三维显示技术介绍
三维立体显示技术
对观察者头部旳位置和观察角度有较严格旳限制 ；
不能显示或只能显示很有限旳运动视差图片 ；
水平辨别率损失，画面亮度较低 。
研究方向
更精确旳深度图；
区域移动补点研究 ；
运动视差图像旳研究 ；
新型构造和器件旳研究 。
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集成显示技术（Integral Imaging ）
• 集成显示技术又称全景显示，于 1923年由 Lippmann发明。
体显示：G体像素
T体像素；
自动立体显示：到达上K旳可视区域；
MEMS器件在三维立体显示中旳应用；
全运动视差旳实现；
谢谢各位老师同学， 请提出宝贵意见。
被动发光旋转扫描体显示系统
Felix3D三维显示系统
可显示物体旳体像素数目10k。
被动发光旋转扫描体显示系统
Perspecta 3d显示屏
辨别率:768*768*192； 色彩格式:24bit RGB; 旋转屏转速：730rad; 体像素数：100M； 帧频：2409FPS； 接口数据率：4.68GB; 显示范围：10英寸； 可视角度：360°。
静态体三维显示技术
基于空间等离子体旳三维显示技术
静态体三维显示技术
DepthCube三维显示系统
体三维显示系统
最新进展
南加州大学研制旳三维显示系统
体三维显示系统
南加州大学研制旳三维显示系统旳 创新之处:
使用与水平成45度旳旋转镜来替代平面漫反射屏幕 。 研制了基于DLP旳帧频可高达5000fps旳超高速彩色投影机
体三维显示系统旳分类
目前，体三维显示系统从显示空间旳形成上划分可分为两
类：
•主动发光旋转扫描体 三维显示
•螺旋屏
全息三维显示技术的研究与实现
全息三维显示技术的研究与实现第一章绪论随着科技的不断发展，全息三维显示技术逐渐变得日益重要。
全息三维显示技术是一种生产和显示三维图像的过程，目前已经被广泛应用于医学、生物、军事、教育等领域。
本文将介绍全息三维显示技术的研究和实现情况。
第二章全息三维显示技术的研究2.1 原理和发展历史全息三维显示技术是基于全息术原理发展而来的。
全息术是一种从三维空间中获取、存储和呈现物体光学信息的方法。
在全息术中，由物体反射的光束被分成自然的波前和波后两个部分，然后利用镜面反射，把其中的一个部分光束从相应的表面中分开，通过光电效应产生干涉条纹。
干涉条纹记录了光波的相位和振幅信息，从而可以还原出三维物体的形状和位置，形成全息三维图像。
2.2 核心技术及其应用领域全息三维显示技术的关键技术包括全息记录和再现设备、全息材料和全息图像处理算法。
全息记录和再现设备是实现全息三维显示过程的基础，其中包括全息照相机、全息立体成像光源和全息显像装置等。
全息材料是记录全息图像所需的材料，通常是银盐或高分子复合物等。
全息图像处理算法是为了提高全息图像的清晰度和层次感，在全息技术的研究和应用中发挥着重要的作用。
全息三维显示技术有广泛的应用领域，例如医学、生物学、军事、文化遗产保护、教育和娱乐等。
在医学领域，全息三维显示技术已经被广泛应用于人体解剖学和疾病诊断等方面。
在其他领域，全息三维显示技术被用于模拟和分析燃烧过程、研究流体力学和模拟地震等自然灾害等。
第三章全息三维显示技术的实现3.1 设计和制作全息照相机全息照相机是实现全息三维显示的关键设备之一。
全息照相机的制作需要依据光学原理进行设计和制作。
全息照相机的制作分为五个步骤：制作初始参考光束、制作样品全息、制作参考光束和样品全息相遇的母盘、全息聚焦、复制。
其中，全息聚焦是制作全息照相机过程中最为关键的一步。
3.2 制作全息材料全息材料是实现全息三维显示的关键材料之一。
全息材料通常由两部分构成，即可散射成份和波长选择的光敏成份。
三维显示技术概念
三维显示技术概念
三维显示技术概念
随着科技的快速发展，人们对于图像的需求也越来越高。
三维显示技
术应运而生，为人们呈现了更为真实的图像效果。
三维显示技术是一
种将平面图像以立体形式呈现的技术，这种技术不仅可以在娱乐方面
得到应用，还广泛应用于医疗、工业等各个领域。
三维显示技术的核心是如何将平面图像转变为立体图像。
这种技术可
以通过使用3D建模软件或者相机的三维成像来实现。
然后，通过将左右两张视角稍微不同的图像投射到分别对应的左右眼睛上，让人类视
觉产生错觉，从而呈现出立体图像效果。
三维显示技术不仅拥有更加丰富的图像效果，还可以帮助人们更好地
获取信息。
比如，在医疗领域，三维显示技术可以将人体呈现为立体
模型，医生们可以通过对这些模型的观察诊断病情、进行手术规划等。
在工业领域，三维显示技术可以用来帮助制作样品，也可以用来进行
物流规划等。
在娱乐领域，三维显示技术则是带给人们更加真实的视
觉效果，使得观看电影、玩游戏等成为更加美好的体验。
三维显示技术发展至今已经取得了一系列重大成果，比如可以实现全息立体图像、曲面折射立体图像等。
这种技术的发展已经不再局限于制造立体眼镜，我们已经可以看到越来越多采用裸眼3D显示技术的电视、电影等产品，而随着技术的不断进步，我们相信未来三维显示技术将会有更加广泛的应用场景。
总之，三维显示技术的出现使得人们的视觉体验更加真实且丰富，也为人类在诊断、规划等方面提供了更好的帮助。
相信在不久的将来，三维显示技术将会越来越成熟，为人们带来更加惊喜的效果。
高分辨真三维显示中的体素化及均匀化方法
高分辨真三维显示中的体素化及均匀化方法高分辨真三维显示中的体素化及均匀化方法引言随着计算机科学和图形学的不断发展，三维图形技术也得到了广泛的应用。
而高分辨真三维显示作为图形学领域中的一项重要技术，对于三维图形的显示和处理具有很大的帮助。
