3D显示技术

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视察挡板法合成图
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后续厂商研发许多技术来改善视差屏障式 3D 立体显示萤幕的先天限制，像是采用可开关 的液晶薄膜来充当视差屏障，就能透过液晶 屏障的开关来切换 2D / 3D 显示模式，液晶 屏障排列方式也可以制作成水平与垂直两种 方向，配合横拿与直拿的需求切换。
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视察挡板法显示器
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全像式原理结构图
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全像式成像图片
上图是一对从车的左右侧面采取的图像 。该图像是由本田的数据库研究部提供 的概念车本田EPX 。
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体积式(Volumetric)： 德州仪器(Texas Instrument, TI)提出一种利 用雷射扫描立体影像显示器，又有人称之为体积 式显示器。主要是利用一个快速旋转的圆盘，配 合由底下投影的雷射光源，藉由雷射光源投射到 快速旋转的旋转面时，会产生散射的效应，以扫 描空间中的每一点，其缺点是影像中央必须有一 个旋转轴，靠近轴心的影像旋转速度较慢，立体 影像较不清晰。
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3D技术的优 劣
3D显示技术从现阶段来看，是劣势多余优势。 但是，3D是新事物，是显示技术发展的方向， 存在较多不足是新事物走向成熟所必经的阶段。
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3D技术的发 展
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3D电视需求预 测
3000 2500 2000
3000万 +
2500万+
LG公式预测全 球3D电视需求 量：
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体积式原理图
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体积式原理图
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体积式显示器
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各方法的优 色分法： 实现3维简易，对视场和景深无严格 劣 的限制。但易引起眼 部的疲劳。
光分法： 宽视域、大景深，成像质量优异，但 头部倾斜是无法过滤掉另一方向的光。 时分法： 丞相优异，但眼镜由液晶构成成本较 高。 视察挡板法： 无需其他辅助设备，能2D\3D切换， 但有效像素低，光源被遮挡，亮度低。 透镜阵列法： 画面明亮，观看简便，但对屏面与柱 状透镜的配准位置要求较高，图像的 清晰度亦受到柱状透镜屏密度的限制。 微镜投影法： 对光源要求较高ห้องสมุดไป่ตู้体积大。 微位相差板法：画面清晰，视角很小，需要和头部 跟踪装置配合使用。 指向光源法：易实现大屏幕，机构简单，可2D\3D 转换，但是整体亮度低。
Screen Digest 预测全球3D电 视需求量：
1500 1000 500 0 2010 2012 2013
保守 40万
乐观 200万
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3D技术的展望
综观以上的技术，目前所提出的各 种方式都仍有其优缺点，但随着时间 的进步，这些问题也渐渐的被解决， 正如当初的彩色显示器代替了黑白显 示器，液晶显示器代替CRT显示器一 样，随着显示技术的革新，没有辅助 设备的三维显示技术代替平面显示技 术将是必然趋势
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透镜全息法：图像清晰逼真，景深较大 ，其光源激光会带来特有 的散斑效应的弊病，即再现像面上附有微小而 随 机分布的颗粒状结构。 反射全息法：消除了激光的散斑效应 ，但作大屏幕技术难度较大 ；景深不太大，距记录介质平面较远处的图像有 点模糊不清。 全像全息法：全像片的取得容易且技术成熟，然而，影像大小常 受限于声光调变器晶体的大小，且多面镜的扫描 速度必须与三色雷射光源在晶体传播速度同步。 体积式全息法：会产生散射的效应，缺点是影像中央必须有一个 旋转轴，靠近轴心的影像旋转速度较慢，立体影 像较不清晰。
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反射式原理图
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全像式
（E-Holography）主要是麻省理工学院所发展的，是利用红 、蓝、绿三色雷射光源，各自经过声光调变器晶体(Acoustic Optical Modulator, AOM)，产生相位型光栅，带着光栅讯息的雷射光经过全 像片合并之后，利用垂直扫描镜(Vertical Scanning mirror)及多面镜 (Polygonal mirror)，进行垂直及水平的扫描，进而将立体影像呈现 出来，其优点为全像片的取得容易且技术成熟，然而，影像大小常 受限于声光调变器晶体的大小，且多面镜的扫描速度必须与三色雷 射光源在晶体传播速度同步。
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反射式全息显示图像：将物体置于全息板的右侧，相干点光源从左方 照射全息板。将直接照射至全息板平面上的光作为参考光；而将透过 全息板（未经处理过的全息板是透明的）的光射向物体，再由物体反 射回全息板的光作为物光，两束光干涉后便形成全息显示图像。由于 记录时物光与参考光分别从全息板两侧入射，故全息板上的干涉条纹 层大致与全息板平面平行。再现时，利用光源从左方照射全息板，全 息板中的各条纹层宛如镜面一样对再现光产生出反射，在反射光中观 看全息板便可在原物处观看到再现的图像。
