基于双眼视觉的立体显示技术概述

合集下载

双目立体视觉技术的实现

双目立体视觉技术的实现

双目立体视觉技术的实现双目立体视觉技术是指利用两个摄像机模拟人眼双目视觉,从而实现对物体的立体感知和深度信息的提取。

它已经广泛应用于计算机视觉、机器人视觉、虚拟现实、医学影像等领域。

本文将对双目立体视觉技术的实现进行详细介绍。

一、双目视觉原理人类双目视觉的原理是指两只眼睛在不同的位置观察同一物体,从而产生两个稍微不同的图像。

人脑通过类似于计算机中的算法,对两个图像进行计算,从而提取出立体信息,进而对物体进行深度和空间感知。

二、双目立体视觉技术的实现过程1.摄像机的标定由于摄像机内外参数不同,因此在使用双目立体视觉技术时需要先进行摄像机标定。

摄像机标定的过程包括对摄像机的内部参数和外部参数进行测量和计算。

内部参数包括焦距、主点以及径向和切向畸变等,外部参数包括相机的位置和朝向。

通过标定,可以得到摄像机的参数,进而进行后续的处理。

2.图像匹配图像匹配是双目立体视觉技术中最重要的步骤之一,也是最具挑战性的部分。

图像匹配的目的是找到两张图像中对应的像素点。

常用的图像匹配算法包括基于区域、基于特征和基于深度等。

3.深度计算深度计算是指根据匹配到的像素点,计算出物体的距离,即深度。

常用的深度计算方法包括三角测量法和基于视差的深度计算法。

三角测量法是指根据两个图像中对应像素点的位置关系,通过三角形相似原理计算出物体的距离。

基于视差的深度计算法是指通过计算两幅图像中对应点之间的视差(即两个像素在图像上的水平或垂直距离),从而得出物体到相机的距离。

三、双目立体视觉技术的应用1.计算机视觉双目立体视觉技术在计算机视觉领域中已经被广泛应用。

例如,在物体识别、位姿估计以及场景重建等方面,双目立体视觉技术都有重要的应用。

通过双目视觉,计算机可以更加准确地识别图像中的物体,进而进行自动化的控制和处理。

2.机器人视觉机器人视觉是指将双目视觉技术应用于机器人的感知和控制。

例如,在自主导航、抓取和操纵等方面,机器人需要通过视觉来获取场景信息和深度信息,从而实现自主决策和控制。

双目立体视觉原理

双目立体视觉原理

双目立体视觉原理双目立体视觉是指人类通过两只眼睛同时观察同一物体时产生的立体效果。

这种视觉原理是人类视觉系统中非常重要的一部分,它使我们能够感知到物体的深度和距离,为我们的日常生活和工作提供了重要的信息。

在本文中,我们将深入探讨双目立体视觉的原理和应用。

首先,双目立体视觉的原理是基于人类两只眼睛的位置差异而产生的。

由于两只眼睛分别位于头部的两侧,它们所看到的同一物体会有微小的差异。

这种差异包括视差、视角和视线方向等,这些差异为我们的大脑提供了丰富的信息,使我们能够感知到物体的深度和距离。

其次,双目立体视觉的原理还涉及到视觉系统的处理过程。

当两只眼睛同时观察同一物体时,它们所接收到的图像会被传送到大脑的视觉皮层进行处理。

在这个过程中,大脑会将两只眼睛接收到的信息进行比对和整合,从而产生立体效果。

这种比对和整合的过程是非常复杂的,它涉及到大脑的神经元网络和神经递质的作用,是一个高度精密的生物信息处理过程。

另外,双目立体视觉的原理还与人类的视觉经验和学习有关。

通过长期的视觉训练和经验积累,人类能够更加准确地感知物体的深度和距离。

这种经验和学习会影响到我们的视觉系统的发育和功能,使我们能够更加灵活地应对各种复杂的立体环境。

在实际应用中,双目立体视觉原理被广泛应用于计算机视觉、虚拟现实、医学影像等领域。

通过模拟人类的双目立体视觉原理,计算机可以实现立体图像的获取、处理和显示,从而实现立体视觉效果。

在虚拟现实技术中,双目立体视觉原理可以为用户提供更加逼真的虚拟体验,增强沉浸感和真实感。

在医学影像领域,双目立体视觉原理可以帮助医生更加准确地诊断疾病,提高医疗水平。

总之,双目立体视觉原理是人类视觉系统中非常重要的一部分,它使我们能够感知物体的深度和距离,为我们的日常生活和工作提供了重要的信息。

通过深入研究双目立体视觉的原理和应用,我们可以更好地理解人类视觉系统的工作机制,推动计算机视觉、虚拟现实、医学影像等领域的发展和创新。

3D显示技术概述