在高分辨真三维显示中，体素化技术和均匀化方法是两个必不可少的技术，可以提高三维图形的显示效果和用户体验。
本文主要介绍高分辨真三维显示中的体素化技术和均匀化方法，希望能够为读者提供一些参考和帮助。
一、体素化技术体素化是指将三维物体转换成一系列体素（三维像素）的过程。
体素化技术可以将三维图形处理成一个个虚拟的立方体，这些立方体可以表示三维场景中的每一个物体。
其中，每一个立方体像素的颜色都可以用来描述场景中该立方体的物体的颜色或属性。
在高分辨真三维显示中，体素化技术主要包括以下几个方面：1、体素数据结构体素数据结构是一种用于存储三维图形的数据结构。
通常情况下，体素数据结构可以分为三种类型：块状体素、栅格体素和自适应体素。
其中，块状体素和栅格体素是比较基本的体素数据结构，而自适应体素则是一种更加先进的体素数据结构。
块状体素和栅格体素都是由固定大小的立方体体素组成的，区别在于块状体素的立方体必须是相邻的，而栅格体素则可以是不相邻的。
2、体素模型重建体素模型重建是指根据输入的点云数据集建立起符合点云表面特征的三维模型。
体素模型重建技术可以使用各种算法进行，例如基于网格重建的方法、基于流形理论的方法、基于深度图像的方法等。
其中，基于深度图像的方法是一种常用的体素模型重建方法，可以使用深度相机采集场景深度图像，并使用基于解析法的体素模型重建算法，将二维图像转换成三维模型。
3、体素叶子节点的表示体素树（VoxTree）是将物体划分成立方体体素后所得到的一种层次结构。
在体素树中，每一个叶子节点都可以存储着一个立方体体素。
可以使用不同的叶子节点表示方法，如图片压缩技术、树状体素分割算法、分段算法等。
三维立体显示原理
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三维立体显示原理（大纲）一、引言1.1三维立体显示的定义1.2三维立体显示的应用背景1.3三维立体显示技术的发展趋势二、三维立体显示原理概述2.1人类视觉原理2.2三维显示技术的分类2.3三维立体显示的基本原理三、三维立体显示的关键技术3.1光学原理3.1.1光栅式立体显示3.1.2分光式立体显示3.2计算机视觉原理3.2.1视差立体显示3.2.2深度图立体显示3.3人类视觉生理特性3.3.1立体视差3.3.2景深和聚焦四、三维立体显示系统的组成4.1显示设备4.1.1液晶显示器4.1.2发光二极管显示器4.2信号处理与控制4.2.1图像处理4.2.2立体显示控制算法4.3观看设备4.3.1主动式立体眼镜4.3.2被动式立体眼镜五、三维立体显示技术的应用5.1娱乐与游戏5.2医疗与教育5.3设计与制造5.4军事与航天六、三维立体显示技术发展前景与挑战6.1发展前景6.2技术挑战6.3未来发展趋势七、总结7.1主要原理与关键技术回顾7.2三维立体显示技术的意义与价值7.3发展建议与展望一、引言随着科技的飞速发展，三维立体显示技术逐渐成为人们关注的焦点。
1.1三维立体显示的定义，简单来说，就是通过技术手段使图像呈现出前后、上下、左右等立体的视觉效果，让观看者感受到物体仿佛存在于现实世界中的空间感。
毕业论文-三维显示讲解
第一章概述随着我国信息技术与国民经济的发展，我国在工农业生产实践中产生了大量的数据即海量数据。
数据量之大，用我们传统的手工与半自动方法是无法想象的。
解决的方法是借助于计算机来对这些数据进行分析。
这也就是为什么现在我们许多传统技术领域需要计算机的原因。
到如今很多传统领域已发展到定量，而非仅从定性的阶段来研究问题。
我们需要精确的计算，从数据的采集，存储，分析处理，至押出结果。
为我们进行及时，正确的决策提供科学的有力的保障。
我国的煤矿产业尤其如此。
煤矿工业的发展积累了丰富的地质数据，这些数据包含了丰富的地质信息。
随着生产的进行，其中的某些信息又具有动态性。
如何将这些信息有效的组织起来，对其进行空间分析与判断，使之更好的服务于煤矿生产，是一项极具意义的工作。
具体到矿井，巷道：由于他们在地下的错综复杂性，产生了很多数据，这些数据如何组织，形象地显示出来，是否能被需要使用它的人及时获得是个不小的问题。
传统的方法是将大大小小密如蛛网的巷道用大小比例尺不一的图纸绘出。
结果是工作量大，精确度差，数据更新不及时，更新能力差，直观性不强，使用不便。
要解决这些问题就涉及几项技术。
包括：数据的存储一一数据库技术，三维显示技术，拓扑关系模型的建立。
关于三维管线的软件产品已经出现一些，而煤矿巷道的三维产品还不太多。
煤矿巷道的三维显示也是煤矿现代化的需要，目前一些关于巷道的三维显示是基于三维模型生成软件的，如3DMA> AUTOCA等。
在这些软件之上建立的三维模型逼真度很好，但缺少灵活性，对编辑能力羌，且不便脱离这些平台。
基于具有开放式的OPENG图形接口建立的三维显示系统却弥补了以上方法的一些缺陷。
1.1研究的意义1.1.1三维显示发展的需要最近几年计算机图形学的发展使得三维表现技术愈来愈完善，这些三维表现技术使我们能够再现世界中的物体，能够用三维形体来表示复杂的信息。
这点对于煤矿巷道的三维显示的应用尤为重要。
三维图形可以使人们更加直观、形象地认识和了解地理信息，使之更好地服务于社会［1］。
三维显示的技术
• 第三，优秀的立体显示设备一定是容易安 装和使用的，而且与计算机、图像卡和软 件等的接口简单。使用三维显示技术来观 看复杂数据和图像的用户，应该将他们的 注意力集中在所观看的内容而不是观看的 手段。
二、三维立体显示技术的分类
