体视 觉 心 理 特 性 有 出 入 "长 时 间 观 看 必 然 有 视 觉 疲 劳 "这 种 疲劳是一种心理障碍的积累 &
为 /2 !3 为 物 距 14 为 象 距 15 为 焦 距 1 将 人 眼 水 晶 体 看 成 薄凸透镜 1 运用高斯公式可得 由图 ) 可见 由 () ) 和 (:) 式 同理可得
4635 7385
9)( !:( !"( !%( !&(
$" 时 分 成 像 法 (5EI?J KILMI=GE3? E,3>E=>)! 也 叫 做 时
图 ! 双眼成像示意图
普通电视制式由于场频低带来的图像大面积闪烁 ! 减轻
!! 大众科技
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技术与应用
遮 光 槽 的 液 晶 片 "用 来 分 隔 光 的 传 播 路 径 " 让 代 表 左 右 立体重叠图像的信息分别聚焦于观者的左眼和右眼 & 两 种立体重叠图像合到一起就产生了三维效果 & 当开关液 晶 关 闭 时 "原 来 遮 光 部 分 转 为 透 明 "到 达 左 眼 和 右 眼 的 图像一致 " 就恢复到普通的 64 平面显示 &
一 " 浅析 # 双眼视差立体成像原理 $ 立 体 成 像 系 统 运 用 #双 眼 视 差 立 体 成 像 原 理 $的 理 论依据如下 % 图 ) 为双眼成像示意图 & 图中 * 为左 ’ 右 视 轴 间 垂 直 距 离 ! 称 为 目 基 ! 其 平 均 值 为 +&, , !
#" 光 分 成 像 法 9AC?3DEF3GEC=H ! 这 种 方 法 也 叫 偏 振 光
技术与应用
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对三维成像技术的一些认识
!陈 芳 !天津三维显示技术有限公司 ! 天津 "#$%&’(