3D显示技术原理及发展(比较全面)
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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。
体积式原理图
体积式原理图
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。
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。
色分法成像的图
色分法的互 补色眼镜
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。
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
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。
3M公司的指向 光源显示屏
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。
反射式原理图
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。
透镜阵列显示器及其合成原理
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。
为透镜投影显示器
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
时分法显示效果图 显示器效果
眼镜效果
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。
视察挡板法合成图
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。
视察挡板法显示器
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。
3D Display
3DFra Baidu bibliotek示技术
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
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。
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。
全像式原理结构图
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 。
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
3D显示分类
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
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。
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。
体积式原理图
体积式原理图
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。
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。
色分法成像的图
色分法的互 补色眼镜
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。
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
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。
3M公司的指向 光源显示屏
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。
反射式原理图
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。
透镜阵列显示器及其合成原理
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。
为透镜投影显示器
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
时分法显示效果图 显示器效果
眼镜效果
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。
视察挡板法合成图
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。
视察挡板法显示器
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。
3D Display
3DFra Baidu bibliotek示技术
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
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。
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。
全像式原理结构图
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 。
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
3D显示分类
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
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。