裸眼3D显示技术研究
浅谈裸眼3D显示技术
浅谈裸眼3D显⽰技术浅谈裸眼3D显⽰技术随着3D电影的普及，⽴体显⽰技术的产品如⾬后春笋般接踵⽽出，譬如3D电视、3D显⽰器、3D显⽰屏等，⽬前已经有包括三星在内的多家显⽰器⼚商都推出了免佩戴专业眼镜就能看到3D⽴体画⾯的显⽰设备。
但是我们在体验炫动的画⾯时，必须要戴上⼀副视觉感光度极差的3D眼镜，这套负累的配套设备确实使⼈颇感不便，于是追求完美的⼈们便把⽬光转向了⽆辅助⽴体显⽰技术。
⽆辅助⽴体显⽰技术虽然抛弃了⽴体眼镜的包袱，但其显⽰效果会如何⼤家不免有疑问。
由于⽆辅助显⽰技术现在⼤多处于研发阶段并且主要应⽤在⼯业领域，⼤众接触的并不多。
谈起裸眼3D显⽰技术⾸先要说⽴体显⽰技术。
⼈眼看物体时，⼈的两只眼睛同时观察物体，不但能扩⼤视野⽽且能判断物体的远近，从⽽产⽣⽴体感;这是由于⼈的两只眼睛同时观察物体时，在视⽹膜上形成的像并不完全相同，左眼看到物体的左侧⾯较多，右眼看到物体的右侧⾯较多，这两个像经过⼤脑综合以后就能区分物体的前后远近，从⽽产⽣⽴体视觉，并衍⽣出⽴体显⽰技术。
⽴体显⽰技术主要分为眼镜式3D显⽰技术和⽆辅助⽴体显⽰技术(即裸眼3D显⽰技术)。
什么是裸眼3D显⽰技术?裸眼3D显⽰技术⼀般被称为“裸眼多视点”技术，也就是不通过任何⼯具就能让左右两只眼睛从显⽰屏幕上看到两幅具有视差的、有所区别的画⾯，将它们反射到⼤脑，⼈就会产⽣⽴体感。
它也利⽤了⼈眼的视差原理，通过给观看者左右两眼分别送去不同的画⾯，从⽽达到⽴体的视觉效果。
由于观察者可不佩戴眼镜，因此这些技术⾮常适合在公共场所展⽰的⼤屏幕显⽰器，便于多⼈观赏。
不过，裸眼3D 显⽰技术的缺点也⾮常明显：⼈们在观看屏幕时，必须位于⼀定的范围内才能观察到⽴体画⾯，若距离屏幕位置太远，或观察⾓度太⼤的时候，3D效果并不明显。
此外，若离屏幕距离太近，⼈会有明显的头晕现象，因此该技术暂时还不适合在⼩尺⼨显⽰器上使⽤。
此外，这种技术在显⽰效果⽅⾯相对较差。
什么是裸眼3D
什么是裸眼3D什么是裸眼3D技术？简单地说，就是让观众看到立体图像不需要佩戴特殊眼镜。
这种技术在电影院里已经得以实现了！下面我们来详细介绍一下吧：视觉暂留是由于人类的视觉系统对于光的反应而形成的，它能够将运动物体的影像“冻结”在胶片上。
例如放映一部电影，假设银幕上同时出现两个相互叠加的画面，左边的图象和右边的图象分别为原始图象A和B，那么在人脑中产生的效果便是两幅图象并存，但在显示器上只有一副图象，即原始图象A。
因此，在播放过程中，只要两幅图象不断地变换，人的大脑就会感知到连续的画面。
所谓的裸眼3D技术其实也正是利用了人类的这一心理特点——视觉暂留。
通俗地讲，裸眼3D技术可以使观者无须借助任何辅助工具（比如偏振光、红蓝眼镜等），仅凭自身肉眼就能获得更好的立体视觉享受。
与传统的立体电影相比较，裸眼3D技术最突出的优势之一就是真实性强。
每当电影上映时，都会引起很多人前去观赏，尤其是小孩子，他们总喜欢把头伸进荧屏内寻找乐趣；还有些老年朋友，虽然没有高科技手段帮忙，却仍旧兴致勃勃地坐着轮椅走入影厅欣赏。
据悉，目前国外已开发出许多裸眼3D电影，如《星球大战》、《阿凡达》、《哈利波特》等。
从市场销售情况来看，裸眼3D电影票房收益颇丰，甚至超越普通电影。
美国电影协会预测，未来5-10年间，裸眼3D电影或占全球电影市场份额50%。
3D，即三维立体，指的是除了长、宽、高之外，还包括第四个参数——深度。
3D电影采取了多方位摄录机拍摄角度，配合后期制作软件处理，营造出逼真的空间感。
随着计算机技术的飞速发展， 3D 技术逐渐被广泛应用于各行业领域，主要表现在建筑模型、室内装潢、文化娱乐、教育培训、军事仿真、医学研究及辅助治疗等诸多方面。
3D技术带给我们太多惊奇，令人叹服。
它打破了二维平面世界的束缚，创造了新颖独特的艺术风格，极富想象力和震撼力。
裸眼3D技术的诞生必定会掀起一股新潮流，我们也期待它的应用。
虽然裸眼3D技术已得到应用，但其产业化道路依然漫长，主要问题如下：如何降低成本，提高质量；如何加强3d建模软件的研发与应用；如何规范3d立体视觉效果呈现技术；如何建立适合3d显示的观看环境。
裸眼3D显示技术王琼华
• 2010年被称为3D显示新纪元
• 2012年元旦我国开通3D电视频道 (中央电视台)
黑/白
高分辨率 彩色
平2板D
微显示
可折叠
大大屏屏幕幕
便携
3D显示的概念
3D显示:是指采用光 学、计算机等多种技 术手段来模拟实现人 眼的立体视觉特性， 将空间物体以三维信 息再现出来，呈现出 具有纵深感的立体图 像的一种显示方式。
裸眼3D显示：不需要佩戴助视设备就能观看到3D影像的3D显示。
3D显示的分类
3D显示
伪3D显示
固有 立体观看 视疲劳？
真3D显示
眼镜 头盔 光栅 集成成像 体3D 全息 光场