• 现代的三维显示方式是希望通过一个3D显 示器来直接显示三维图像，从而使得表现 出的三维物体既有心理景深，更有物理景 深，而且，多个观察者不需要任何辅助设 备，就可以从多个角度直接观察三维物体， 就像人们观察金鱼缸里面的金鱼一样，这 是一门综合技术，而且是基于体素的，因 此，这种显示器称为真三维显示器。
• 在广告业方面：
可以显示需要演示的产品，既能提供真三维 效果，同时又减少了真实样品的损坏
结束
③ 另外一种产生立体视觉的方法是采用一 对儿叠在一起的液晶面板，第一块面板控 制像素密度，而另一块控制偏光方向。高 亮度的背光也需要校准以减少相邻像素的 漏光，而且一块漫散屏被放在显示器的前 面用于拓宽校准光源的视角。液晶板上显 示的每幅图像都根据接收到的立体图像对 来计算偏光方向，用户也需要佩戴偏光眼 镜来分离左右眼图像。
三维立体显示技术的分类
（一）现有技术——基于2D显示器的模拟
原理：采用二维的计算机屏幕来显示旋转的2D图 像，从而 产生3D的显示效果。3D效果=2D图像+旋转变换
特点：此种显示方式基于传统的计算机图形学和图像处理技 术，是基于像素的。只产生心理景深，而不产生物理景深。
（二）双目视差立体显示
• 人具有立体视觉能力，这是由于人有两只 眼睛（成人眼睛瞳孔平均间距为65mm）， 它们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，这左右两 幅图像有着微小的区别，这种区别就叫做 视差。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。
立体显示技术介绍
3D虚拟现实：
虚拟房地产场景
虚拟游戏场景
互动游戏
虚拟驾驶
THE END
谢谢观赏
实现原理：主动3D是显示设备分 别显示左右眼画面，通过快门式 眼镜进行画面的物理遮挡，同一 时刻，只有一只眼镜看见相应的 画面，在视觉残留的作用下，让 人脑中组合成3D立体画面
。
主动式3D立体：
主动3D眼镜与显示设备的同步有2种方法 1.采用DLP link技术同步，无需外置红外发 射器，成本低，但是传输距离近，稳定性 差。 2.采用红外无线发射器，增加了成本，但 是传输距离远，使用同步信号分配器，还 可以支持多个发射器同时工作，稳定性好。
4D、5D、6D、7D立体：
虚拟过山车
环境4D剧场
体感互动影院
立体显示技术的应用
3D/4D影院：
目前的主动3D大多融合设备融合来实现大画面显示以及异形幕显 示，来增加观众的临场感。 当多台投影机融合实现主动3D时必须考虑和快门式眼镜的信号同 步，解决办法有2种。 1.使用 DLP link技术实现同步----不需要使用发射器，成本低，传 输距离短，稳定性略差 2.使用同步信号分配器来实现同步----传输距离长，信号稳定，成 本略高 选用哪种方式，需要结合项目具体情况。目前使用比较多的是同 步信号分配器方式。 投影机之间的同步通常是通过投影机同步接口的串联来实现。
立体显示原理图-左右眼观察到的图像是有区别的
•3D的概念：Three Dimensional（三个维度）， 这里的维度“原本”指的是“空间方向”的维度， 也就是我们通常理解的X轴Y轴Z轴，三个维度组 成了三维空间-立体空间。2D也就是二维，也就 是X轴Y轴组成的平面。3D电影能看出“一个物 体从屏幕里飞出来”的效果，这就观众感受到是 画面Z轴的效果。） •3D立体投影是为了提升观众的真实感而出现的 一种显示方式。 •从实现原理上来说，就是利用人眼的视觉差和 视觉残留，从而在二维的屏幕上感受到三维的画 面效果。
3D技术综述
一、3D显示技术原理简介3D 技术原理分类1立体图像对技术：原理：先产生场景的两个视图或多个视图，然后用某种机制（如佩戴眼镜）将不同视图分别传送给左右眼，确保每只眼睛只看到对应的视图而看不到其他视图，从而产生立体视觉。
这种技术的本质只是在空间中产生两张或多张平面图像，通过“欺骗”人眼视觉系统而立体成像，会使人眼产生矛盾的晶状体焦距调节和视线汇聚调节，长时间观看会产生视觉疲劳。
目前市面上的3D显示技术都属于立体图像对技术范畴。
2体显示技术：此种技术是在物理上显示了三个维度，能在空间中产生真正的3D效果。
成像物体就像在空间中真实存在，观察者能看到科幻电影中一般“悬浮”在半空中的3D透视图像。
从数字图像处理技术来说，平面图像对应了二维数组，每个元素被称为像素；而三维图像对应三维数组，每个元素被称为体素。
体显示技术正是在空间中表现了这个三维数组。
3全息技术：全息技术是利用光波的干涉和衍射原理记录并再现物体的真实感的一种成像技术。
全息技术再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应。
除用光波产生全息图外，现在已发展到可用计算机产生全息图，然而需要的计算量极其巨大。
全息术应该是3D显示的终极解决方案，但目前还有很多技术问题有待解决，短期内难有成熟产品量产。
图片中的女士即全息虚拟影像二、眼镜式3D技术1色差式最早出现3D显示技术就是色差式，从技术层面上来看也是最为初级的一种3D效果显示方法，这种3D显示的辅助设备只需购买一付红青（红淡蓝）色差眼镜就可以了。
成本也最为低廉。
色差式3D显示可以称为分色立体成像技术，是用两台不同视角上拍摄的影像分别以两种不同的颜色印制在同一副画面中。
用肉眼观看的话会呈现模糊的重影图像，只有通过对应的红蓝等立体眼镜才可以看到立体效果，就是对色彩进行红色和蓝色的过滤，红色的影像通过红色镜片蓝色通过蓝色镜片，两只眼睛看到的不同影像在大脑中重叠呈现出3D立体效果。
缺点：显示效果有限，3D效果体验不足但是其低廉的成本却使很多财力有限的3D影片爱好者选择他的一个主要原因。
3d全息显示原理
