裸视3D显示技术概述

3D立体显示技术综述

3D立体显示技术综述 Tuesday, May 24, 2011 09:44 引言理想的视觉显示与日常经历中的场景对比，在质量、清晰度和范围方面应该是无法区分的，但是当前的技术还不支持这种高真实度的视觉显示。随着2009年底卡梅隆导演的《阿凡达》热映，三维立体(3D Stereo)显示技术成为目前火热的技术之一，通过左右眼信号分离，在显示平台上能够实现的立体图像显示。立体显示是VR虚拟现实的一个实现沉浸交互的方式之一，3D(3 dimensional)立体显示可以把图像的纵深，层次，位置全部展现，观察者更直观的了解图像的现实分布状况，从而更全面了解图像或显示内容的信息。电影《阿凡达》热映的后时代，全民步入了3D立体的时代，随着技术的发展和对3D技术关注度的剧增，3D显示技术的普及化应用已进入紧锣密鼓的实用阶段。本文旨在介绍目前各种系统或设备对三维立体实现方式，推广三维立体的认知度。 1、3D立体显示原理 3D立体显示的基本原理如图表1所示。图中表示两眼光轴平行的情况，相当于两眼注视远处。内瞳距（IPD）是两眼瞳孔之间的距离。两眼空间位置的不同，是产生立体视觉的原因。F是距离人眼较近的物体B上的一个固定点。右面的两眼的视图说明，F点在视图中的位置不同，这种不同就是立体视差。人眼也可以利用这种视差，判断物体的远近，产生深度感。这就是人类的立体视觉，由此获得环境的三维信息。人眼的另一种工作方式是注视近处的固定点F。这时两眼的光轴都通过点F。两个光轴的交角就是图中的会聚角。因为两眼的光轴都通过点F，所以F点在两个视图中都在中心点。这时，与F相比距离人眼更远或更近的其他点，会存在视差。人眼也可以利用这种视差，判断物体的远近，产生深度感。

国内外的立体显示技术研究情况概述

国内外的立体显示技术研究情况概述立体摄影技术是立体成像技术的先导，本世纪二、三十年代，人们进行了一系列机械快门、红绿分色、偏振光式等立体照相技术的实验。在此基础上，英国首先进行了机械快门式立体电视的实验，标志着立体显示研究的开端，近半个世纪以来，国外相继有人提出并研制了分路式立体电视系统、分色式立体电视系统、偏振光式立体电视系统、普氏摆效应立体电视系统、时分式立体电视系统等立体电视方案。其中分路式立体电视系统是最早研制出的一种立体电视系统，分路式系统由同一同步发生器控制的两路普通二维电视系统和一个光学装置组成。在系统的发送端，视差图像的产生是由相隔一定距离的两台普通摄像机同时对同一景物并列摄像来实现。左摄像机模拟人的左眼，右摄像机模拟右眼，两台摄像机的相隔距离模拟人眼的瞳孔距。这样，左摄像机靶面上的像相当于观看景物时左眼视网膜上的像；右摄像机靶面上的像相当于右眼视网膜像。从而，从左、右摄像机获得了具有视差的左图像和右图像。摄像机输出的具有视差的左、右图像信号经两路传输通道分别送至接收端的两台电视机进行显示。两台电视机各自显示的左、右路图像经过一个光学装置分别送至左、右眼，实现了视差图像的分离。观看者利用一个光学装置观看显示的图像，大脑根据左、右眼看到的视差图像融合成立体视觉像。由于在这个系统中，左、右图像的摄取、传输、显示都是各占一路，因此需要两套电视信号发射、传输

与接收系统占用两个电视频道，无法与现行广播电视系统兼容而且体积较大，只能供一人观看分路式立体电视系统原理图分色式立体电视系统的组成如图所示。这是一种只能传输黑白图像的立体电视系统。发送端视差图像的产生与分路式相似，也是用两台左、右相隔一定距离的普通摄像机并列摄像，不同的是分色式系统只能用两台黑白摄像机而不能用彩色摄像机。左、右摄像机摄取的左、右视差图像信号经两路信道传输后，分别送至接收端的两个黑白显像管，各自显示出左、右图像。为了实现两眼对视差图像的分离，使观看者左眼仅看见左图像、右眼仅看见右图像，必须先对显像管显示的左、右图像进行处理，人为地赋于左、右图像不同的特征，然后，人的左、右眼利用这些特征将左、右图像分离。在分色式系统中，是对显像管显示的左、右黑白图像进行分色处理，即使左、右黑白图像通过不同颜色的滤色片，成为彩色不同的左、右图像。彩色不同，即是光谱不同。因此，使左、右图像具有颜色不同的特征，就是使其在光谱上分开。如图及所示，在显示左图像的黑白显像管屏幕前放置红滤色片，显示右图像的显像管屏幕前放置绿滤色片。这样，通过红滤色片的左图像呈现为波长较长的