佩戴助视设备？
助视3D显示
裸视(裸眼)3D显示
裸眼3D显示：不需要佩戴助视设备就能观看到3D影像的3D显示。
3D显示原理
双目视 差原理
集成成像3D显示器
双视裸眼3D显示画
场景1
场景2
双视裸眼3D显示器
（a）场景I
（b）场景II
可能的应用
应用
一套系统可同 时播放多套3D 节目，供不同 观看者使用。
当播放1套节目 时，可保护观 看者的隐私。
年 轻
老 人
儿 童
人
360度3D全息幻影成像系统
(a) 常规2D幻影成像
(b) 裸眼3D幻影成像
3D显示样品演示
3D显示概述
提
裸眼3D显示技术
纲
川大的部分3D显示成果
主要内容
体3D显示 全息3D显示 集成成像3D显示 光栅3D显示
主要内容
体3D显示 全息3D显示 集成成像3D显示 光栅3D显示
体3D显示-基于旋转屏
裸视3D技术
裸视3D技术裸视 3D 立体显示技术目前3D显示技术主要可以分为眼睛式和裸视式，眼睛式3D显示技术发展较早，解决方案也比较成熟，在商用领域已经应用多年，今年以来上市的3D平板电视也全部为眼睛式产品。
但是眼睛式3D电视需要佩戴定制的3D眼镜，对于已经佩戴眼镜的消费者可能有些不便。
裸视式3D因为不需要额外的设备即可让观众欣赏到3D效果，受到了消费者的普遍欢迎和厂家的重视，裸眼式3D技术是现在3D显示技术的发展方向，各家厂商于是投入不需要配戴特殊眼镜的裸视3D 立体显示技术研发。
所谓的“裸视3D 立体显示”，是指在不配戴任何特殊配件的状态下以裸眼视觉就能直接观看到3D 立体显示的效果。
虽然基本原理仍旧是让左右眼观看不同画面产生视差来营造立体感，不过前提是不配戴眼镜，因此必须透过特殊设计的荧幕来达成目标。
裸视3D 立体显示根据运作模式又分为空间多功式与分时多功式两大类。
一、空间多功式裸视 3D 立体显示空间多功式裸视3D 立体显示是在同一个萤幕上，以分割显示区域（空间）同时显示左右两眼画面（多功）来达成3D 立体显示效果的方式，因此被称为「空间多功」。
1、柱状透镜式3D 立体显示（Lenticular Lenses）柱状透镜(Lenticular Lens)技术也被称为双凸透镜或微柱透镜3D技术，其最大的优势便是其亮度不会受到影响。
柱状透镜式3D 立体显示萤幕，是在萤幕表面设置垂直排列的圆柱状凸透镜薄膜，透过透镜折射来控制光线行进方向，让左右两眼接受不同影像产生视差呈现立体效果。
图1柱状透镜3D显示原理图由于光线在通过凸透镜时，行进方向会折射而产生变化，因此只要将左右眼画面以纵向方式交错排列，再透过一连串紧密排列的柱状透镜，就能让左右眼看到各自的画面。
图2 左右眼看到画面示意图柱状透镜方式的历史久远，应用范围也相当广泛，包括平面印刷或是萤幕显示器都能运用此方式来呈现3D 立体画面，市面上常见的立体垫板等产品就是利用相同的原理所制作。
裸眼3D(日本产经)
裸眼3D：起步于双眼显示，挑战高画质大范围观看目前，无需使用眼镜即可观看立体影像的裸眼式3维显示器的研究开发势头正旺。
本文将详细介绍裸眼式3维显示器的种类及工作原理。
在开始介绍裸眼式3维显示器之前，首先让我们了解一下立体视觉的基本原理。
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（图1）。
图1：立体视觉的生理性成因人对物体产生立体知觉的成因大致有5个：水晶体的调节、双眼的辐辏角、双眼视差、单眼的运动视差、取像效果。
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）。
图2：立体影像方式的种类立体影像显示方式大体可分为裸眼式、眼镜式、头戴显示器（HMD）式3种。
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。
什么是裸眼3D？
什么是裸眼3D？裸眼3D是指不需要戴3D眼镜就能观看3D影像的技术。
与传统的无眼镜3D技术不同，裸眼3D通过利用多种技术手段，让人类眼睛在观看2D画面的基础上，便能真实地感受到3D效果。
背景3D技术在各种场景下被广泛应用，如电影、电视、游戏等。
然而，传统的3D技术需要配戴特殊的3D眼镜方能观看3D影片，不仅不如普通2D影像方便，而且因为佩戴不适或观看疲劳等因素，可能会给观影体验带来很多不便和烦恼。
那么，能不能不用戴眼镜，就能实现3D观影呢？答案是肯定的，这就是裸眼3D。
裸眼3D的技术实现裸眼3D技术的实现，需要解决多项技术难题。
下面我们就详细介绍几种典型的裸眼3D技术。
眼距分离人眼的视差效应是人眼所呈现的3D效果的基础。
眼距分离技术是通过让人眼分别看到左右两个角度不同的图像，从而制造动态、立体的效果。
这种方法可以实现裸眼3D的电影、游戏等应用场景。