3d全息显示原理3D全息显示是指通过透视原理，将物体的三维立体形象以全息形式呈现在观察者面前的一种显示技术。
与传统二维显示技术相比，3D全息显示能够提供更加真实、逼真的观察体验。
下面将详细介绍3D全息显示的原理。
首先，我们需要了解全息的基本概念。
全息是指根据物体结构的特点，通过一种光学记录过程，将物体的全部信息保存在一张特殊的全息照片中，包括物体的形状、颜色、纹理等。
通过观察这张全息照片，我们可以感受到被记录物体的三维立体效果。
在3D全息显示中，最常用的记录过程是利用激光作为光源，将物体反射的光和同步引入的参考光交叉干涉，形成了全息照片。
具体步骤如下：1.激光记录：首先，利用激光器发射一束单色强度均匀的激光光束，作为全息图的光源。
这束激光光束经过透镜系统的聚焦后，照射到待记录物体的表面。
物体上的微小波纹结构通过反射激光光束，形成了物体的图像信息。
2.参考光束：同时，一部分激光光束被分离出来，作为参考光束。
这个光束经过准直和扩束后，与物体反射的光束相干叠加。
3.干涉记录：物体反射的光束和参考光束在全息板上交叉干涉。
全息板是一种具有高频率光学覆盖层的透明介质，可以将交叉干涉产生的干涉花样保留下来。
全息板上的每个像素都代表了物体表面一个微小区域的光学特征。
4.显示：全息板被照射时，根据横向和纵向的扩展参数，整个全息图像会被立体再现出来。
观察者可以从各个角度观察到物体的真实三维形象。
此时，光源可以是一束激光光束，也可以是一束白光，以产生彩色的3D 全息图像。
在3D全息显示中，为了提高全息图像的清晰度和亮度，还需要借助衍射光学和光学信息处理技术。
衍射光学可以通过改变全息板的参数来调整光束的方向和形状，以获得更好的观察效果。
光学信息处理技术可以对全息图像进行数字化处理，进一步提高显示效果。
未来，随着科技的不断进步，3D全息显示技术将会得到更广泛的应用。
例如，全息显示可以应用于医学图像、建筑设计、虚拟现实等领域，为人们提供更加真实、逼真的观察体验。
3D立体显示技术 PPT资料共28页
眼睛式3D显示技术
目前，市场上已经有了四种比较成熟的3D显示技术，包括彩色立体三 维，偏振三维，立体三维以及最新的DLP Link技术。这四类技术是当前 被广泛采用的3D投影技术。由于各自的原理不同，成本不同，效果不同， 也分别占有了不同的市场。
其中，立体三维技术应该是目前我们最常见的一种3D投影 技术了。因为几乎目前所有的3D影院都是采用的这种设备， 大家在影院中看到的《阿凡达》《豚鼠特工队》等电影几 乎都是这种技术实现的。
裸眼3D立体显示技术
虽然眼镜方式能满足多人共同观看的需求，不过观看时必须配戴特殊眼镜 仍旧是个相当大的障碍，各家厂商于是投入不需要配戴特殊眼镜的裸眼 3D 立体显示技术研发。
所谓的「裸眼 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屏幕来达成目标。
背光光源，以高速交替方式分别朝左右眼显示不同画面来达成立体显示效果
的方式。由于指向性背光膜可以控制光线射出的方向，因此能将左右画面分
别投射到观看者的左右眼中。
当屏幕右侧的背光光源亮起时，就会透过指向性背光膜射出朝左眼方向
的光线，用来显示左眼画面。当左侧的背光光源亮起时，就会透过指向性背
光膜射出朝右眼方向的光线，用来显示右眼画面。藉由左右画面高速交替显
总结
眼睛式3D显示技术已经具备进入家庭的条件 3D电视的用户体验还不够好，目前只适合成为电视机的附加功能 从技术路线看。3D电视只是目前产品的升级，产业链格局不会有太大变化
随着技术的进步，3D显示技术和普通消费者的距离已经越 来越近，它不再是行业用户的专利。在三星和优派均推出 游戏性3D显示器后，人们可以将3D显示器搬到卧室内，而 不用和其他人一起挤在电影院中观看。凭借着身临其境的 立体画面，3D显示器对高端游戏玩家而言拥有极大的吸引 力。除了针对个人用户外，3D显示器同样适合于商用以及 科研，如展示分子结构模型、军事目标、文物艺术品展示、 会展、大企业形象展示等各领域发挥其独特的作用。相信 随着3D技术进一步成熟，我们今后会在生活的各个领域中 看到3D显示设备的身影。
投影仪3D显示技术原理
投影仪3D显示技术原理在当今的科技时代，投影仪的应用越来越广泛，而其中 3D 显示技术更是为我们带来了令人惊叹的视觉体验。
那么，投影仪 3D 显示技术究竟是如何实现的呢？让我们一起来探究一下其中的原理。
要理解投影仪 3D 显示技术，首先得明白我们的眼睛是如何看到物体并感知其深度和立体感的。
我们的两只眼睛因为所处位置不同，看同一物体时会有略微不同的视角，这种视角差异被称为视差。
大脑通过整合两只眼睛看到的不同图像，从而产生立体感和深度感。
投影仪 3D 显示技术正是基于这个原理。
目前常见的投影仪 3D 显示技术主要有分时技术、偏振技术和主动快门技术。
分时技术，简单来说，就是通过快速交替显示左眼和右眼的图像。
投影仪以极高的频率先后投射出左眼图像和右眼图像，同时配合特殊的 3D 眼镜。
这种 3D 眼镜能够与投影仪的信号同步，当左眼图像显示时，眼镜的左眼镜片打开，右眼镜片关闭；反之亦然。
由于交替的速度非常快，我们的眼睛和大脑无法察觉到这种切换，从而看到连续的3D 画面。
偏振技术则是利用了光的偏振特性。
光可以被分为不同的偏振方向，例如水平偏振和垂直偏振。
在偏振 3D 显示中，投影仪会同时投射出分别带有水平偏振和垂直偏振的左眼和右眼图像。
观看时，我们佩戴的偏振眼镜的镜片也分别对应水平和垂直偏振，从而让左眼只看到左眼图像，右眼只看到右眼图像，实现 3D 效果。
主动快门技术与分时技术有些相似，但 3D 眼镜的工作方式有所不同。