裸眼3D交互技术概述

裸眼交互技术概述、裸眼虚拟交互技术简介裸眼交互技术，是以虚拟现实交互技术为基础，融入了全新的裸眼显示技术，让观看者能够无须穿戴任何辅助设备，就能够直接在显示设备上观看到真实效果。更重要的是，借助虚拟现实交互的强大交互体验，观看者能够通过鼠标键盘、手势和语音等交互方式和虚拟场景进行互动。裸眼显示可以说从技术层面全面革新了以往广告传媒、新闻等领域的展现实物的表现方式，这种极具感染力的表现方式将会成为日后发展的主流趋势。、裸眼虚拟交互技术背景 >虚拟现实技术（简称）又称灵境技术。是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。他综合利用了计算机图形学、仿真技术学、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其他客观限制，感受到真实世界中无法亲身经历的体验。 >立体显示技术在虚拟现实系统中本来就是纯三维场景，传统的是二维显示，在本软件平台已经实现了一键切换红绿立体现实功能，带上红绿眼镜，整个场景就变成了立体感十足的立体效果，就像看立体电影的效果； >交互技术虚拟现实技术中的人机交互目前处在了键盘和鼠标的模式，不久将来，利用数字头盔、数字手套等复杂的传感器设备，三维交互技术与语音识别、语音输入技术成为重要的人机交互手段；、裸眼虚拟交互技术优势 >强烈的视觉冲击力，沉浸式的体验发挥到极致。

基于双眼视觉的立体显示技术概述

基于双眼视觉的立体显示技术概述摘要：战场环境是一切军事行动的空间基础，战场环境仿真是目前军事作战模拟领域研究的热点。本文讨论了用于实现战场环境感知仿真的基于双眼视觉的立体显示技术。运用虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR;又译作灵境、幻真）实现战场环境仿真，其目的就是构成多维的、可感知的、可度量的、逼真的虚拟战场环境，借此提高参训人员对战场环境的认知效率。对于大多数应用而言，营造立体视觉效果是实现“沉浸”的关键，即根据人类的双目立体视觉原理，借助于一定的设备，使观察者在生理水平上对被观察的场景产生强烈的立体感。由于在虚拟现实系统中，场景是由计算机生成的（非实地拍摄），为了达到立体效果，就需要对图像的生成、显示与观察各环节进行适人化的处理，因此该技术也被成为“人造立体视觉技术”。一立体视觉基本原理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。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。那么为了完美显示每一种物体，显示电风扇时就得用电风扇形的显示器，显示飞机又要用飞机形状的显示器，如果要显示宇宙该用什么形状的显示器呢？显

然，这样就走入了一条死胡同，因此必须找到其它的方法。设法分别向两眼输送两个拍摄角度略有不同的画面，给左眼的画面只让左眼看到，给右眼的只让右眼看到，那么如同前面提到的立体眼镜，调节两幅画面之间的细微差距就相当于调节视差角。既然可以人为的控制视差角，我们就可以在显示圆柱体时调节视差角产生圆柱体的立体感，显示电风扇、飞机时产生电风扇和飞机的立体感，显示宇宙时产生宇宙中每个星球的立体感等等。按照这个方法不就可以实现完美的立体显示了吗？事实上，当今主流的4种立体显示技术都是基于这个原理的。实现基于双眼视觉的立体显示需要经过两大步骤，首先，要准备好两套分别供左眼和右眼观看的画面。目前，这种画面的来源有三种途径：一、双机拍摄。拍摄电影或图片时将两台照像机或摄像机并排放置，两机间的角度和距离都模拟人的双眼。二、从3D场景中提取。由于3D场景本来就被设计用来可供任何角度观看，所以从中提取两套画面自然不难，提取的两套画面相互间的角度要模拟人的双眼。三、用软件智能模拟。这是利用计算机根据原始画面重新生成两套画面，可用于将现有的普通视频和图片转换为立体显示的片源，但效果略差。片源准备好以后，第二个步骤就是将它们输送给双眼，并且要点是给左眼观看的画面只能让左眼看到。在输送时其实并不需要刻意的调节两套画面的差距，只要能将上述途径获得的片源按要求输送给双眼，那么人眼就会自动产生与画面对应的立体感了。为了实现这一步，各种立体显示技术采用了不同的方式，4种

裸眼3D成像的原理

不用戴眼镜就能看到立体图像的技术被称为“裸眼立体显示技术”，裸眼3D电视就属于这一类。裸眼立体显示可以通过在普通平面显示器前放置狭缝光栅或柱镜光栅实现。图1以双视图为例示意性说明了其原理。显示器的像素沿水平方向被分为两组，比如一组为奇数列的像素，另一组为偶数列的像素。这两组像素被分别用来显示左右视图，或者说，左右视图以列交错的方式显示在屏幕上。图a在显示器平面前放置狭缝光栅，狭缝方向竖直并与像素分组配合。狭缝光栅类似于生活中的栅栏，光只能从狭缝中通过。观察者前后调整与显示器的距离，在某个特定距离下，透过狭缝每只眼睛刚好能看到属于其中一个视图的那组像素，而不能看到属于另一个视图的像素。这种效果也可由柱镜光栅实现（如图b所示），柱镜光栅由细长的半圆柱形透镜排列而成，其焦点落在显示屏表面，柱镜将像素发出的光平行投射出去。柱镜位置要与像素位置严格配准，使不同视图像素发出的光到达不同的眼睛。狭缝光栅制作成本较低，但狭缝光栅法挡住了一部分光，图像看上去较暗。柱镜光栅加工精度要求高，而且由于显示平面发热还要考虑柱镜材料的热胀冷缩系数，这个问题在制作大尺寸显示器时尤为突出。这两种光栅实现方法一般适用于液晶显示器或等离子显示器，而不适用于旧式的CRT显示器，因为CRT显示器的像素显示位置会有漂移从而影响立体成像。光栅也可以用于纸质印刷品上，这就是我们见到的立体相册和立体画。虽然光栅法能实现裸眼立体显示，但不能保证在任意位置都能看到立体效果，它有一个最优观看距离。从附图可以看出，在最优距离下左右移动头部有50%的机会看到的是左右颠倒的图像，而不能立体成像。如果不在这个最优观看距离上，则会进一步减少看到立体效果的机会。增加视图的个数可以改善这种情况。现在产品化的裸眼立体显示器多采用8个视图，此时在最优距离下也有1/8的可能性看不到正确的立体匹配。然而，增加视图数量却是以牺牲清晰度为代价。不同视图的像素按特定交错方式显示在屏幕上，视图总数越多，属于每个视图的像素数就越少，立体成像的分辨率也就越低。除光栅法外，还有很多其他方法实现裸眼立体显示，如前面提到的帧切换方法和多投影仪方法。帧序列方法用单一的显示设备高速切换显示多视图，每个视图在时间上是断续的，