空气屏幕空气屏幕是一种基于纳米技术的先进的瞬态显示技术。
空气屏幕采用了类似于霓虹灯的高频激发技术，将气溶胶置于强电场作用下，产生织成细幼的液态分子无数的层，放射出微粒流光等目测效果。
这种方法可以实现裸眼3D的展示及广告宣传等应用场景。
全息投影全息投影常用于科学体验馆、博物馆等领域。
全息投影利用光线干涉相位的原理，将三维物体呈现于半透明的图像中，观看者可以在不需要佩戴3D眼镜的情况下，对3D图像进行观察。
裸眼3D的应用前景随着技术的不断提升发展，裸眼3D技术在各行各业得到了广泛的应用。
在家庭娱乐方面，3D电视、3D电影等方案都有望实现不再需要佩戴眼镜。
在广告展示领域，裸眼3D技术也可以为企业带来更丰富独特的展示体验。
此外，在医学器械、教育科研等领域中也有望推广应用。
结论裸眼3D技术作为3D技术的新一代，相较于传统的3D眼镜技术，能够更好地提供观看体验，释放用户的视觉感官。
虽然现在该技术仍处在研究阶段，但是其应用前景广阔，未来也必将成为科技领域的一大热点。
裸眼3D显示技术王琼华
3D显示样品演示
3D显示概述
提
裸眼3D显示技术
纲
川大的部分3D显示成果
主要内容
体3D显示 全息3D显示 集成成像3D显示 光栅3D显示
主要内容
体3D显示 全息3D显示 集成成像3D显示 光栅3D显示
体3D显示-基于旋转屏
优点：视角大（360°）、 真3D显示.
不足：机械结构复杂、数据量巨大、 亮度和分辨率低、安全隐患、 只能显示透明场景、 2D/3D兼容困难.
裸眼3D显示技术
王琼华
四川大学电子信息学院
2016年10月18日，四川大学锦江学院
3D显示概述
提
裸眼3D显示技术
纲
川大的部分3D显示成果
3D显示概述
提
裸眼3D显示技术
纲
川大的部分3D显示成果
信息链
获取 处理
传输
存储 显示
获取信息的80%来自视觉， 显示器是现代人们获取信息的重要途径
显示发展趋势
• 显示时，根据光路可逆原理，微透镜阵列把微图像阵列透 射出的光线聚集还原，从而构建出物体空间场景的3D图像。
集成成像3D显示的特点
优点: 真3D显示，无立体观看视疲劳，超薄屏幕 (可壁挂), 无视距限制，2D/3D兼容性好， 成本低，片源丰富。
不足: 深度、视角、分辨率等性能有待提升，再 现像存在图像串扰与跳变等。
前景：技术较为成熟
投影屏
应用场合有限. 中继 器件
图形卡 及内存
DLP 投影仪
体3D显示-基于层屏
特点：真3D显示，层屏间亮度不均匀、3D图像是
由2D图像切片堆叠而缺乏真实立体感、深 度有限、层屏的驱动电压高.
缓冲设备 投影机
世界最大裸眼3D显示器问世屏幕面积超11平方米
不过 也 有 专 家认 为 ， 有 的 印制 电路 板技百万个 晶体 管， 采用纳
科技 信息
・ ・ Ⅲ
显示器。
个悬浮栅极 ，其在悬浮栅极 中存储电荷来表 示器件 中
的 “” “” 也 就是 一 个信 息位 。 而使 用 两 个 悬 浮栅 １或 Ｏ ，
在 几 十年 前 甚 至是 一 百年 前 的血 迹 上 ，我 也 不会 感 到
惊 讶 。”
我国自主研发成功精度更高的 石油勘探 “ Ｔ Ｃ ＂
“ 系统 的 最 大 突破 是 ‘ 算 换 存 储 ’用超 大规 模 并 计 ，
行计算‘ 绕开 ’ 存储 ‘ 瓶颈’从而使我 国叠前逆时偏移 图 ，
Ｔ细胞 包含 了一种很 细小的环 ， 随着年龄的增长这 种 Ｄ Ａ环会 不断减 少，通过检 查血液 中这种环 的含 Ｎ
量， 然后 将 之 与该 血 液 中其 它 不 受年龄 影响 的 Ｄ Ａ进 Ｎ
方面也还具有竞争力。 比如通过这种技术制成的电路板
与传 统 电路板 相 比 更为 节能 ， 那 些功 率较 小 的 小型 电 在
吉星吉达科技有限公 司总经理刘钦表示 ， 这套 系统
在理论和技 术上有诸 多创新 。 课题组在 国际上率先提 出 并 实现 了在 地震成像 系统 中， 用高度 “ 应 解耦 ” 的算法
美研 究 实现用纳米级别 电线搭 建可用 于计算 的 电路
新 华社 伦 敦 ２月 ９ 日电（ 者 黄 望 ） 项 最 新 研 究 记 一
的逻辑运算。此外， 研究人 员还 实现 了用这样一个电路 去控制和驱动 另一个电路 ，这意味着可以通过 电路叠
加 构 成 更 大规 模 的 电路 。
世界最大裸 眼 ３ Ｄ显 示器 问世 屏幕面积超 １ 平方米 １
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这种三维视觉特性产生的主要原因是：人们通常总是双目同时观看物体，而由于 两只眼睛视轴的间距（约65 mm），左眼和右眼在看一定距离的物体时，所接收到 的视觉图像是不同的，因而大脑通过眼球的运动、调整，综合了这两幅图像的信息， 产生立体感。