主动快门 3D 眼镜会主动控制镜片的开关。
当投影仪投射左眼图像时，眼镜的左眼镜片打开，右眼镜片关闭；投射右眼图像时则反之。
这种快速的切换同样让我们的大脑合成出 3D 画面。
除了上述几种主要技术，还有一些其他的相关技术和原理在发挥作用。
比如，为了让 3D 效果更加逼真，投影仪需要具备高刷新率和高分辨率。
高刷新率能够确保图像的快速切换流畅自然，减少闪烁和卡顿；高分辨率则能提供更清晰、细腻的图像，增强 3D 效果的真实感。
详解4种立体显示技术
详解4种⽴体显⽰技术详解4种⽴体显⽰技术要使⼀幅画⾯产⽣⽴体感，⾄少要满⾜三个⽅⾯的条件：⼀、画⾯有透视效果透视效果是观看三维世界时的基本规律，是画⾯产⽣⽴体感的基本要求。
如果画⼀个⽴⽅体却不遵照⽴⽅体的透视规律来画，那么画出来的作品就⼀定不会产⽣⽴⽅体所应有的⽴体感，不过即使是这样的作品还是有透视效果的，只不过是别的东西的透视效果。
那么什么是没有透视效果呢？⼀个正⽅形就没有透视效果，如果画⾯中只有⼀个孤零零的正⽅形的话就绝对不会有⽴体感。
⼆、画⾯有正确的明暗虚实变化真实世界中根据光源的亮度、颜⾊、位置和数量的不同，物体会有相应的亮部、暗部、投影和光泽等，同时近处的物体在⾊彩的饱和度、亮度、对⽐度等⽅⾯都相对较⾼，远处的则较低。
如果画⾯中没有这些效果或是违反这些规律，都不会产⽣好的⽴体感。
三、双眼的空间定位效果⼈眼在观看物体时，两只眼睛分别从两个⾓度来观看，看到的两幅画⾯⾃然有细微的差别，⼤脑将两幅画⾯混合成⼀幅完整的画⾯，并根据它们的差别线索感知被视物的距离。
这就是双眼的空间定位，是⼈眼感知距离的最主要的⼿段。
如果重放画⾯的时候不能再现这种空间定位的感觉，那么即使前两点做很不错也总觉得⽋缺点什么。
以上三点只有同时满⾜才能产⽣⽐较完美的⽴体效果，普通显⽰器可以实现前两点却⽆法实现第三点，⽽所谓的⽴体显⽰技术也就是能够再现空间定位感的显⽰技术。
关于为什么普通显⽰器⽆法再现空间定位感，可以藉由观察视差⾓的不同来理解。
视差⾓就是双眼和⼀点的两条连线之间的⾓度，距离近则视差⾓⼤、距离远则视差⾓⼩，物体的表⾯有⽆数个点，那么就有⽆数个视差⾓，我们只需找其中有代表性的⼏个作分析。
如图显⽰，⼈眼在看真实的圆柱体和看屏幕上显⽰的圆柱体时，视差⾓有明显的不同，看屏幕时的视差⾓实际上和看平板玻璃时是⼀样的，因此不管屏幕上显⽰的内容如何变化，⽴体感始终是⼀个平⾯，这也是普通显⽰器⽆法实现⽴体显⽰的原因。
既然如此，⾸先想到的解决办法⾃然就是把显⽰器做成圆柱体形状，这样当然可以完美的显⽰圆柱体，不过这样的显⽰器不管显⽰什么内容时都会机械的制造出中间近、两边远的效果。
3D显示技术原理及发展(比较全面)
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。
3D技术的发展
3D电视需求预 测
3000 2500
3000万+
2500万+
2000
LG公式预测全 球3D电视需求 1500 量：
1000
Screen Digest 预测全球3D电 500 视需求量：
Screen Digest预测全球3D电视需求量： 清晰度亦受到柱状透镜屏密度的限制。
时分法显示效果图 Screen Digest预测全球3D电视需求量：
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 。 但易引起眼 部的疲劳。 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。 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
光分法显示图解
3D图 像的 形成
圆偏振
光的形 成
采用交错偏光片的 3D 液晶电视
偏光片眼镜
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。
快门式3D眼镜 HMD 头盔式显示器
非全息
3D显示
辅助设备
裸眼式
色分法 光分法
视察挡板法 透镜阵列法 微镜投影法
时分法
微位相差板法 指向光源法
全息 裸眼式
透镜全息法 反射全息法 全像全息法 体积全息法
六种3D显示技术全解析
六种3D显示技术全解析D是英文Dimension(线度、维)的字头，3D便是指三维空间。
相比普通的2D画面，3D更加立体逼真，让观众有身临其境的感觉。
目前的3D技术可以分为裸眼式和眼镜式两种，裸眼式3D技术目前主要应用在工业商用显示方面（以后还将应用于手机等显示设备中）；眼镜式3D技术则集中于消费级市场，此次世界上观看《阿凡达》采用的全部是眼镜式3D技术。
如果细分的话，眼镜式3D技术可分为色差式、快门式和偏光式（也叫色分法、时分法、光分法）三种，而裸眼式3D技术可分为透镜阵列、屏障栅栏和指向光源三种，每种技术的原理和成像效果都有一定的差别。
下面笔者就为大家简单的介绍一下这六种3D技术的原理和优缺点。
眼镜式3D技术色差式色差式3D历史最为悠久，成像原理简单，实现成本低廉，但是3D画面效果也是最差的，需要配合色差式3D眼镜才能看到3D效果。
色差式3D先由旋转的滤光轮分出光谱信息，使用不同颜色的滤光片进行画面滤光，使得一个图片能产生出两幅图像，人的每只眼睛都看见不同的图像。
目前我们较为最常见的滤光片颜色通常是红/蓝，红/绿，或者红/青，目前采用这种技术的影院以及越来越少了。
优点：技术难度低，成本低廉缺点：3D画质效果不是最好，画面边缘易偏色快门式快门式3D技术主要是通过提高画面的快速刷新率（至少要达到120Hz）来实现3D效果，属于主动式3D技术。