三维动画的文献综述-参考

一、前言部分动画及三维动画技术简介动画是一门通过在连续多格的胶片上拍摄一系列单个画面,从而产生动态视觉的技术和艺术,这种视觉是通过将胶片以一定的数率放映体现出来的.实验证明:动画和电影的画面刷新率为24帧/s,即每秒放映24幅画面,则人眼看到的是连续的画面效果[12]。计算机动画是指采用图形与图像的处理技术,借助于编程或动画制作软件生成一系列的景物画面,其中当前帧是前一帧的部分修改。计算机动画是采用连续播放静止图像的方法产生物体运动的效果。计算机动画的关键技术体现在计算机动画制作软件及硬件上。计算机动画是计算机图形学和艺术相结合的产物，它是伴随着计算机硬件和图形算法高速发展起来的一门高新技术，它综合利用计算机科学、艺术、数学、物理学和其它相关学科的知识在计算机上生成绚丽多彩的连续的虚拟真实画面，给人们提供了一个充分展示个人想象力和艺术才能的新天地[12]。其中三维动画特技可以说是电脑动画技术中的一大难题，因为这需要非常强大的软件和运算能力极强的硬件平台。当然，它所带来的视觉效果也是无可比拟的。当《侏罗纪公园》、《第五元素》、《泰坦尼克号》这些影片中逼真的恐龙、亦真亦幻的未来城市和巨大的“泰坦尼克号”让人沉浸在现代电影所营造的“真实”世界里时，你可知道创造了这些令人难以置信的视觉效果的幕后英雄是众多的三维动画制作软件和视频特技制作软件[3]。好莱坞的电脑特技师们正是借助这些非凡的软件，把他们的想像发挥到极限，也带给了我们无比的视觉享受。三维动画特技制作包含了数字模型构建、动画生成、场景合成三大环节，而三维扫描、表演动画、虚拟演播室等新技术，恰恰给这三大环节都带来了全新的技术突破。综合运用这些新技术，可望获得魔幻般的特技效果，彻底改变动画制作的面貌。可以想像，先用三维扫描技术对一个80岁的白发老太太进行扫描，形成一个数字化人物模型，然后将乔丹的动作捕捉下来，用以驱动老人模型的运动，观众将会看到80岁老妪空中扣篮的场面。甚至还可以用演员的表演驱动动物的模型，拍摄真正的动物王国故事。利用表演动画技术还可以实现网上或电视中的虚拟主持人[3]。三维动画技术比较用于计算机三维动画制作的软件和工具目前很多，不同的动画效果，取决于不同的计算机动画软、硬件的功能以及各动画编程语言工具的特点。虽然制作的复杂程度不同，但动画的基本原理是一致的。其中Java 3D是Java语言在三维图形领域的扩展，是一组应用编程接口（API）。利用Java 3D提供的API，可以编写出基于网页的三维动画、各种计算机辅助教学软件和三维游戏等等。利用Java 3D编写的程序，只需要编程人员调用这些API进行编程，而客户端只需要使用标准的Java虚拟机就可以浏览，因此具有不需要安装插件的优点。[1]它的这种体系结构既可以使其开发的程序“到处运行”，又使其能充分利用系统的三维特性。就因为JAVA 3D拥有如此的强大的三维能力，使得它在网络世界，特别是在游戏中能大展姿彩[1]。与JAVA3D一样OPENGL也具有跨平台特性，许多人利用OPENGL编写三维应用程序，不过对于一个非计算机专业的人员来说，利用OPENGL编写出复杂的三维应用程序是比较困难的，且不说C/C++语言和java的掌握需要花费大量时间精力，当我们需要处理复杂问题的时候，我们不得不自己完成大量非常繁琐的工作。[7]当然，对于编程高手来说，OPENGL是他们发挥才能的非常好的工具。另外，以此开发出的图形要在