3D显示技术概述

3D显示技术概述3D显示技术是指能够呈现立体效果的显示技术。

它通过模拟人眼双目的视觉差异,使得观众可以感受到真实的深度感觉。

随着科技的不断进步,3D显示技术已经在各个领域得到广泛应用,包括电影、电视、游戏、虚拟现实等。

其中,3D电影最先出现并引起了广泛的关注。

3D电影利用特殊的眼镜,如红蓝眼镜,偏振眼镜等,将不同角度的影像分别发送给左右眼,使得观众可以感受到真实的深度感。

同时,为了增加观影的沉浸感,电影院中通常还会有特殊的声音、光线等环境效果。

在电影制作方面,3D电影需要通过双目摄像机或者计算机生成的方式来制作特殊的影像效果。

除了电影之外,3D显示技术也广泛应用于电视领域。

传统的3D电视通常需要佩戴特殊的眼镜来观看,而现在则有许多无需佩戴特殊眼镜的裸眼3D技术。

裸眼3D技术利用特殊的光栅或者滤光片来对光线进行分解,从而使得左右眼只能接收到不同的图像,从而呈现出3D效果。

此外,还有一种被称为自动立体展示技术的3D显示技术,它通过追踪观众的位置信息来调整显示图像,使得不同的观众可以看到适合自己的3D图像。

游戏是另一个广泛应用3D显示技术的领域。

在游戏中,3D图像能够在增强玩家的沉浸感的同时,也能够提供更好的操作体验。

目前,游戏领域中最为广泛应用的3D技术是虚拟现实技术(Virtual Reality,VR)。

虚拟现实技术通过佩戴特殊的眼镜和头盔来模拟真实场景,使得玩家能够身临其境地参与到游戏中。

除了以上几个领域,3D显示技术在医疗、建筑设计、教育等领域也得到了广泛应用。

在医疗领域,医生可以通过3D技术更加直观地观察患者的器官结构,辅助诊断和手术操作。

在建筑设计领域,通过3D技术可以更加真实地模拟建筑物的外貌和内部结构,从而帮助设计师更好地展示自己的作品。

在教育领域,3D技术可以呈现生动的场景和模型,使得学生更加直观地理解和学习知识。

总之,3D显示技术已经成为现代科技领域一个重要的发展方向。

随着技术的不断进步,我们可以预见,未来3D技术将会在更多领域得到广泛的应用,并为人们带来更加真实、沉浸式的体验。

双目立体视觉原理

双目立体视觉原理

双目立体视觉原理双目立体视觉原理是指人类通过双眼观察同一物体或场景时,由于双眼之间的视差,产生了立体效果,使人能够感知到物体的深度和距离。

这一原理在人类视觉系统中起着至关重要的作用,对于我们理解和感知世界具有重要意义。

首先,我们来了解一下双目立体视觉的基本原理。

人类的双眼分别位于头部的两侧,它们之间的距离大约为6.5厘米。

当我们观察一个物体时,由于双眼的位置差异,两只眼睛所看到的物体会有一定的视差。

这种视差信息会被传输到大脑皮层的视觉中枢,经过大脑的处理和分析,最终形成了我们对物体深度和距离的感知。

另外,双目立体视觉原理还与视网膜上的视觉感受器有关。

人眼的视网膜上布满了感光细胞,其中包括视锥细胞和视杆细胞。

视锥细胞主要负责颜色的感知,而视杆细胞则对光线强弱和运动有较强的感知能力。

在双目观察中,视锥细胞和视杆细胞的协同作用,使我们能够更加准确地感知物体的深度和距离。

除此之外,双目立体视觉还受到了许多外界因素的影响。

比如说光线的照射角度、物体的表面纹理、周围环境的亮度和色彩对我们的立体感知都会产生一定的影响。

因此,双目立体视觉并不是简单地由双眼的位置差异所决定,而是受到了多种因素的综合影响。

在现实生活中,双目立体视觉原理被广泛应用于各个领域。

比如在医学影像学中,医生通过观察患者的双目立体影像,可以更加准确地判断病变的位置和范围。

在航天航空领域,飞行员通过立体视觉可以更加准确地判断飞行器与其他物体的距离和位置,确保飞行安全。

在虚拟现实技术中,利用双目立体视觉原理可以为用户呈现更加逼真的虚拟场景,提升沉浸感和体验效果。

总的来说,双目立体视觉原理是人类视觉系统中的重要组成部分,它使我们能够感知到世界的立体深度和距离,对我们的日常生活和各个领域都具有重要意义。

通过对双目立体视觉原理的深入了解和研究,我们可以更好地应用它,拓展它的应用领域,为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。