快门式3D眼镜
HMD 头盔式 显示器 12
时分法显示效果 图
显示器 效果
眼镜效果
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视察挡板法：是在屏幕表面设置称为「视差 屏障」的纵向栅栏状光学屏障来控制光线行 进方向，让左右两眼接受不同影像产生视差 达成立体显示效果.視差遮屏，是以黑色于 透明相间的直线条纹，将起置于离液晶面板 一小段距离，让观赏者的其中一眼只能看到 液晶面板奇数画面，观赏者另一眼則只眼看 到液晶面板偶数画面。
3D Display
3D显示技术
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讲解内 容
什么是3D显示技术 3D显示技术的种类 3D显示技术的原理 3D显示技术的优劣 3D显示技术的发展
3D显示技术的展望
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3D显示
3D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受到不 同的画面，在大脑形成3D（ 3Dimensions）立体效果的技术。
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3D显示 分类
3D显示 非全息 全息
辅助设备
色分法
裸眼式
视察挡板法
裸眼式
透镜全息法
反射全息法 全像全息法 体积全息法
透镜阵列法
光分法 时分法 微镜投影法 微位相差板法 指向光源法
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3D显示原 理 视差
人双眼能同时看相 同一方向，但是眼 间距仍有约65mm， 所以不能完全瞄上 一条直线，在一定 的范围内双眼看到 的图像会产生一定 的差异。
透镜阵列法：在显示器前面板镶上一块柱透镜板组成裸眼立 体显示的光学系统，像素的光线通过柱透镜的折射，把视差 图像投射到人的左、右眼，经视觉中枢的立体融合获得立体 感。柱透镜板由细长的半圆柱透镜紧密排列构成，下图显示 了柱透镜方法的原理。左右眼视图分别位于奇列和偶列像素 上，形成视图分区。
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透镜阵列显示器及其合成原理
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微透镜投影：将图像投影到由微透镜组成的 显示屏上，经过有微透镜折射产生相差来达 到立体成像。
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为透镜投影显示器
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微位相差板法：微位相差板法是台湾光电研究院 研究成功的一种裸眼立体显示技术。使用微位相 差板改变光的偏极态来达到左、右视图的分离。 微位相差板立体显示器不需要戴眼镜，但是视角 很小，需要和头部跟踪装置配合使用
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透射式全息显示图像：透射式全息显示图像属于一种最基本的全息显示图像。 记录时利用相干光照射物体，物体表面的反射光和散射光到达记录干板后形成 物光波；同时引入另一束参考光波（平面光波或球面光波）照射记录干板。对 记录干板曝光后便可获得干涉图形，即全息显示图像。再现时，利用与参考光 波相同的光波照射记录干板，人眼在透射光中观看全息板，便可在板后原物处 观看到与原物完全相同的再现虚像。
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特殊照明法：线光源照明法的立体显示器在 LCD的像素层后使用一系列并排的线状光源给 像素列提供背光照明，线光源宽度极小并与液 晶屏的列像素平行。密集的线光源照明使奇、 偶列像素的图像传输路径分离，使左、右眼看 到对应的画面。
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3M公司的指向光源 显示屏
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全息
全息：（Holography）特指一种可以让从物 体发射的衍射光能够被重现的3维技术，其位置 和大小同之前一模一样。从不同的位置观测此 物体，其显示的像也会变化。
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光分法显示图解
圆偏振 光的形 成
3D图 像的 形成
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采用交错偏光片 的 3D 液晶电视
偏光片眼 镜
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时分法：(快门法)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。
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谢谢！
3D Display
3D显示技术
第十组
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非全息
利用光学等方法产生立体的视觉效果， 但不能给人主观选择观看的视角 。 色分法：采用互补色色彩将图形或物体显示 在平面图片上，观视者通过光学滤色镜对图 片进行双眼同时观视，即可展现其图形成物 体的立体形态。
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色分法成像的图
色分法的 互补色眼镜
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光分法：利用偏光片（通过如百叶窗般排列 的矽晶体涂料薄膜（偏光膜））来滤原本朝 向不同方向震动的光线，会挡住与偏光膜方 向垂直的光线，只让与偏光膜方向相同的光 线通过从而产生视差。