光学三维测量技术综述精选文档

光学三维测量技术综述精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-

光学三维测量技术综述 1．引言客观景物三维信息的获取是计算机辅助设计、三维重建以及三维成像技术中的基础环节，被测物体的三维信息的快速、准确的获得在虚拟现实、逆向工程、生物与医学工程等领域有着广泛的应用[1]。三维测量方法总的包括两大类，接触式以及非接触式。如图所示。图三维测量方法分类接触式的三维测量方法到目前为止已经发展了很长一段时间，这方面的技术理论已经非常完善和成熟，所以，在实际的测量中会有比较高的准确性。但是尽管如此，依然会有一些缺点[2]： (1) 在测量过程中，接触式测量必须要接触被测物体，这就很容易造成被测物体表面的划伤。 (2) 接触式测量设备在经过长时间的使用之后，测量头有时会出现形变现象，这无疑会对整个测量结果造成影响。 (3) 接触式测量要依靠测量头遍历被测物体上所有的点，可见，其测量效率还是相当低的。接触式三维测量技术发展已久，应用最广泛的莫过于三坐标测量机。该方法基于精密机械，并结合了当前一些比较先进技术，如光学、计算机等。并且该方法现在已经得到了广泛的应用，特别是在一些复杂物体的轮廓、尺寸等信息的精确测量上。在测量过程中，三坐标测量机的测量头在世界坐标系的三个坐标轴上都可以移动，而且测量头可以到达被测物体上的任意一个位置上，只要测量头能到达该位置，测量机就可以得到该位置的坐标，而且可以达到微米级的测量精度。但由于三坐标机测量系统成本较高，加之上述的一些缺点，广泛应用还不太现实。

非接触式三维测量技术一般通过利用磁学、光学、声学等学科中的物理量测量物体表面点坐标位置。核磁共振法、工业计算机断层扫描法、超声波数字化法等非光学的非接触式三维测量方法也都可以测量物体的内部及外部结构的表面信息，且不需要破坏被测物体，但是这种测量方法的精度不高。而光学三维轮廓测量由于其非接触性、高精度与高分辨率,在CAD /CAE、反求工程、在线检测与质量保证、多媒体技术、医疗诊断、机器视觉等领域得到日益广泛的应用,被公认是最有前途的三维轮廓测量方法[3]。由于光不能深入物体内部，所以光学三维测量只能测量物体表面轮廓，因此，本文中所言光学三维测量即指光学三维轮廓测量，此后不再单独解释。光学三维测量技术总体而言可以分为主动式光学三维测量和被动式光学三维测量，根据具体的原理又可以分为双目立体视觉测量法、离焦测量法、飞行时间法、激光三角法、莫尔轮廓术和结构光编码法等。下面就刚刚提到的几种光学三维测量技术的原理进行逐一讲解。 2.测量原理被动式光学三维测量双目立体视觉测量法双目成像采用视觉原理来获得同一场景的2幅不同图像。通过对物体上同一点在2幅图像上的2个像点的匹配和检测,可以得到该点的坐标信息。测量原理如图所示。设摄像机基线长为B,视差定义为D= P1- P2,其中P1、P2为空间点W(X,Y,Z)在2像面上的投影点,则由几何关系可得Z=Bf/ D。计算出物点的深度坐标后,其它2个坐标可以通过简单的几何透视关系得出。双目视觉成像原理简单,但由于需要在两幅图像中寻找对定点的匹配,实际计算过程较为复杂。图双目立体视觉法三维测量原理图

#三维动画的文献综述-参考

动画及三维动画技术简介动画是一门通过在连续多格的胶片上拍摄一系列单个画面,从而产生动态视觉的技术和艺术,这种视觉是通过将胶片以一定的数率放映体现出来的.实验证明:动画和电影的画面刷新率为24帧/s,即每秒放映24幅画面,则人眼看到的是连续的画面效果[12]。计算机动画是指采用图形与图像的处理技术,借助于编程或动画制作软件生成一系列的景物画面,其中当前帧是前一帧的部分修改。计算机动画是采用连续播放静止图像的方法产生物体运动的效果。计算机动画的关键技术体现在计算机动画制作软件及硬件上。计算机动画是计算机图形学和艺术相结合的产物，它是伴随着计算机硬件和图形算法高速发展起来的一门高新技术，它综合利用计算机科学、艺术、数学、物理学和其它相关学科的知识在计算机上生成绚丽多彩的连续的虚拟真实画面，给人们提供了一个充分展示个人想象力和艺术才能的新天地[12]。其中三维动画特技可以说是电脑动画技术中的一大难题，因为这需要非常强大的软件和运算能力极强的硬件平台。当然，它所带来的视觉效果也是无可比拟的。当《侏罗纪公园》、《第五元素》、《泰坦尼克号》这些影片中逼真的恐龙、亦真亦幻的未来城市和巨大的“泰坦尼克号”让人沉浸在现代电影所营造的“真实”世界里时，你可知道创造了这些令人难以置信的视觉效果的幕后英雄是众多的三维动画制作软件和视频特技制作软件[3]。好莱坞的电脑特技师们正是借助这些非凡的软件，把他们的想像发挥到极限，也带给了我们无比的视觉享受。三维动画特技制作包含了数字模型构建、动画生成、场景合成三大环节，而三维扫描、表演动画、虚拟演播室等新技术，恰恰给这三大环节都带来了全新的技术突破。综合运用这些新技术，可望获得魔幻般的特技效果，彻底改变动画制作的面貌。可以想像，先用三维扫描技术对一个80岁的白发老太太进行扫描，形成一个数字化人物模型，然后将乔丹的动作捕捉下来，用以驱动老人模型的运动，观众将会看到80岁老妪空中扣篮的场面。甚至还可以用演员的表演驱动动物的模型，拍摄真正的动物王国故事。利用表演动画技术还可以实现网上或电视中的虚拟主持人[3]。三维动画技术比较用于计算机三维动画制作的软件和工具目前很多，不同的动画效果，取决于不同的计算机动画软、硬件的功能以及各动画编程语言工具的特点。虽然制作的复杂程度不同，但动画的基本原理是一致的。其中Java 3D是Java语言在三维图形领域的扩展，是一组应用编程接口（API）。利用Java 3D提供的API，可以编写出基于网页的三维动画、各种计算机辅助教学软件和三维游戏等等。利用Java 3D编写的程序，只需要编程人员调用这些API进行编程，而客户端只需要使用标准的Java虚拟机就可以浏览，因此具有不需要安装插件的优点。[1]它的这种体系结构既可以使其开发的程序“到处运行”，又使其能充分利用系统的三维特性。就因为JAVA 3D拥有如此的强大的三维能力，使得它在网络世界，特别是在游戏中能大展姿彩[1]。与JAVA3D一样OPENGL也具有跨平台特性，许多人利用OPENGL编写三维应用程序，不过对于一个非计算机专业的人员来说，利用OPENGL编写出复杂的三维应用程序是比较困难的，且不说C/C++语言和java的掌握需要花费大量时间精力，当我们需要处理复杂问题的时候，我们不得不自己完成大量非常繁琐的工作。[7]当然，对于编程高手来说，OPENGL是他们发挥才能的非常好的工具。另外，以此开发出的图形要在网络上展示，必须先生成图像，然后将图形一帧一帧地传输过去，效果不佳，是一个瓶颈[7]。另有VRML2.0技术(VRML97)自1997年12月正式成为国际标准之后，在网络上得到了广泛的应用，编写VRML程序非常简单（VRML语言可以说比BASIC、JAVASCRIPT