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视差屏障 技术
视差障壁技术是由夏普欧洲实验室的工程师为了实现裸眼3D 的功能历时10余载发明的。这项技术成为了现在的裸眼3D显示 器的主要工作原理。遗憾的是，夏普公司现在已濒临破产。
20
主要结构 图
TFT LCD
开关液晶 视差屏障 背光模块
在2D显示的基础上，该技术利用了安置在背光模 块及LCD面板间的视差障壁。视差障壁形成的不透明 条纹就起到了遮挡光线的作用。
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裸眼3D的主 要技术原理
裸眼3D技术
最主要的三个基本原理
- THE MAIN THREE BASIC PRINCINPLES -
视差屏障
柱状透镜Hale Waihona Puke 指向光源12
3
16
视差屏障 技术
我们在电影院看3D电影是都是需要佩戴一副眼镜的，电影院中 观众佩戴的眼镜主要有两种，一种是色差式的红蓝眼镜，一种
就是偏光式立体眼镜。
17 偏光式立体 眼镜的原理
我们在电影院看3D电影是都是需要 佩戴一副眼镜的，电影院中观众佩戴的 眼镜主要有两种，一种是色差式的红蓝 眼镜，一种就是偏光式立体眼镜。
镜片偏振方向
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视差屏障 技术
视差障壁(Parallax Barrier)技术(它也被称为视差屏障或视差 障栅技术)，与偏振式眼镜产生3D效果的原理类似，只是不需要 眼镜。这样，人们仅仅只需要一个拥有这项功能的显示屏就可以 体验到3D视觉感受。
裸眼3d技术
裸眼3d技术裸眼3D技术是一种创新而引人注目的技术，它在无需佩戴任何特殊眼镜的情况下，能够让用户享受到逼真的3D视觉效果。
随着技术的进步和发展，裸眼3D技术正逐渐走入我们的生活，并在各个领域中得到广泛应用。
裸眼3D技术的工作原理是通过显示屏上的特殊光学透镜，将不同的像素点分别投射到用户的左右眼，从而产生立体感。
这样一来，用户就能够在正常的观看距离内，感受到画面的深度和立体感，不再受到传统3D技术需要佩戴眼镜的限制。
裸眼3D技术的应用范围非常广泛。
在娱乐领域中，裸眼3D技术可以为观众提供更加震撼和逼真的观影体验。
无论是在电影院观看电影，还是在家中观看电视剧，裸眼3D技术都能带给用户全新的视觉享受。
此外，在游戏行业中，裸眼3D技术也可以为玩家呈现更加立体的游戏画面，增加游戏的沉浸感和真实感。
除了娱乐领域外，裸眼3D技术也在教育、医疗、工业等领域中有着广泛的应用。
在教育领域中，裸眼3D技术可以帮助学生更好地理解抽象概念和知识点。
比如，在学习生物学时，学生可以通过裸眼3D技术观察细胞的结构，更加直观地理解细胞的组织和功能。
在医疗领域中，裸眼3D技术可以用于影像诊断，帮助医生更准确地判断疾病的情况，提高诊断的准确性和效率。
在工业领域中，裸眼3D技术可以用于虚拟现实技术的开发和应用，为工程师提供一个更加直观和真实的工作环境，提高工作效率和安全性。
然而，裸眼3D技术目前还存在一些挑战和问题。
首先，虽然裸眼3D技术不需要佩戴眼镜，但仍然需要用户在特定角度和距离下观看，否则可能会影响到立体效果的呈现。
其次，由于裸眼3D技术需要同时向用户的左右眼分别投射不同的像素点，因此在显示屏上的分辨率要求相对较高，这对硬件设备提出了更高的要求。
此外，裸眼3D技术的成本较高，对于一些中小型企业和个人用户来说，可能难以承担。
针对这些问题，科技公司和研究机构正在不断进行研发和创新，努力改进裸眼3D技术。
他们希望能够提高显示屏的分辨率，优化投射像素点的算法，同时降低成本，使裸眼3D技术更加普及和可实施。
裸眼3D技术原理全解析
裸眼3D技术原理全解析常见的3D显示设备都是需要眼镜的，眼镜的作用就是通过技术手段让左眼看到左图像、右眼看到右图像，根据两幅图像之间微小的视察，就能给人脑模拟出立体的感觉。
裸眼3D要做的就是把眼镜所实现的功能转移到屏幕上，下面就来详细解读。
我们知道3D眼镜有红蓝、快门、偏振这几种技术，而裸眼3D同样分为三种技术：视差屏障、柱状透镜、指向光源。
一.视差障碍：视差屏障技术利用液晶层和偏振膜制造出一系列明暗相间的条纹（视差栅栏）。
在立体显示模式下视差栅栏会被激活，双眼的间距产生的微小视差会导致不透光条纹遮挡左右眼，使得左眼和右眼看到的像素并不相同视差屏障技术与既有的LCD液晶工艺兼容，只在自屏幕表面额外镀一层膜，再对屏幕驱动电路做一些改造与匹配即可，因此在量产性和成本上较具优势，但由于挡光，其画面亮度只有2D屏的1/4。
二.柱状透镜柱状透镜技术的原理是在液晶显示屏的前面加上一层柱状透镜，并使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上，这样柱状透镜就能以不同的方向投影每个子像素。