双目立体视觉技术简介

双目立体视觉技术简介

双目立体视觉技术简介1.什么是视觉视觉不仅是一个古老的研究课题,也是人类观察和认识世界的重要功能和手段。

人类从外部世界获得的信息中,约75%来自视觉系统。

多年来,用机器模拟人类的视觉功能一直是人们的梦想。

视觉神经生理学、视觉心理学,特别是计算机技术、数字图像处理、计算机图形学、人工智能等学科的发展,使计算机模拟人类视觉成为可能。

在现代工业自动化过程中,计算机视觉正成为提高生产效率、检测产品质量的关键技术之一,如机械零件的自动检测、智能机器人控制、生产线的自动监控等;在国防和航空航天领域,计算机视觉也具有重要意义,如运动目标的自动跟踪和识别、自主车辆导航和空间机器人的视觉控制。

人类视觉过程可以看作是一个从感觉到知觉的复杂过程,从狭义上来说视觉的最终目的是要对场景作出对观察者有意义的解释和描述;从广义上说,是根据周围的环境和观察者的意愿,在解释和描述的基础上做出行为规划或行为决策。

计算机视觉研究的目的使计算机具有通过二维图像信息来认知三维环境信息的能力,这种能力不仅使机器能感知三维环境中物体的几何信息(如形状、位置、姿态运动等),而且能进一步对它们进行描述、存储、识别与理解,计算机视觉己经发展起一套独立的计算理论与算法。

2.什么是计算机双目立体视觉双目立体视觉(binocularstereovision)是机器视觉的一种重要形式,它是基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像,通过计算图像对应点间的位置偏差,来获取物体三维几何信息的方法。

融合两只眼睛获得的图像并观察它们之间的差别,使我们可以获得明显的深度感,建立特征间的对应关系,将同一空间物理点在不同图像中的映像点对应起来,这个差别,我们称作视差(disparity)图像,如图一。