三维重建与可视化技术的进展

医学图像的三维重建与可视化技术的进展随着20世纪七十年代计算机断层技术（Computerized Tomography, CT）、核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）等医学影像技术的应用，可以得到病人病变部位的一组二维断层图像，通过这些二维断层图像医生可以对病变部位进行分析，从而使得医学诊断和治疗技术取得了很大的发展。但是，这些医疗仪器只能提供人体内部的二维图像，二维断层图像只是表达某一界面的解剖信息，医生们只能凭经验由多幅二维图像去估计病灶的大小及形状，“构思”病灶与其周围组织的三维几何关系，这就给治疗带来了困难。在放射治疗应用中，仅由二维断层图像上某些解剖部位进行简单的坐标叠加，也不能给出准确的三维影像，造成病变定位的失真和畸变。三维重建与可视化技术利用一系列的二维图像重建为具有直观、立体效果三维图像模型，并进行定性、定量分析。该技术不仅给医生提供了具有真实感的三维图形，并让医生从任意角度观察图像，还可以从二维图像中获取三维结构信息，提供很多用传统手段无法获得的解剖结构信息，帮助医生对病变体和周围组织进行分析，极大地提高医疗诊断的准确性和科学性，从而提高医疗诊断水平。同时，三维重建与可视化技术还在矫形手术、放射治疗、手术规划与模拟、解剖教育和医学研究中发挥着重要作用。本文首先介绍了医学图像三维重建的几种经典方法，以对该技术有个总体性的大致的了解；然后结合相关文献，深入研究了一个改进的MC（Marching Cubes）算法以及基于寰椎的X线图像的三维形态重建。一、医学图像的三维重建的几种常见方法目前，医学图像三维重建的方法主要有两大类：一类是通过几何单元拼接拟合物体表面来描述物体的三维结构，称为基于表面的面绘制方法；另一类是直接将体素投影到显示平面的方法，称为基于体数据的体绘制方法，又称直接体绘制方法。其中面绘制方法是基于二维图像边缘或轮廓线提取，并借助传统图形学技术及硬件实现的，而体绘制方法则是直接应用视觉原理，通过对体数据重新采样来合成产生三维图像。近来，产生了结合面绘制和体绘制两者特点的混合绘制方法，可以称为第三类三维重建方法。

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。

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，配合高刷新率的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。