于是双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素柱状透镜屛竄右影像F其实柱状透镜技术我们小时候就体验过了，那种从不同角度可以看到不同图案的塑料直尺，他们的原理是基本相同的。
柱状透镜技术的画面亮度基本不受到影响，3D显示效果更好，但其相关制造与现有LC D液晶工艺不兼容，需要投资新的设备和生产线，生产成本比较高。
三.指向光源指向光源3D技术搭配分布在左右两侧的两组不同角度的LED,配合高刷新率的LCD面板和反射棱镜模块，让画面以奇偶帧交错排序方式，分别反射给左右眼。
场序3D显示光学膜指向光源技术中最表层的汇聚透镜与柱状透镜类似，但内层还设有三棱镜、导光板和两组不同的光源，因此结构更加复杂成本也很高，目前还停留在研究室当中。
三种裸眼三D技术总结:视差屏障与柱状透镜技术上类似于偏振式3D眼镜，都是通过将液晶面板的不同区域显示不同内容，然后各自输出给左右眼来实现，也叫空间多功裸眼3D技术。
光屏障式裸眼3D技术中的界面原理和设计
光屏障式裸眼3D技术中的界面原理和设计一、3D技术基础3D显示技术可以分为眼镜式和裸眼式两大类．眼镜式顾名思义就是一定要配带同当前显示技术相关的眼镜才能看到3D效果．眼镜式的3D技术大至分为三类：色差式、偏光式、主动快门式．色差式：配合使用的是被动式红蓝（或者红绿、红青）滤色3D眼镜。
红蓝眼镜应该很多人都用过的了，这个不说了．缺点：偏色严重．偏光式：配合使用的是被动式偏光眼镜。
通过把图像分为垂直向偏振光和水平向偏振光两组画面，然后3D眼镜左右分别采用不同偏振方向的偏光镜片，映射到左右眼．偏光式的缺点：只能正视，不能垂直旋转．比如你想躺在那里看偏光式的3D电视，是看不到3D效果的．主动快门式：通过提高画面的刷新率来实现3D效果,把图像按帧一分为二，形成对应左眼和右眼的两组画面，连续交错显示出来，同时红外信号发射器将同步控制快门式3D眼镜的左右镜片开关，使左右眼能够在正确的时刻看到相应画面。
缺点：价格比较昂贵．裸眼式是不需要眼镜的帮助，也可以直接看到3D效果．裸眼式的3D技术大至分为光屏障式、柱状透镜、指向光源和其它裸眼3D技术．光屏障式：原理和偏振式3D较为类似．利用的是垂直的细条光栅，在立体显示模式下，应该由左眼看到的图像显示在液晶屏上时，光栅会遮挡右眼；应该由右眼看到图像时，光栅会遮挡左眼，通过将左眼和右眼的可视画面分开，使我们看到3D影像。
缺点：分辫率下降，亮度较低．柱状透镜：是在液晶显示屏的前面加上一层柱状透镜，每个柱透镜下面图像的像素被分成几个子像素，这样透镜就能以不同的方向投影每个子像素。
双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素，从而形成3D效果．80年代出生的朋友，我们读小学时用的那个会变换画面的文具盒，还记得吗？就是类似这种技术．缺点：现有LCD液晶工艺不兼容，应用范围比不是很广．指向光源：搭配两组LED，配合快速反应的LCD面板和驱动方法，让3D内容以排序（sequential）方式进入我们的左右眼互换影像产生视差，进而让人眼感受到3D三维效果。
裸眼3D显示关键技术
裸眼3D显示关键技术汇报人：2024-01-04•裸眼3D显示技术概述•裸眼3D显示的关键技术•裸眼3D显示技术的优势与挑战目录•裸眼3D显示技术的发展趋势与未来展望•裸眼3D显示技术的实际应用案例01裸眼3D显示技术概述裸眼3D显示技术是一种无需佩戴特殊眼镜或头盔即可实现立体显示的显示技术。
定义裸眼3D显示技术具有立体感强、观看舒适度高、无需佩戴辅助设备等优点，同时也存在视角受限、难以实现大尺寸显示等局限。
特点裸眼3D显示技术的定义与特点早期探索阶段裸眼3D显示技术的研究始于20世纪中期，当时主要采用光学原理实现立体显示。
技术发展阶段随着科技的不断进步，裸眼3D显示技术在21世纪初逐渐发展成熟，出现了多种实现方法。
商业化应用阶段近年来，随着消费者对立体显示需求的增加，裸眼3D显示技术逐渐进入商业化应用阶段，广泛应用于广告、展览展示、教育等领域。
裸眼3D显示技术能够吸引观众的注意力，提高广告的传播效果，因此广泛应用于户外广告、数字标牌等领域。
广告与传媒裸眼3D显示技术能够呈现立体效果，增强观众的视觉体验，因此在展览展示领域也得到了广泛应用。
展览展示裸眼3D显示技术能够模拟真实场景，提供沉浸式学习体验，因此在教育领域也具有广泛的应用前景。
教育与培训裸眼3D显示技术能够提供逼真的立体效果，增强游戏的沉浸感，因此在游戏领域也受到了欢迎。
娱乐与游戏02裸眼3D显示的关键技术视差障壁技术是通过在显示面板前设置一个视差障壁，将图像分割成多个视差图像，利用人眼双视点的特性，使观看者能够感受到3D效果。
