裸眼3D综述论文

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题目(中)裸眼3D的发展现状及前瞻构想

姓名、学号 XX 专业与年级XX 指导教师 XXX

所在学院 XXX 二〇一一年十二月

摘要

本文主要介绍了裸眼3D的基本原理，发展现状和自己对未来裸眼3D发展的一些技术上的构想，并提出了一种平面视频转化为立体视频的半自动方案。通过对关键帧进行少量人机交互操作，进行前景物体的分割和深度赋值，然后通过自动在非关键帧中跟踪前景物体的运动，得到非关键帧的深度图；再将平面视频的帧图像作为参考图，利用深度图的深度信息，对元图像进行渲染，得到其它视角的图像；接着对多视角图像进行合成，得到立体视频帧。

关键词：裸眼3D；关键帧；非关键帧；深度图

目录

摘要................................................................................................................................................. - 2 - 目录................................................................................................................................................. - 3 - 第一章引言. (4)

第二章裸眼3D的原理与技术应用 (6)

2.1 裸眼3D的原理 (6)

2.1.1 视差障壁技术 (6)

2.1.2柱状透镜技术 (8)

2.2 裸眼3D技术应用 (8)

2.2.1 WOWvx技术 (9)

2.2.2 MLD技术 (9)

第三章裸眼3D的算法分析 (10)

3.1 研究内容的引出 (10)

3.2 现有的研究方向 (11)

3.2.1 帧移位法（Frame Delay） (11)

3.2.2 运动估计结构（SFM） (12)

3.3 平面视频向立体视频转换的设计方案 (13)

3.3.1 关键帧的处理 (14)

3.3.2 非关键帧的处理 (16)

3.3.3 基于深度图的图像渲染及立体视频合成 (18)

3.4 结论 (19)

参考文献 (20)

第一章引言

本文主要介绍了裸眼3D的基本原理，发展现状和自己对未来裸眼3D发展的一些技术上的构想。

3D是three-dimensional的缩写，就是三维图形。在计算机里显示3D图形，就是说在平面里显示立体图形。不像现实世界里，真实的三维空间，有真实的距离空间。计算机里只是看起来很像真实世界，因此在计算机显示的3D图形，就是让人眼看上就像真的一样。人眼有一个特性就是近大远小，就会形成立体感。

计算机屏幕是平面二维的，我们之所以能欣赏到真如实物般的三维图像，是因为显示在计算机屏幕上时色彩灰度的不同而使人眼产生视觉上的错觉，而将二维的计算机屏幕感知为三维图像。基于色彩学的有关知识，三维物体边缘的凸出部分一般显高亮度色，而凹下去的部分由于受光线的遮挡而显暗色。这一认识被广泛应用于网页或其他应用中对按钮、3D线条的绘制。比如要绘制的3D文字，即在原始位置显示高亮度颜色，而在左下或右上等位置用低亮度颜色勾勒出其轮廓，这样在视觉上便会产生3D文字的效果。具体实现时，可用完全一样的字体在不同的位置分别绘制两个不同颜色的2D文字，只要使两个文字的坐标合适，就完全可以在视觉上产生出不同效果的3D文字。

如今主流的3D立体显示技术，仍然不能使我们摆脱特制眼镜的束缚，这使得其应用范围以及使用舒适度都打了折扣。而且不少3D技术会让长时间的体验者有恶心眩晕等感觉。于是，3D立体显示能够持续发展的动力，就落到了裸眼3D显示技术这一前沿科技身上。

目前的裸眼3D技术主要有两种：视差屏障技术和柱状透镜技术。

由于裸眼3D显示技术具有良好的应用前景，参与研究的厂商也在逐步增加。仅在目前，国内外已经有不少厂商实现了裸眼3D显示产品的商业化应用。工业界较为成功的产品主要集中在显示器领域。

早在2006年，飞利浦就开始推广3D显示器，其在CES 2006上展出的42英寸裸眼3D显示器样机模型曾荣膺大会金奖。至今为止，飞利浦推出过22英寸、42英寸和56英寸的多款WOWvx 3D显示器(图3)，其采用的WOWvx技术到目前为止仍然是领先的裸眼3D显示技术[1]；2009年4月，美国PureDepth公

司宣布研发出改进后的裸眼3D技术——MLD，这种技术能够通过一定间隔重叠的两块液晶面板，实现在不使用专用眼镜的情况下，观看文字及图画时所呈现3D影像的效果；国内厂商欧亚宝龙就曾接连推出过在当时全球最大的61英寸以及103英寸的Bolod裸眼3D显示器，并且这些产品都已经正式推向市场(图5)，在国内的部分高校、电视台以及大型科技企业均有应用。

3D显示器仅是裸眼3D显示技术应用的一个方面，在数码相框领域同样得到了很好的应用：富士公司就在不久前发布了自己的裸眼3D数码相框FinePix REAL 3DV1，其尺寸为8英寸，另外它还支持“视差调整”的调节，用户可以手动调整不同的3D立体程度和显示效果；在国内市场中，目前在售的就有掌网公司推出的3Dinlife裸眼3D数码相框，它是通过软件计算后利用偏光原理，把拍摄的图片或视频分别折射到人的双眼，使双眼在同一时间看到不同的图像从而感知到3D立体画面。

更为超前的是英国的电视台已经将裸眼3D频道纳入了议事日程：英国BSkyB电视台就透露他们有可能在明年开通一个全新的3D电视频道，为用户提供完全不一样的3D观看体验。

裸眼3D产品虽然层出不穷，但是在分辨率、可视角度和可视距离方面仍然存在不足：由于技术的原理所限，目前裸眼3D显示产品的分辨率普遍不太高，显示效果要进行提升比较困难，这对于习惯了高清节目的观众来说就比较难以忍受；可视角度也是一个急待解决的问题，目前的产品，人们在观看屏幕时，必须位于一定的范围内才能观看到立体画面，若观看角度太大，3D效果就会显得不那么明显；另外可视距离也是一个不容忽视的问题，如果观看者距离屏幕位置太远同样会使3D效果大打折扣，而离屏幕距离太近的话，人又容易出现明显的头晕现象。

针对以上问题，本文根据阅读的文献和视频知识，提出了一些构想，希望可以对未来裸眼3D的发展有所裨益。