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：

助视3D显示技术概述

万方数据

助视3D显示技术概述作者：王琼华，粱栋，宋呈群， WANG Qiong-hua， LIANG Dong， SONG Cheng-qun 作者单位：王琼华,宋呈群,LIANG Dong,SONG Cheng-qun(四川大学电子信息学院,四川成都,610065)，粱栋,WANG Qiong-hua(四川大学视觉合成图形图像技术国家重点学科实验室,四川成都,610065) 刊名：真空电子技术英文刊名：Vacuum Electronics 年，卷(期)：2011(5) 参考文献(25条) 1.陈芳时分式液晶立体眼镜的工作原理及使用要点 2005 2.杨怀洲;华蕴博;徐庐生用液晶开关实现RDS立体成像的方法学研究 1997(01) 3.Liou J C;Lee K;Tseng F G Shutter Glasses Stereo LCD with a Dynamic Backlight 2009 4.Kang H;Roh S D;Baik I S A Novel Polarizer Glasses-type 3D Displays with a Patterned Retarder 2010 5.Lee K;Tsai C H Micro Retarder Plate 2002 6.Herke R;Anderson M;Baur T Liquid Crystals in Precision Optical Devices 1999(45) 7.秦开怀;罗建利自由立体显示技术及其发展 2009(10) 8.Tao Y H;Wang Q H;Gu J Autostereoscopic Three Dimensional Projector Based on Two Parallax Barriers 2009(20) 9.Paul M A Survey of 3D Display Technologies 2005 10.周磊;王琼华;陶宇虹立体显示用柱面透镜光栅的设计 2009(12) 11.赵仁亮;赵悟翔;王琼华狭缝光栅自由立体显示器立体可视区域的研究 2008(05) 12.Zhao W X;Wang Q H;Wang A H An Autoste reoscopic Display Based on Two-Layer Lenticular Lens 2010(24) 13.蔡履中;刘华光光学三维显示技术 1996(01) 14.Wang A H;Wang Q H;Li D H Three Dimensional Display Technology 2008(01) 15.Lee B;Park J H Overview of 3D/2DSwitchable Liquid Crystal Display Technologies 2010 16.Takashi K3D Display and Applications 2002(1-2) 17.Wang Q H;Wu T;Wu S T Achromatic Polarization Switch Using a Film-Compensated Twisted Nematic Liquid Crystal Cell 2004(04) 18.Shikama S;Umeno D Optical Polarization Switch and Method of Using Same 1999 19.潘冬冬;王琼华;李大海偏振眼镜立体显示的立体串扰度及其影响因素 2009(04) 20.Fritz M;Jorke H INFITEC A New Stereoscopic Vis ualisation Tool by Wavelength Multiplex Imaging 2005(03) 21.Woods A;Harris C Comparing Levels of Crosstalk with Red/Cyan, Blue/Yellow, and Green/Magenta Anaglyph 3D Glasses 2010 22.Chang A J;Kim H J;Choi J W Ghosting Re duction Method for Color Anaglyphs 2008 23.Wang Q H;Deng H;Jiao T T Imitating Mi cro-Lens Array for Integral Imaging 2010(05) 24.Park J H;Hong K;Lee B Recent Progress in Three-Dimensional Information Processing Based on IntegralImaging 2009(34) 25.王琼华3D显示技术与器件 2011 本文链接：https://www.360docs.net/doc/7c1506561.html,/Periodical_zkdzjs201105002.aspx

裸眼3D整体解决方案简介

裸眼3D整体解决方案简介目前我们较多接触到的3D显示技术有两类：眼镜式3D显示;无需眼镜的 3D显示(即裸眼3D显示)。此外还有全息显示等，但是全息技术目前还很难推广。眼镜式3D显示，顾名思义就是需要用户佩戴专门的3D眼镜，通过让眼睛分别观察到有视差的裸眼3D显示是指通过视差障碍或者透镜阵列技术把经过专门设计的视差障碍或者透镜阵列放置在显示面板上，通过它们的分光使得有视差的裸眼3D的实现 SuperD公司采用的裸眼3D显示技术是将设计独特的双折射柱透镜阵列放置在显示面板前面，并配合专门研发的透镜式裸眼3D显示技术不降低显示亮度，不需改变用户的观看习惯，特别适合在移动设备上实现。SuperD的裸眼3D显示技术需要对现有LCD生产制造工艺流程进行改良，需要合成新的材料，在利用精密的微加工技术来制作光学模具和器件的同时，需研发专门的软件和2D/3D逐点技术的实现SuperD的2D/3D共融技术也是区别于眼镜式3D的一种重要属性，因为眼镜式3D不能区隔屏幕上的3D区域和2D区域，只能采用同一种处理手段，这样就导致了2D显示效果受到3D眼镜的干扰，变得不像原来那样自然，从而影响视觉感受。为使3D显示不改变2D显示的习惯和应用效果，SuperD研发了一种被称为逐像素点2D/3D切换的技术(简称为2D/3D共融技术)。它的特点是允许在同一个显示面板上，同时显示2D和3D内容。比如：可以通过这种技术来显示网络点播的视频，视频窗口可以观看3D电影，而其他区域依然是2D显示，包括2DSuperD研发的2D/3D共融技术包括：1、特殊设计的双折射光学器件，它可以在一定驱动电压下实现透镜状态的开关;2、专门针对这种光学器件的驱

三维地理信息系统技术综述

三维地理信息系统技术综述朱庆测绘遥感信息工程国家重点实验室（武汉大学）湖北省武汉市珞喻路129号， 430079 E-mail:Zhuq66@https://www.360docs.net/doc/7c1506561.html, 摘要：本文对三维地理信息系统技术进行综述性介绍，扼要地讨论了国内外有关三维地理空间信息的获取、管理、分析与可视化等技术的进展与动态。关键词：地球空间信息技术，三维地理信息系统，数据获取，三维可视化 A Survey of Three Dimensional GIS Technologies Zhu Qing State Key Lab of Information Engineering in Surveying Mapping and Remote Sensing 129 LuoYu Road, Wuhan Hubei, 430079P.R.China E-mail: zhuq66@https://www.360docs.net/doc/7c1506561.html, Abstract: in this survey, the 3D GIS technologies are briefly reviewed with the main concern in the recent developments in the acquisition, management, analysis and visualization of 3D geo-spatial information, their advantages and limitations are discussed respectively. Key Words: Geospatial Technology, 3D GIS, Data Acquisition, 3D Visualization 1 引言最近一期《自然》杂志刊登的文章“地图制图的时机”把地球空间信息技术（geotech-nologies）看成是世界上继生物技术（biotechnology）和纳米技术（nanotechnology）之后发展最为迅速的第三大新技术，而遥感技术（RS）与地理信息系统技术（GIS）则是地球空间技术的核心内容（Gewin，2004）。特别是GIS技术已经成为空间数据处理、集成和可视化最成功的技术之一，并作为地球空间信息处理的有效工具极大地推动了地球空间技术在各个领域的应用。虽然关于GIS的定义有许多不同，但几乎都公认GIS是一个以空间数据（信息）为中心的系统，这一点从美国摄影测量与遥感学会给出的定义即可见一般：“GIS