图一。

视差图像双目立体视觉测量方法具有效率高、精度合适、系统结构简单、成本低等优点,非常适合于制造现场的在线、非接触产品检测和质量控制。

对运动物体(包括动物和人体形体)测量中,由于图像获取是在瞬间完成的,因此立体视觉方法是一种更有效的测量方法。

三维立体成像原理

三维立体成像原理

三维立体成像原理一、引言三维立体成像是一种通过光学原理实现的技术,可以使人眼在观看图像时产生立体感。

它是基于人类双眼视觉的特点,通过同时向左右眼呈现两个稍有差异的图像,从而让人眼产生深度感。

本文将介绍三维立体成像的原理及其应用。

二、三维立体成像原理1. 双眼视差原理双眼视差是人眼观察物体时产生的一种现象。

由于人类的眼睛分别位于头部的两侧,因此每只眼睛观察到的物体角度略有不同。

当观察远处的物体时,视差较小,观察近处物体时,视差较大。

利用这种视差差异,可以在图像中制造出立体感。

2. 立体成像技术为了实现三维立体成像,需要使用特殊的技术。

其中最常见的是使用偏振光原理。

通过在显示设备上加上一层特殊的滤光片,可以将左右眼所需的不同图像分别过滤出来。

左眼只能看到左眼图像,右眼只能看到右眼图像,从而产生立体感。

另一种常见的技术是使用红蓝(或红绿)滤光片。

左眼图像使用一种颜色滤光片,右眼图像使用另一种颜色滤光片。

观众戴上相应的眼镜,左眼只能看到一种颜色的图像,右眼只能看到另一种颜色的图像,从而产生立体感。

三、三维立体成像的应用1. 电影与电视三维立体电影已经成为当今电影行业的热门。

观众戴上特殊的眼镜,就能够在电影院中感受到真实的立体感。

电视行业也开始普及三维立体技术,人们可以在家中观看带有立体效果的电视节目。

2. 游戏三维立体游戏已经成为游戏行业的趋势。

玩家可以通过戴上特殊的眼镜,进入游戏世界中,感受到真实的立体感。

这使得游戏的体验更加沉浸式,增强了游戏的可玩性。

3. 教育与医疗三维立体技术在教育和医疗领域也得到了广泛应用。

教育机构可以利用三维立体技术制作教学视频,使学生更好地理解和记忆知识。

在医疗领域,三维立体技术可以帮助医生进行手术规划和模拟,提高手术的精确度和安全性。

四、结论三维立体成像原理基于人类双眼视觉的特点,通过呈现不同的图像给左右眼,使人眼产生深度感,从而实现了立体感。

三维立体成像技术在电影、电视、游戏、教育和医疗等领域都得到了广泛应用。

视觉3D原理

视觉3D原理

视觉3D原理
视觉3D原理是一种利用视觉系统的特性来产生立体感的技术。

它是通过模拟人类双眼视觉的方式来实现的。

人类的双眼位于头部的两侧,从不同的角度观察同一个物体,导致我们看到的图像有微小的差异。

这种差异是人脑用来判断物体距离和深度的依据。

在视觉3D中,常用的原理是通过创建一个双眼之间的视差。

这可以通过使用两个摄像机或者在屏幕上显示不同的图像来实现。

当我们用一个眼睛看屏幕时,我们只能看到其中一个图像,当我们用另一个眼睛看屏幕时,我们只能看到另一个图像。

这种立体感是通过我们的大脑处理这两个不同的图像来实现的。

视觉3D还可以利用光的特性来创造立体感。

例如,通过使用
特殊的眼镜,可以使光线只进入一个眼睛,从而产生了一种立体图像的效果。

这种技术被广泛应用于电影院和电视机上,让观众能够享受到逼真的立体影像。

除了上述原理,视觉3D还可以利用其他的技术来产生立体感,例如投影、纸片、镜面等。

不同的技术在不同的应用场景中具有各自的优势和限制。

总之,视觉3D原理是通过模拟人类双眼视觉的特性来产生立
体感的技术,它可以通过视差或者光线的处理来实现。

这种技术为我们带来了更加逼真的视觉体验,丰富了我们的视觉世界。

双目立体视觉测量原理

双目立体视觉测量原理

双目立体视觉测量原理双目立体视觉测量原理是基于人类双眼视觉的原理而设计的。

人类的双眼视觉是由于两只眼睛看到同一场景时,每只眼睛所看到的视角略微不同而产生的。

这种视角上的不同被称为视差,视差可以告诉我们观察的物体离我们有多远。

例如,当我们在街上看到一辆汽车时,我们的左眼和右眼所看到的视角略微不同,这种差异创造了视差,从而让我们知道汽车有多远。

基于这个原理,双目立体视觉测量系统利用两个相机模拟人眼的视觉,并借助计算机技术,解决了单眼视觉无法解决的某些问题。

通过对两只眼睛的视差图像进行处理,我们可以提取出三维信息,这样就可以进行测量。

在双目立体视觉测量系统中,主要有以下四个步骤:图像获取、校正、匹配、重建。

其中,图像获取是指通过两个相机获取同一物体的两幅图像;校正是指将两幅图像进行校正,使它们具有相同的视角和图像质量,从而进行匹配;匹配是指通过匹配两个图像中的像素点,得到它们之间的视差;最后,重建是指根据得到的视差图像,通过计算得到三维坐标。

图像获取是双目立体视觉测量中非常重要的一步,因为它决定了最终的测量精度。

在实际应用中,通常需要选择相机的参数、设置相机的位置和角度等,以便获得高质量的图像。

接下来的校正步骤是为了消除由两个相机拍摄角度不同和位置不同引起的视角畸变,这是为了方便生成精确的深度图像和三维坐标。

匹配是指计算两幅图像中像素的关联程度,以便测量像素之间的距离。

匹配通常采用区域匹配和特征匹配两种方法。

区域匹配是指在同一区域内找到最佳匹配的像素,而特征匹配是根据像素的特征来匹配像素。

匹配的结果是生成两个视差图像,它们显示了每个像素在水平方向上的距离。

最后,重建步骤是根据两个视差图像和相机的参数计算出每个像素的三维坐标。

这样就可以获得整个物体的三维形状和尺寸。

双目立体视觉测量系统在众多领域有广泛的应用,例如医疗、机器人、制造业、安防等。

在医疗方面,它可以帮助医生进行手术操作,提高手术精度。

在机器人领域,双目立体视觉测量系统可以帮助机器人精确测量物体的位置和形状。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