当3D信号输入到显示设备（诸如显示器、投影机等）后，120Hz的图像便以帧序列的格式实现左右帧交替产生，通过红外发射器将这些帧信号传输出去，负责接收的3D眼镜在刷新同步实现左右眼观看对应的图像，并且保持与2D视像相同的帧数，观众的两只眼睛看到快速切换的不同画面，并且在大脑中产生错觉（摄像机拍摄不出来效果），便观看到立体影像。
NVIDIA：我们的眼镜是主动式的，所以很贵NVIDIA的3D stereo、德州仪器的DLP Link还有XPAND 3D系统都是均属于快门式3D技术。
3D技术简介
全息技术
•全息技术是利用光波的干涉和衍射原理记录 并再现物体的真实感的一种成像技术。 •全息技术再现的图像立体感强，具有真实的 视觉效应。除用光波产生全息图外，现在 已发展到可用计算机产生全息图，然而需 要的计算量极其巨大。 •全息术应该是3D显示的终极解决方案，但目 前还有很多技术问题有待解决，短期内难 有成熟产品量产。
• 3.软阴影（Soft Shadow） 软阴影（ 软阴影 ） • 从字面上直译过来就是 “软阴影”，不过叫“柔 和阴影”似乎更合适。我 们知道生活中很多阴影的 过渡都是有渐变，而软阴 影的作用就是要模拟这种 效果，在阴影周边制造虚 化的效果。软阴影本身并 不是指一种技术，而是指 通过采用某种技术达到的 效果。
• 4.次表面散射（SubSurface 次表面散射（ 次表面散射 Scattering，简称3S）它主 ，简称 ） 要用于模拟不完全透明材质 内部表现出的一种真实光影 特效。当灯光照射到玻璃或 清澈的液体表面时，灯光会 穿透这些介质，3S效果可用 来模拟灯光进入介质内部后 发生的散射。 3S的另一个重 要用处在于表现光源照射下 的人物皮肤，换句话说，要 想表现真实的皮肤材质，3S 效果必不可少。目前的许多 游戏在人物皮肤的渲染上就 因为缺乏3S效果而显得塑料 化、橡胶化。
• 下面简单介绍下，现在市场上流行的偏光 式3D技术。 • 偏光式3D也叫偏振式3D技术，属于被动式 3D技术。 。 • 优点：偏光式眼镜价格低廉，3D效果出色， 市场份额大 缺点：安装调试繁琐，成本不便宜
偏光式3D技术 偏光式 技术
主要原理： • 偏振立体眼镜与偏振的片源配合，片源通过奇偶 帧分别播放左眼和右眼的信号，通过立体分配分 开，进入两个投影机，通过偏振光透射而出，偏 振眼镜两个眼睛分别允许不同偏振光进入，于是 就接收了各自眼睛的信号，最终产生了立体感。 • 偏光式3D也细分出了很多种类，比如应用于投影 机行业的偏光式3D需要两台以上性能参数完全相 同的投影机才能实现3D效果，而应用于电视行业 的偏光式3D技术则需要画面具有240Hz或者 480Hz以上的刷新率
3D初级知识普及介绍
立体中国：立体中国论坛：3D初级知识普及介绍1、什么是3D显示技术，什么是3D电视在“3D”里面的“D”，是英文单词Dimension(线度、维)的首字母，3D指的就是三维空间。
与普通2D画面显示相比，3D技术可以使画面变得立体逼真，图像不再局限于屏幕的平面上，仿佛能够走出屏幕外面，让观众有身临其境的感觉。
尽管3D显示技术分类繁多，不过最基本的原理是相似的，就是利用人眼左右分别接收不同画面，然后大脑经过对图像信息进行叠加重生，构成一个具有前-后、上-下、左-右、远-近等立体方向效果的影像。
3D电视就是应用了3D显示技术的电视，通过它用户可以欣赏到具有3D效果的图像画面。
2、3D的发展历程3D成像技术最远可以追溯到1844年，一位名字叫做DavidBrewster的外国人通过一个立（ThePowerofLove）体镜拍下了世界上最早的3D照片。
1915年，全球首部3D电影《爱的力量》开始摄录并制作，并于1922年正式公映。
1935年，首部彩色3D电影面世。
20世纪50年代是3D发展的黄金时期，美国开始出现不少3D电影作品，迪士尼、环球国际、哥伦比亚等知名片商在内都开始投资3D电影。
不过由于当时很多影院不具备3D投放条件，出于盈利目的，片商还是把绝大部分精力放在2D电影的制作上来。
80年代中期，IMAX开始制作首部3D纪实片。
1986年，迪士尼主题公园和环球影城上映了由迈克尔·杰克逊出演的3D影片《CaptainEo》。
2009年12月，由詹姆斯·卡梅隆执导，耗资5亿美元的电影巨作《阿凡达》同时以2D、2DIMAX、3D、3DIMAX等多种版本在全球公映，掀起了全球3D热潮。
2008年，日本有线BS11频道开始播送3D节目。
2010年4月，天空传媒开办3D电视频道。
2010年6月，ESPN开设新的3D体育频道，一年内将进行85项赛事的3D转播。
2010年6月，南非世界杯成为史上首次进行3D转播的世界杯比赛。
3D显示简介
偏光眼镜-FPR 3D
FPR显示原理
FPR（Film Pattern retarder），是在Panel的表面精确贴附一层retarder film（相位差膜）， 它的作用是接收到显示Panel出射的某一方向的偏振光后，利用液晶分子层将不同区域的偏振光方 向旋转成不同方向，再通过偏光眼镜将两种偏振光筛选出来，从而实现3D效果。
注：屏幕刷新率要达到120HZ，人才能对图像不会产生抖动感，并保持与2D视像相同 的帧数，两只眼镜看到快速切换的不同画面，并在大脑中产生错觉，便看到立体影像。
快门眼镜-SG 3D
SG 优点
-应用广泛，资源较多，蓝光3D标准采用此技术； -分辨率不变，效果出众；
SG 缺点
-亮度低，闪烁严重，容易使人疲劳，不利于用眼健康； -眼镜复杂笨重，需要与显示器精确同步； -眼镜价格昂贵。
快门眼镜-SG 3D
主动快门式3D原理