视差障壁技术具有结构简单、成本低廉等优点，但存在亮度低、视角小等缺点。
视差障壁技术柱透镜阵列技术柱透镜阵列技术是通过在显示面板上设置一个柱透镜阵列，将图像光线导向不同的方向，使观看者能够从不同的角度看到不同的图像，从而产生3D效果。
柱透镜阵列技术具有视角大、亮度高等优点，但存在工艺复杂、成本高等缺点。
指向光源技术指向光源技术是通过控制光源的指向性，将图像光线导向特定的方向，使观看者能够从特定角度看到3D效果。
裸眼3D技术 ppt课件
快门式3D眼镜
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快门式3D 技术
快门式3d技术原理示意图
10
偏光式3D 技术
利用偏光片来过滤原本朝向不同方向震动的光线，会挡住与 偏光膜方向不一致的光线，只让与偏光膜方向相同的光线通
过从而产生视差。
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眼镜式3D 技术小结
主动立体快门式3D技术
优点
1、设备一次性投入低； 2、采用普通高增益银幕，不影响2D电影放映。
4 人眼的立体 视觉特性
要让人看到3d影像，就必须让左 眼和右眼看到不同的影像，使两副画面 产生一定差距，也就是模拟实际人眼观 看时的情况。3d的立体感觉就是如此 由来的。
利用一系列的光学方法使人左右眼 产生视差从而接受到不同的画面，在大 脑形成3D（3Dimensions）立体效果 的显示技术即为3d显示技术。
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裸眼3D的主 要技术原理
裸眼3D技术
最主要的三个基本原理
- THE MAIN THREE BASIC PRINCINPLES -
视差屏障
柱状透镜
指向光源
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视差屏障 技术
我们在电影院看3D电影是都是需要佩戴一副眼镜的，电影院中 观众佩戴的眼镜主要有两种，一种是色差式的红蓝眼镜，一种
就是偏光式立体眼镜。
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红蓝式3D 技术
裸眼时的红蓝3d图像
红蓝眼镜
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快门式3D 技术
通过提高屏幕刷新率把图像按帧一分为 二，形成左右眼连续交错显示的两组画面， 通过快门式3d眼镜的配合，使得这两组画面 分别进入左右双眼，最终在大脑中合成3d立 体图像。
快门式3d技术室3d液晶显示器最常用的 技术，实现这种技术，至少需要3种设备:一副 3d立体眼镜、3d液晶显示器（刷新率达到 120hz）、支持3d技术的显卡。
利用动态银幕实现实体化裸眼3D显示研究
利用动态银幕实现实体化裸眼 3D显示研究摘要：虚拟现实技术真正进入实用的一个关键问题就是裸眼3D显示问题，如今几乎所有的研究距离实用都有很大的差距，本文创新性的提出了一种利用动态银幕+投影的方式，让平面的影像以实体化的真3D立体的方式显示出来，观众不仅可以从不同角度观看，还可以进行触摸互动，这将很有可能成为虚拟现实技术中比较接近实用的交互显示方式之一。
关键词：动态银幕，虚拟现实，交互投影正文：裸眼3D显示是虚拟现实技术真正进入实用的一个关键问题，如今几乎所有裸眼3D显示的研究距离实用都有很大的差距，不是工艺太复杂成本太高，就是显示效果太差，本文创新性的提出了一种利用动态银幕+投影的方式，在现有技术的基础上，让平面的影像以真3D立体的方式显示出来，观众不仅可以看，还可以进行触摸，有可能成为虚拟现实技术的显示方式中的不错选择。
本项研究所涉及到的最关键的部件就是专用的动态银幕，这块银幕由很多柱状排列的小银幕构成，每张小银幕都可以完全根据显示内容同步进行前后运动，从而使整个银幕进行复杂的动态变化，当影像投射到该银幕上时，根据影像信息的变化，所投射出的影像便可以相应的显示在不同的距离上，从而可以在一定角度内呈现出比较真实的裸眼3D显示效果。
一、关于虚拟现实动态银幕所谓动态银幕，就是把普通投影银幕分成很多小的区域，每个小的区域与投影机的距离都可以随时根据画面内容按需要进行变化，当银幕所分的区域达到足够数量后，观众便可以裸眼直接观看到比较接近真实的3D的影像。
二、虚拟现实动态银幕的设计动态银幕的结构可以有各种设计方案，最典型的是呈柱状排列的，每根柱子的就是银幕的一个小分区，柱子的形状可以是矩形、三角形、六边形等（如图1），大量可自由伸缩的显示柱，加上相应的控制电路，便可构成了一张完整的动态银幕。