裸眼3D显示关键技术研究

裸眼3D显示关键技术研究发表时间：2018-09-18T11:49:33.550Z 来源：《基层建设》2018年第25期作者：李钢祥[导读] 摘要：裸眼3D显示技术可以说是3D显示技术中的重要分支，在视频影像及3D电影的发展推动下，裸眼3D凭借其独特的视觉体验受到了人们越来越多的关注，基于此，本文章就对裸眼3D显示技术进行分析，以期通过本文章的研究和论述能够为我国的裸眼3D显示技术发展提供有价值的理论参考。深圳康德新智能显示科技有限公司广东深圳 518000 摘要：裸眼3D显示技术可以说是3D显示技术中的重要分支，在视频影像及3D电影的发展推动下，裸眼3D凭借其独特的视觉体验受到了人们越来越多的关注，基于此，本文章就对裸眼3D显示技术进行分析，以期通过本文章的研究和论述能够为我国的裸眼3D显示技术发展提供有价值的理论参考。关键词：裸眼3D；显示技术；关键技术随着现代科学技术和人们生活水平的不断提高，人们对于物质生活追求和精神世界追求越发丰富，普通的二维视觉体现已然不能满足人们的需求。3D电影在这一阶段走向了影视历史舞台，并受到了人们的广泛关注，传统的3D电影需要佩戴专业的眼镜来能够进行观看，从便捷性上来看，佩戴眼镜会影响观影者的观影舒适度，另外长时间的佩戴还会导致观影者产生恶心和头晕的感觉。另外，在多次观看3D电影后我们可以发现，3D电影在图像亮度和清晰度上仍有欠缺，观影感受一般。使得观影者在饱受3D电影的诟病下对传统3D电影的青睐度越来越低，这一现状也促使着裸眼3D技术的发展和产生。一、裸眼3D显示的原理及现状裸眼3D显示技术，也被称之为“裸眼多视点”技术，即不同佩戴任何工具就能够实现左右眼的视觉影像差异，也就是说人的两只眼睛在观看显示屏幕的时候，左右眼所观看到的画面具有视差和区别，并将其直接反馈到大脑之中去，进而形成立体感受。裸眼3D显示技术其实就运用眼球的视觉差异原理，通过给左右眼传送不同的画面，实现立体的视觉效果。裸眼3D可以不用佩戴专门的眼镜因此使用的场所十分的丰富，并且便捷。当然裸眼3D效果也存在一定的缺陷，人在观看的时候需要在既定的范围内才能够感受到立体画面，若距离较远则3D效果不明显，太近则会产生头晕和恶心的问题。在裸眼3D显示技术中，还有一种光屏障式的3D技术，其原理类似于偏振式的3D技术感受，最早的光屏障式3D技术是由夏普欧洲实验室的工程师研究出来的。在光屏障式的3D技术与LCD液晶工艺能够合理兼容，因此在裸眼3D显示技术的广泛应用上，最为常见的还是光屏障式的3D技术，但这种技术的使用下回存在一定的分辨率和亮度的不均衡。光屏障式的3D技术的实现方法是通过利用液晶屏、偏振膜、高分子液晶层来进行视图偏差的设置，通过偏振膜和夜景层构建垂直条纹，让视频光学能够实现形式上的栅栏设置，进而实现视察屏障。将该技术运用到LCD面板后，就能够实现视图分叉。从原理上来看，左眼在观瞧屏幕的时候，不透明条纹会遮挡右眼，右眼同理，即将左右眼的视图画面进行分开，形成3D影像。从裸眼3D显示器的核心技术上来看，其主要运用了视图分离的光学、亚屏幕分区、独立视图等原理来进行画面的实现。实际上裸眼3D是根据眼睛的视差的反应进行画面的表现，只有配合要左右眼的图像呈现原理就能够保障立体的视频观看感受。亚屏幕分区从原理上来看指的是将裸眼显示器进行视图上的分区，每一个视图都有固定的区域。在进行视频立体显示的时候通过亚屏幕中的视图相互交错呈现，来达成立体的视觉感受。当前的裸眼3D还需要进一步的成熟，正如前文所提，裸眼3D在距离的设置上还存在欠缺，因此还需要不断的进行研究和探索。二、裸眼3D显示技术的特点及其应用（一）数据可视化在科学研究的时候，数值的计算需要以直观的形象进行展示，尤其是一些三维图形和图像，直观的表现能够帮助科研的进行和开展，如在对蛋白质结构和高分子形态特征的分子建模上，通过立体化建设能够帮助科研的有效开展。另外，裸眼3D技术还在空气动力学、空中摄影测绘、财务预测模型、CAD工程模型显示等领域有着较好的应用。（二）立体显示技术在医疗卫生领域，立体显示技术能够帮助医学诊断更直接的诊断结果和测试实况，通过运用立体显示技术能够帮助我国的远程诊断技术的实现和发展，同时帮助医疗内窥及图像显示的发展，此外，在MRI、CAT、手术模拟、手术成像等技术上都有着十分重要的应用前景。（三）建筑、城市规划和地理信息建筑行业在，裸眼3D技术的运用上主要围绕着其立体化的现实技术来进行设计和室内装饰规划。通过运用裸眼3D技术能够让建筑内部细节更为直观的进行表现，帮助施工的开展同时实现建筑内部细节的完善和规划。（四）影视和娱乐随着人们对物质生活追求的不断提高，在日常生活和娱乐方面裸眼3D技术的追求和应用取得了更好的发展，尤其是在影视领域和计算机游戏领域，更是成为裸眼3D技术的掘金场和“刚需带”。（五）军事方面的运用裸眼3D运用于军事能够实现立体实景的现实，并更加真实的模拟作战环境，在军事领域中的地位毋容置疑。随着裸眼3D技术的不断发展，在航空作战、海陆空协调作战及相关军事设备人员仿真环境实训方面取得了较好的发展，并且裸眼3D与星际遥感探测的结合，更是为军事发展和军事观测提供了新的发展思路。（六）商业及工业的运用裸眼3D技术在商业中可以用于视频会议、财务统计、过程控制、模块化工作流程建设、生产过程模拟实验等工作，在工业领域主要针对于危险原料的模拟仓储和实验及小型零件装配过程中的工业观察等。从前文的论述中，我们可以了解到目前裸眼3D在我国的各行业和各领域都有着较好的应用优势和应用价值，在多个领域中都蕴含着丰富的发展前景和发展空间。下面，本人就结合裸眼3D显示技术的发展现状和应用现状对裸眼3D技术的未来研究和发展方向进行分析。三、裸眼3D显示技术的未来研究方向和发展趋势