主动快门式3D技术（ Active Shutter 3D ）， 是通过提高画面的刷新率（一般120HZ，左眼和右 眼各60HZ），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，同时发射 器同步控制快门式3D眼镜左右镜片开关（使其与左 右画面的交替保持一致），然后由大脑将两幅图像 合成来实现3D的视觉效果；
3D显示技术分类
3D显示
眼镜式
全息 3D
裸眼式
偏光眼镜
偏光眼镜面板 主动偏光眼镜 面板
快门眼镜
120Hz倍频面板
快门眼镜镜片
偏光眼镜 红蓝眼镜
红蓝片源 红蓝眼镜
视差壁障 狭缝光栅 3D模组
柱状透镜 透镜3D模组
Contents
二、眼镜式3D技术
1 偏光眼镜-FPR 3D 2 快门眼镜-SG 3D 3 红蓝眼镜
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三维显示技术介绍目前的三维立体显示技术共可以分为分光立体眼镜 (Glasses-based Stereoscopic)、自动分光立体显示 (Autostereoscopic Displays)、全息术 (Hologram)和体三维显示(V olumetric 3-D Display)4大类。
其中的前两类应该都是大家很熟悉的技术了，它们都采用了视差的方式来给人以3D显示的感觉：分别为左眼和右眼显示稍有差别的图像，从而欺骗大脑，令观察者产生3D的感觉。
由于人为制造视差的方式所构造的3D景象并不自然，它加重了观察者的脑力负担，因此看久了会令人头痛。
而全息术则利用的并不是数字化的手段，而是光波的干涉和衍射，它一般只能生成静态的三维光学场景，并且对观察角度还有要求，所以就目前而言，它对于人机交互应用而言还并不适合。
体三维显示则与前三者不同，它是真正能够实现动态效果的3D技术，它可以让你看到科幻电影中一般“悬浮”在半空中的三维透视图像。
体三维显示技术目前大体可分为扫描体显示 (Swept-V olume Display)和固态体显示 (Solid-V olume Display)两种。
其中，前者的代表作是Felix3D和Perspecta，而后者的代表作则名为DepthCube。
Felix3D拥有一个很直观的结构框架，它是一个基于螺旋面的旋转结构，如下图所示，一个马达带动一个螺旋面高速旋转，然后由R/G/B三束激光会聚成一束色度光线经过光学定位系统打在螺旋面上，产生一个彩色亮点，当旋转速度足够快时，螺旋面看上去变得透明了，而这个亮点则仿佛是悬浮在空中一样，成为了一个体象素(空间象素，V oxel)，多个这样的voxel便能构成一个体直线、体面，直到构成一个3D物体，过程很直观，不是么？Perspecta可能是扫描体3D显示领域最令人瞩目的成就了，它采用的是一种柱面轴心旋转外加空间投影的结构，如下图所示，与Felix3D不同，它的旋转结构更简单，就一个由马达带动的直立投影屏，这个屏的旋转频率可高达730rpm，它由很薄的半透明塑料做成。
当需要显示一个3D物体时，Perspecta将首先通过软件生成这个物体的198张剖面图(沿Z轴旋转，平均每旋转2°不到截取一张垂直于X-Y平面的纵向剖面)，每张剖面分辨率为798×798象素，投影屏平均每旋转2°不到，Perspecta便换一张剖面图投影在屏上，当投影屏高速旋转、多个剖面被轮流高速投影到屏上时，我们便会发现，一个可以全方位观察的自然的3D 物体出现了！从上面可以看出，Perspecta的投影帧频达到了198×730/60=2409fps，这个速度足够哄骗我们的眼睛，利用视觉暂留效应生成真实的3D场景；由于其每一帧需要798×798象素，以24位真彩色计，每秒钟需要的数据量竟高达(2409×798^2×3)/1024^3＝4.286GB！鉴于普通激光器的激发时间受限，Felix3D 是无法提供这么高的带宽和帧频的，Felix中一副3D图像最多只能达到1万体象素，而Perspecta则能显示将近10亿个体象素。
为实现如此高的显示精度，Perspecta采用了名为空间光处理(Digital Light Processing)的技术，其核心是三块基于微机电系统(MEMS)的DLP光学芯片，每块芯片上均布设了由百万个以上数字化微镜像器件(Digital Micro-Mirror)组成的高速发光阵列，这三块DLP芯片分别负责R/G/B三色图像，并被合成为一副图像，由经底座中的固定光学系统以及随马达同步旋转的光中继镜片的反射，最终被投影至屏幕上面。
值得一提的是，Perspecta在PC上几乎是即插即用的，它能够与3DS Max、OpenGL很好地兼容。
尽管几近完美的3D显示能力和简单的结构令Perspecta的制造成本大为减少，成为目前最有可能率先进入电子消费市场的体显示设备，但是，它和其他所有的扫描体显示技术一样存在着致命的弱点—“亮度”和“旋转”。
全向开放外加投影的显示结构流明值较低，容易受到背景光影响；而高速的旋转则使得Perspecta 对安置平台的平稳程度要求较高，其摆放的桌面不能随意晃动，否则将导致体象素显示模糊，甚至完全无法成像，因此它不能使用在宇航器、航空器及其航海船只等场合。
为解决这一问题，聪明的人们又提出了固态体显示技术。
早期的固态体显示技术，如solidFELIX，主要采用一整块立方体水晶作为显示介质，在水晶中掺杂了稀土元素，当两束相干红外线激光在水晶内部的某空间点处相交时，它们将激发该点发光，目前这套系统仍处于实验室阶段。