图1 四边形和三边形显示柱示意图为了实现画面的平滑过渡的效果，可以考虑在柱子的顶端做成弧面或者半球面，也可以在整个银幕上面蒙上一层皮，让蒙皮在柱子的运动时呈现出不同的弧形曲面，让投影机的影像直接投射到蒙皮上，来展示出虚拟物品的细节纹理等信息（见图2）。
光场裸眼3d原理
光场裸眼3d原理摘要：I.光场裸眼3d 技术简介A.光场技术的定义B.光场裸眼3d 技术的应用领域II.光场裸眼3d 技术的工作原理A.光场显示技术的基本原理B.光场裸眼3d 技术的实现方式III.光场裸眼3d 技术的优势与挑战A.光场裸眼3d 技术的优势B.光场裸眼3d 技术的挑战IV.光场裸眼3d 技术的未来发展A.光场裸眼3d 技术的创新方向B.光场裸眼3d 技术的市场前景正文：光场裸眼3d 技术是一种基于光场显示技术的新型3d 显示技术。
与传统的3d 显示技术相比，光场裸眼3d 技术具有更真实的立体感和更舒适的观看体验，因此被广泛应用于娱乐、广告、教育等领域。
光场裸眼3d 技术的工作原理是利用光场显示技术将二维图像转化为三维图像。
光场技术的基本原理是利用多个光源发出不同角度的光线，这些光线在空间中形成一个立体光场。
当观众观看这个光场时，不同角度的光线会进入观众的眼睛，观众的大脑会根据这些光线的位置和角度信息，自动合成一个立体图像。
光场裸眼3d 技术的实现方式主要有两种：一种是在屏幕上使用多个微型投影仪，每个投影仪投射一个角度的光线，形成一个立体光场；另一种是在屏幕上使用一种特殊的透镜，这种透镜可以将一个平面的图像分解成多个角度的光线，形成一个立体光场。
光场裸眼3d 技术具有许多优势，比如更真实的立体感、更舒适的观看体验、更广泛的应用领域等。
但是，光场裸眼3d 技术也面临着一些挑战，比如高成本、低分辨率、观看角度受限等。
未来，光场裸眼3d 技术的创新方向主要有两个方面：一是提高分辨率，让图像更加清晰；二是扩大观看角度，让更多的观众能够享受立体观看的体验。
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裸眼3D显示技术研究
摘要：作为3d显示技术的一个分支——裸眼3d显示技术以其独特的视觉体验越来越受到人们的关注和研究，本文就裸眼3d显示技术的技术原理及其系显示终端基本编码方式进行了系统性的基础研究。
关键词：裸眼3d；3d显示；3d视频格式
中图分类号：tp391.41 文献标识码：a 文章编号：1007-9599 （2012）19-0000-02
随着人们生活水平的提高以及对生活品质的不断追求，普通的二维电影已经难以满足人们的需求。
近些年来电影行业热衷的3d 大片颇受人们的欢迎，但是传统3d电影需要佩戴专业的眼睛才能够观看，而长时间佩戴这类眼睛容易让人产生恶心、头晕等症状，甚至于损坏观众的视力，特别是对于戴有近视镜的观众使用起来更不方便。
同时经过多次观看3d电影后可以发现，现如今的3d电影在图像亮度以及视频清晰度上都不是很理想，直接影响着观众的观看效果。
以上这些问题都限制着传统3d显示技术的发展，同时也促使着裸眼3d技术的加速研发。
现如今裸眼3d的呼声越来越高，但是这种显示技术在研发上还有很多的问题需要解决。
1 裸眼3d显示技术原理以及研究现状
裸眼3d技术可以分为光屏障式、柱状透镜式以及方向性背光3d 技术。
早在2009年，美国的puredepth公司研究开发出来的多层显示技术（mld）就是一种裸眼3d显示技术，这种技术的好处是不
会让观众产生观看的不良反应，如恶心，眩晕等。
同时这种技术还突破了视野以及角度的限制，使得观看场所可以进一步的扩大。
最为个性化的一点是，使用这种3d显示技术还可以添加二维的字幕。
目前该技术已经在美国拉斯维加斯地区推广使用。
相比较于mld技术，柱状透镜式3d显示技术就不具有什么优势。
柱状透镜式顾名思义就是要使用到柱状的透镜。
在液晶显示屏幕前加装一排柱状的透镜，这样图像就会呈现在透镜的焦平面上。
从而将图像中的各个像素点通过透镜呈现在人的两个眼睛中，一旦像素点的光通过不同的角度进入左右眼后，人就会在大脑中将双眼所接收到的图像进行叠加形成3d图像。
柱状透镜式3d显示技术与其他的显示技术相比，主要优势就是在于能够达到图像的亮度要求，但是图像毕竟是通过了一层透镜呈现在观众眼前，所以在图像的分辨率上很难有更大的突破。
而且在液晶屏幕前加装透镜需要更大的制造成本，后期维护成本也很高，不利于推广使用。
光屏障式3d显示技术是由夏普公司欧洲研发部的几位工程师共同研发出来的新型显示技术，该技术是通过在lcd液晶面板和内部发光器件之间增设偏振模和高分子层，当图像通过液晶面板显示在观众面前时，偏振模可以将左右眼接受的画面区分开来，从而在观众大脑中形成立体的显示画面。
这种技术是将偏振模和高分子层集成在了显示器的内部，能够在最广以及成本控制方面起到一定的作用，但是在图像的显示方面难以提高亮度，同时难以达到高清显示效果。