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种技术的区别也就在于此。

二 3D显示技术的总体分类分色:分色技术的基本原理是让某些颜色的光只进入左眼,另一部分只进入右眼。

我们眼睛中的感光细胞共有4种,其中数量最多的是感觉亮度的细胞,另外三种用于感知颜色,分别可以感知红、绿、蓝三种波长的光,感知其它颜色是根据这三种颜色推理出来的,因此红、绿、蓝被称为光的三原色。

要注意这和美术上讲的红、黄、蓝三原色是不同的,后者是颜料的调和,而前者是光的调和。

显示器就是通过组合这三元色来显示上亿种颜色的,计算机内的图像资料也大多是用三原色的方式储存的。

分色技术在第一次过滤时要把左眼画面中的蓝色、绿色去除,右眼画面中的红色去除,再将处理过的这两套画面叠合起来,但不完全重叠,左眼画面要稍微偏左边一些,这样就完成了第一次过滤。

第二次过滤是观众带上专用的滤色眼镜,眼镜的左边镜片为红色,右边的镜片是蓝色或绿色,由于右眼画面同时保留了蓝色和绿色的信息,因此右边的镜片不管是蓝色还是绿色都是一样的。

红蓝分光:常见的光源都会随机发出自然光和偏振光,分光技术是用偏光滤镜或偏光片滤除特定角度偏振光以外的所有光,让0度的偏振光只进入右眼,90度的偏振光只进入左眼(也可用45度和135度的偏振光搭配)。

两种偏振光分别搭载着两套画面,观众须带上专用的偏光眼镜,眼镜的两片镜片由偏光滤镜或偏光片制成,分别可以让0度和90度的偏振光通过,这样就完成了第二次过滤。

目前,分光技术的应用还主要停留在投影机上,早期必须使用双投影机加偏振光滤镜的方案,现在已经可以用单投影机来实现,不过都必须配合不破坏偏振光的金属投影幕才能使用。

分时:分时技术是将两套画面在不同的时间播放,显示器在第一次刷新时播放左眼画面,同时用专用的眼镜遮住观看者的右眼,下一次刷新时播放右眼画面,并遮住观看者的左眼。

按照上述方法将两套画面以极快的速度切换,在人眼视觉暂留特性的作用下就合成了连续的画面。

目前,用于遮住左右眼的眼镜用的都是液晶板,因此也被称为液晶快门眼镜,早期曾用过机械眼镜。

光栅:光栅技术和前三种差别较大,它是将屏幕划分成一条条垂方向上的栅条,栅条交错显示左眼和右眼的画面,如1、3、5…显示左眼画面,2、4、6…显示右眼画面。

然后在屏幕和观众之间设一层“视差障碍”,它也是由垂直方向上的栅条组成的,对于液晶这类有背光结构的显示器来说,视察障碍也可设在背光板和液晶板之间。

视察障碍的作用是阻挡视线,如图,它遮住了两眼视线交点以外的部分,使左眼看到的栅条右眼看不到,右眼看到的左眼又看不到。

不过,如果观看者的位置改变的话,那么视差障碍位置也要随之改变。

为了方便移动视差障碍,小型光栅显示器都是采用液晶板来作为视差障碍的,而检测观看者位置的方法主要有两种,一种是在观看者头上戴一个定位设备,另一种是用两个摄像头像人眼一样的定位。

三 4种主流立体显示技术的优缺点应用范围方面:这4种技术可应用的范围还是比较广的,值得一提的就是分时技术还不能应用于液晶显示器,主要是因为液晶显示器的响应时间太长,响应特性也非常怪异。

你可能会问,既然分时技术不能用于液晶显示器,为什么可以采用液晶快门眼镜呢?此事说来话长,大家若想了解这其中的乾坤,可以查阅其他介绍液晶显示器响应时间的文章。

舒适性方面:前三种技术使用时必须要配戴专用的眼镜,好在观看的位置不限;光栅技术虽然不需要配戴眼镜,但有一部分产品要在头上配戴定位设备,同时观众必须在特定的范围内才能正常观看。

画面质量方面:4种技术普遍存在亮度损失的问题,分色技术使用颜色较深的滤色镜,亮度损失理所当然,同时它还会损失一部分颜色信息,另外显示彩色画面时,如果镜片颜色不够深,很可能导致滤色不彻底,会影响观看效果;分光技术要用到偏光片,它会吸收特定角度偏振光以外的所有光,亮度损失很严重;分时技术虽然在任意一个时刻只有一只眼睛能看到光线,但由于人眼的视觉暂留特性,所以这并不是它损失亮度的主要原因,之所以损失亮度,是因为液晶快门眼镜中也包含偏光片,所以它和分光技术是一样的;至于光栅技术,视差障碍使每只眼睛只能接收到原来一半的光线,因此亮度损失一半,同时水平分辨率也只有原来的一半。