而DepthCube系统则代表了目前固态体显示技术的最高成就，它采用了一种很特别的方式：层叠液晶屏幕方式来实现三维体显示，它的外形就像一台80年代的电视机一样，其结构如上图所示，DepthCube的显示介质由20个液晶屏层叠而成，每一个屏的分辨率为1024×748，屏与屏之间间隔约为5mm；这些特制屏体的液晶象素具有特殊的电控光学属性，当对其加电压时，该象素的液晶体将像百叶窗的叶面一样变得平行于光束传播方式，从而令照射该点的光束透明地穿过，而当对其电压为0时，该液晶象素将变成不透明的，从而对照射光束进行漫反射，形成一个存在于液晶屏层叠体中的voxel。
在任一时刻，有19个液晶屏是透明的，只有1个屏是不透明的，呈白色的漫反射状态；DepthCube将在这20个屏上快速的切换显示3D物体截面从而产生纵深感，它还采用了一种名为“三维深度反锯齿”(3D Depth Anti-Aliasing)的显示技术来扩大这20个屏所能表现的纵深感，令1024×748×20的物理体空间分辨率实现高达1024×748×608的显示分辨率；和Perspecta一样，DepthCube也采用了DLP成像技术；由于DepthCube的观察角度比较单一，主要是在显示器的正面，因此并不需要像Perspecta一样高的帧频，其每秒钟仅需显示1200个截面即可产生足够的体显示效果。
最后要说的是，所有的体显示技术均只能产生半透明的3D透视图，而无法显示不透明的三维物体，这是因为一束光线并不能遮挡住另一束光线的传播，因而也就没有必要采用二维3D显示技术中复杂的不可见面消隐机制对3D图形进行额外的z深度处理。
此外，目前在国内，浙大的光学仪器国家重点实验室也正在积极开展体显示技术的相关研究工作，并已经取得了可喜的进展。
基于立体显示器的立体视觉实现20世纪60年代Julesz对人的立体视觉的生理机制研究发现，山双目视差（binocular disparity）产生立体视觉。
麻省理工学院的R．Robert把过去的二维图像分析推广到二维景物分析，完成了三维景物分析研究，这标志着立体视觉技术的诞生[1]。
现在，立体视觉也成为计算机科学的一个重要分支，其在医学领域的应用也得到极大发展，已经显示出了极大的应用前景[2，3]1 人眼立体视觉原理与人工立体视觉由眼的神经机制研究可得出立体视觉的形成过程主要包括两个阶段[4]：第一阶段是抽取双眼物像中的某种基元，然后进行基元匹配并检测出视差信息；第二阶段是从获得的视差信息中感知深度信息。
被观察的外界目标由于双眼位置差异双眼视网膜上形成的物像也略有差异，经过立体成像的两阶段山大脑皮层对视差图像融合产生立体视觉。
根据人的立体视觉原理，实现人工立体视觉必须具备以下3个条件[5]：首先所观察的两幅影像必须有一定的左右视差；其次左右两眼必须分别观察左右各一幅图像，即实现左右分像；最后是两幅影像所放置的位置必须使响应视线成对相交。
根据投影面、人眼以及观察对象之间的相对位置，可有零视差、负视差、正视差和发散视差之分[6，7]。
2 立休视觉的传统实现方法总体来讲，立体成像的方法有两类，一是激光全息照相，二是根据双目视差立体视觉原理实现立体成像。
前者利用激光相干特性原理，经过适当处理得到的全息图不同于传统二维图像，而是原物体准确的再现[8]。
运用该技术必须借助激光装置上才能再现原物体的影像，目前还不便于推广普及。
目前应用较广的立体成像，本质上就是把具有一定视差的两幅图像分别投影到双眼视网膜，最后根据双目立体视差实现立体视觉，这就是根据双目视差的立体视觉原理实现立体成像[5，6，9]。
分光法、补色法和场分割法是目前常用的立体成像技术。
2．1 分光法即把视差两幅图像显示在计算机屏幕上的不同位置或两个屏幕上，借助光学设备使左右眼分别只看到对应的图像，实现立体视觉成像，典型的应用是棱镜分光和立体头盔式显示器（HMD）。
棱镜由于其采用光学分光而不便于控制立体视差范围；立体头盔式显示器由计算机输出的两幅视差图像分别显示在两块独立的液晶显示屏上，实现立体视觉，其优点是能方便控制视差图像、便携和便宜等优点，但由于与眼睛距离太近且容易沾上水蒸气而影响观察，且目前其的分辨率很低。
2．2 补色法所谓补色法，就是将视差图像用红绿等两种补色同时显示出来并用相应的补色观察，其原理与多倍仪立体观察一样。
该方法简便易行，除补色眼镜外无须其他硬件设备，但它影响彩色图像的立体观察。
2．3 场分割法场（幅）分隔法，也称时分制法。
该方法是指将视差图像按场（幅）序交替显小，用场同步信号分别把视差图像投影到双眼视网膜。
根据其显示模式可以分为交错显小（Interlacing）、画面交换（Page一Flipping）、线遮蔽（Line -Blanking），画面同步倍频（Sync一Doubling）。
目前由于传输带宽与分辨率之间的矛盾，该方法在改善画质和消除闪烁等方面也还有待改进的地方。
当前常用的3D立体眼镜正是基于这一技术。
3 基于立体显示器的立体视觉实现基于场分割法的立体成像技术到目前为止是一种技术原理上最成熟、应用也最广泛的立体成像方法。
已有采用这一技术研制的立体显示器，用户只需利用微软公司软件DX接口编程实现将已有的三维模型转换成后缀名为．x文件实现立体视觉显示[10]。
本研究要实现的是在基于SHARP公司的立体显示器程序实现三维模型的显示。
3．1 基于立体显示器的立体视觉硬件实现技术立体显示器由液晶显示层（liquid crystal display）和位于其后的照明板（illumination plate）两层构成，照明板上的双凸镜能形成均匀、明亮的垂直细条纹（light lines），液晶显示层上像素（pixs）实现分光（见图1）。
液晶显示器以每秒60帧的频率分别在奇、偶列像素上交替显示左、右眼图像，由于采用了精确的分光措施，左/右眼只能分别看到奇/偶数列像素上的图像。