因此也不算是一种成熟的裸眼3d显示技术。
方向性光源3d技术在显示原理上和上述显示技术
基本类似，不同的是该技术在呈现3d画面时需要两块背景光源。
在观众的左右眼同时接收画面时，处在不同方向上的背景光源依次交替点亮，透过3m反射膜交替在观众面前呈现左右眼画面。
由于人眼具有一定的视觉暂停时间，所以交替出现的画面就能够在人脑中形成3d画面。
但是最终的显示效果同样无法满足高清晰度的要求。
裸眼3d显示器的关键技术主要有视图进行分离的光学原理、亚屏幕分区、独立视图的呈现、立体显示液晶屏、图形处理软件等。
实际上裸眼3d就是根据人们眼睛的视差进行相应图像呈现的，只要能够合理的分配左右眼图像呈现就能够出现立体的视频效果。
亚屏幕分区就是将裸眼显示器进行视图分区，每一个视图都有固定的区域。
在进行视频显示时需要将每一个亚屏幕中的图像进行相互交错呈现，已在观众大脑中形成立体视频。
当前的裸眼3d显示技术还不够成熟，想真正的在人们生活中实现随处可用随处可见的裸眼3d显示还为之尚早。
但是裸眼3d显示所能够给人们带来的巨大视觉享受还是激发着相关人员的研究热情，其巨大的市场潜力也推动着相关技术的不断进步。
2 裸眼3d显示终端编码方式
3d图像呈现需要传输大量数据，所以要想进行3d技术的升级，就必须在进行数据压缩方面的技术相当先进。
传统的3d图像编码基本是将左侧传输通道作为数据的基本层，而右侧传输通道作为左侧通道的辅助层。
欧洲的attest系统框架在进行3d图像数据传输
时所采用的是单通道视频数据传输，同时配合相应深度数据的3d 立体视频格式。
通过将深度视频数据进行超轻压缩，从而起到减少数据量的效果，同时视频数据主要使用单通道进行传输。
orbi以及interview在进行深度编码是所使用的编码码率分别是各自进行单通道编码时码率的6.2%和3.5%。
这种3d立体图像呈现终端的编码方式适合传统的裸眼3d显示技术，它们的成像原理基本都是左右眼分别接受传输过来的图像信息，然后在大脑中形成立体图形，所以只需要两个通道即可传输视频数据。
然而要想实现裸眼3d视频显示，所需要出书的数据量更加庞大，传统的显示终端编码方式理论上根本不可能实现。
但是目前在裸眼3d显示方面较为成功的就是基于视差的立体视频终端编码方法。
它的主要工作原理是：首先对左眼所要接收的图像信息进行h.264标准编码，然后将编码过得左眼接收图像和右眼接收图像进行比对，进行视觉估计得到相应的视觉差别信息，在对这些信息进行h.264编码；将最终产生的左眼数据码流和视差数据码流通过传输通道送至解码端，进行解码操作得出经过编码后的左眼视图以及编码后的视差视图，根据这些信息得出右眼视图数据以及其他的六个视点的数据信息，并最终整合所有数据在裸眼3d立体显示器上进行显示。
目前这种显示终端编码方式也在一些实际的显示器中应用，但是还是存在着一些问题：屏幕会出现闪烁，这是显示器一直以来都存在的问题。
不同大小的屏幕，不同的显示环境均会造成闪烁的强度以及频率不同；因为dlp 屏幕前的光栅在周期性的移动，很容易在观众的某个区域产生与原
来画面像素不同的像素，这就是我们俗称的彩虹效应，在裸眼3d
显示器中也会存在。
这些问题想要彻底消除是非常困难的，相关技术还均处在研究的阶段。
3 未来裸眼3d显示技术的研究与发展方向
现在社会生活人们已经越来越关注自己的视觉感受，自从有了阴极射像管后，人类就不断的进行着视频显示技术方面的研究。
几十年前的黑白电视，再到彩色电视；从前几年的led液晶显示器到lcd显示器；从小尺寸显示器到大尺寸显示器，人们对显示器的大小，显示器的分辨率要求越来越高。
近些年来，3d显示技术的越发成熟使得人们又开始有了梦想，那就是身临其境的舒适观看。
裸眼3d显示技术在实现上涉及多方面的研究，人体视觉差的研究，立体显示技术的研究，光学分析以及显示数据处理等，同时还要将这些理论研究进行综合与实际测试。
今后裸眼3d显示器将不再受到环境的限制，可以满足更多观众同时观看的需求；随着显示编码软件的不断升级，能够呈现分辨率更高的视频；基于不同原理设计的显示器能够在不同的场合发挥自己的作用。
裸眼3d显示巨大的市场潜力以及逼真的视觉享受将促使着人们不断地研究，不断地进步，相信在不久的将来，裸眼3d的普及将不再是梦。
参考文献：
[1]蔡履中，刘华光.光学三维显示技术[j].现代显示，1996，1：39-54.
[2]朱秀昌，刘峰，胡栋.数字图像处理与图像通信[m].北京：北京邮电大学出版社，2002，2.
[3]谭军，陆波，余桂丰.立体电视技术的发展概况及基本原理[j].中国有线电视，2004，12：25-27.
[作者简介]欧阳俊林（1975-），男，四川宜宾人，讲师，硕士，研究方向：图形图像与模式识别、云计算。