各种3D技术的优缺点

3D立体显示技术综述引言理想的视觉显示与日常经历中的场景对比，在质量、清晰度和范围方面应该是无法区分的，但是当前的技术还不支持这种高真实度的视觉显示。随着2009年底卡梅隆导演的《阿凡达》热映，三维立体(3D Stereo)显示技术成为目前火热的技术之一，通过左右眼信号分离，在显示平台上能够实现的立体图像显示。立体显示是VR虚拟现实的一个实现沉浸交互的方式之一，3D(3 dimensional)立体显示可以把图像的纵深，层次，位置全部展现，观察者更直观的了解图像的现实分布状况，从而更全面了解图像或显示内容的信息。电影《阿凡达》热映的后时代，全民步入了3D立体的时代，随着技术的发展和对3D 技术关注度的剧增，3D显示技术的普及化应用已进入紧锣密鼓的实用阶段。本文旨在介绍目前各种系统或设备对三维立体实现方式，推广三维立体的认知度。 1、3D立体显示原理 3D立体显示的基本原理如图表1所示。图中表示两眼光轴平行的情况，相当于两眼注视远处。内瞳距（IPD）是两眼瞳孔之间的距离。两眼空间位置的不同，是产生立体视觉的原因。F是距离人眼较近的物体B上的一个固定点。右面的两眼的视图说明，F点在视图中的位置不同，这种不同就是立体视差。人眼也可以利用这种视差，判断物体的远近，产生深度感。这就是人类的立体视觉，由此获得环境的三维信息。

图表 1 立体显示原理人眼的另一种工作方式是注视近处的固定点F。这时两眼的光轴都通过点F。两个光轴的交角就是图中的会聚角。因为两眼的光轴都通过点F，所以F点在两个视图中都在中心点。这时，与F相比距离人眼更远或更近的其他点，会存在视差。人眼也可以利用这种视差，判断物体的远近，产生深度感。目前市场上的3D立体技术的产品主要围绕着裸眼立体和非裸眼立体两种方式，其中涉及的主要产品有：液晶显示设备、等离子显示设备、便携式显示终端设备、投影设备等。 2、立体显示分类 3D立体显示技术可主要分为:裸眼立体显示、便携式立体显示、佩带眼镜的立体三种方式，下面分别介绍不同的显示技术。因头盔式立体呈现方式较老而且使用极少，全息方式因价格等因素远离民用，因此，本文不对此部分内容做介绍与综述。 2.1裸眼立体显示裸眼立体显示不要求辅助的观看设备（不需要佩带眼镜），不给用户附加任何约束。观看区域或观看体积的大小可能有所不同，裸眼立体显示也可由多人观看,但整体亮度或观看角度有极大限制。 2.1.1透镜(Lenticulars)显示技术一个透镜面是圆柱透镜的阵列，它用于产生自动立体三维图像，这是通过把两个不同的二维图像导向各自的观看子区域。在透镜面前方不同的角度上，在子区域内形成图像。当观察者的头在正确的位置时，每只眼就在不同的观看区，看到不同的图像，得到双目视差。透镜成图像对于大的视场要求高分辨率。对两个视场必须实时显示，而且图像被切片并放在透镜后面的垂直条中。可显示的视场的数目受到圆柱透镜聚焦能力不完善性的限制。透镜畸变和光的绕射减少了透镜方向性，于是由背面屏幕聚焦的图像，不是以平行射线出现，而是以某种角度散布。这种散布限制了能彼此区分的子区域数目。透镜面显示的另一个关键问题是背部屏幕图像必须对准缝口或透镜，否则子区域图像将不会导向合适的子区域。