保护视力方面:首先,分光和光栅两种技术对视力是没有损害的,另外两种技术中,分色技术是无药可救的,因为观看时,双眼接收到的颜色信息严重不平衡,虽然大脑可以将它们完美的组合在一起,但是会造成视神经疲劳,不能长时间使用。

分时技术必须配合CRT这类的低响应时间的显示器才能使用,CRT一个显著的特点是瞬间发光,必须以非常高的频率重复的扫描,然后在人眼视觉暂留特性的作用下才能呈现连续的画面,为了使画面足够稳定并且不会对视力造成损害,刷新频应该达到85赫兹,普通显示器都可以达到这个指标,但使用分时技术后就不同了,由于单位时间内只有一只眼睛能看到画面,原来的85赫兹现在变成了42.5赫兹,如果还要保护视力的话,显示器的刷新率就要设置为170赫兹了。

但是显示器的性能有限,很多显示器即使在最低的分辨率下也只能达到120赫兹,实际只相当于60赫兹,在这样的刷新率下人眼就很容易疲劳了。

即使显示器支持170赫兹的高刷新率,液晶快门眼镜也大多不支持。

需要注意,这个缺点只是针对CRT而言,如果换用非瞬间发光的显示器就不存在这个问题了,但绝大部分的液晶快门眼镜都是为CRT优化的,可能会不适应其它显示器的响应时间和响应特性。

四立体显示设备概述(一)头盔显示器头盔显示器(HMD,Head Mounted Display)的原理是将小型2维显示器所产生的影像藉由光学系统放大。

具体而言,小型显示器所发射的光线经过凸状透镜使影像因折射产生类似远方效果。

利用此效果将近处物体放大至远处观赏而达到所谓的全像视觉(Hologram)。

液晶显示器(早期用小型阴极射线管,最近已有应用有机电致发光显示器件)的影像通过一个偏心自由曲面透镜,使影像变成类似大银幕画面。

由于偏心自由曲面透镜为一倾斜状凹面透镜,因此在光学上它已不单是透镜功能,基本上已成为自由面棱镜。

当影像产生的影像进入偏心自由曲面棱镜面,再全反射至观视者眼睛对向侧凹面镜面。

侧凹面镜面涂有一层镜面涂层,反射同时光线再次被放大反射至偏心自由曲面棱镜面,并在该面补正光线倾斜,达到观视者眼睛。

头盔显示器的光学技术设计和制造技术日趋完善,不仅作为个人应用显示器,它还是紧凑型大屏幕投影系统设计的基础,可将小型LCD显示器件的影像透过光学系统做成全像大屏幕。

除了在现代先进军事电子技术中得到普遍应用成为单兵作战系统的必备装备外,还拓展到民用电子技术中,虚拟现实电子技术系统首先应用了头盔显示器。

近期新一代家用仿真电子游戏机和步行者DVD影视系统的出现就是头盔显示器的普及推广应用的实例。

头盔式显示器是最早的VR显示器,它利用头盔将人的对外界的视觉、听觉封闭起来,引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉。

目前的头盔式显示器的分辨率已达到1024×768,可为用户提供清晰的虚拟场景画面。

我国也在开发此系统,但用量有限。

众所知视觉影像的解析度与色彩度取决于显示器件的像素(pixel)与灰度(grey level),然而目前小型高像素、高灰度液晶显示器(LCD)的单价极端昂贵,因此,日本Olympus公司利用OSR元件使18万画素的LCD产生相当于72万画素,水平解析度500条以上的画质效果。

OSR是由偏光控制元件(液晶cell)与复折射板所构成。

藉由OSR元件将LCD的黑色矩阵上由像素所产生的光线移位。

虽然理论上它是一种可使光学画质提高4倍之技术,但实际上单纯的使光线移位所产生的4像素技术却会造成影像模糊效应。

因此OSR将对应各移位的影像信号从原始影像信号中取样,再显示于HMD的自由曲面棱镜,也就是说各移位的像素都能够正确显示在该当位置,实质像素提高4倍的同时又不会有影像模糊的问题。

相关文档
最新文档