三种3D立体成像显示技术

三种3D立体成像显示技术

3D显示（或称立体成像）技术有几百年的历史。从原理上大致可分为三大类：立体图像对技术(Stereo Pair)、体显示技术(Volumetric Displays)、全息技术(Holography)。

立体图像对是目前发展最成熟也是应用最广泛的3D显示技术，戴立体眼镜看3D电影和裸眼就能看到立体效果的显示屏都是基于这种技术实现的。它的基本原理是，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。如果观察者无需佩戴立体眼镜即可看到立体效果，则称为“裸眼立体显示”。

虽然立体图像对技术能够提供立体感，但它本质上只是空间中两张或多张平面图像，通过“欺骗”人眼视觉系统而立体成像。这类技术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。而体显示技术与之不同，它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。

根据是否有机械结构，体显示可分为两种实现方式，扫描体显示(Swept Volume)和静态体显示(Static Volume)。扫描体显示技术利用高速旋转的平面反射光线，并通过视觉记忆而立体成像。一个成功的产品是Actuality系统公司的Perspecta 3D显示器。而静态体显示的典型产品是Felix3D公司的SolidFelix，它以含有稀土元素的晶体作为显示介质，使用两束相干激光照射晶体内部空间点发光。另一个静态体显示技术的产品是DepthCube 系统，它使用20块液晶屏层叠而成，任何时刻只有一块屏工作，其他都是透明的，而图像也只投射到工作的显示屏上。DepthCube在这20块屏上快速切换显示3D物体截面从而产生纵深感。

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。全息照片记录了物体拍摄时的干涉条纹，重现时用相干光源照射全息照片，根据光的衍射而立

体成像。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。

参考资料：/news/201204/25/69.html