3D立体显示技术PPT课件
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讲解内容
1.什么是3D显示技术 2. 立体视觉的构成 3. 眼镜式3D显示 4. 裸眼式3D显示 5. 3D显示的问题 6. 3D显示的展望
1. 什么是3D显示技术
3D = Three Dimensional = 三维图形
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， 在大脑形成立体效果的技术。
4.1 视差挡板式裸眼3D
• 优点：无需其他辅助设备，能 2D\3D切换，
• 缺点：有效像素低，光源有部 分被遮挡，亮度低。
4.2 柱透镜式裸眼3D
• 在显示面板前方，放上经 过精确计算的透镜来改变 光线的方向。由左眼像素 发出的光，会经过透镜的 折射，都进入左眼的区域， 同样的右眼的像素也只进 入右眼。
▪ 缺点：但易引起眼部的疲劳。
3.2 偏振式眼镜3D
▪ 利用光波振动的方向性来做左右眼影像的区分。
▪ 立体眼镜的左眼和右眼分别装上横偏振片和竖偏 振片，横偏振光只能通过横偏振片，竖偏振光只 能通过竖偏振片。这样就保证了左边相机拍摄的 东西只能进入左眼，右边相机拍摄到的东西只能 进入右眼，于是乎就立体了。
• 优点：亮度没有损失 • 缺点：分辨率下降 • 柱透镜加工精度要求较高
4.2 柱透镜式裸眼3D
• 优点：画面明亮，观看简便， • 缺点：对屏面与状透镜的配准
位置要求较高，图像的清晰度 亦受到柱状透镜屏密度的限制。
4.3 体积式(Volumetric) 裸眼3D
德州仪器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。
各式各样的 3D 立体显示技术， 主要分为眼镜与裸眼两大类型。
3D 显示技术
▪眼镜式
▪偏光式 ▪快门式 ▪色差式 ▪头戴式
▪裸眼式
▪光栅式 ▪体三维式 ▪全息式
▪前置光 栅式 ▪后置光 栅式
▪狭缝光 栅式 ▪柱镜光 栅式
▪双视点 ▪多视点 ▪双视点 ▪多视点
3. 眼镜式3D显示技术
• 色差式 • 偏振式 • 快门式
体显示技术
在物理上显示三个维度，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。
• 优点：易实现大屏幕，机构简 单，可转换，
• 缺点：整体亮度低。
全息技术
• 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。
任天堂3DS
5. 3D显示问题
• 价格普遍贵 • 3D节目的拍摄、制作、传输方面的制作很难。 • 眼镜3D中快门眼镜+普通显示屏的方式成本高。 • 裸眼3D中普通视差障板成本最低，但无法实现
2D/3D转换，进入不了家庭市场。
5. 3D显示问题
消费者体验方面： • 眼镜式：无法边看电视边做别的事情； • 快门式：眼镜太重，有压迫感；长时间观看有
• 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。
4.4 手机3D显示技术
• 三星展示了3D OLED面板。 这类3D屏幕不要求佩戴眼镜。 其原理是通过覆盖在屏幕上 的一层特殊的“透镜”实现 的。它可以把小型显示屏中 显示的图像“分开”成两幅 略微不同的画面，并分别送 入左右眼中，让画面变得立 体有深度。
眩晕感。 • 裸眼式：双视点系统头稍稍偏一下就可能看到
错误的图像，引起眩晕或者头疼 。
6. 3D显示的展望
• 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。
• 裸眼式3D技术是主要方向。
• 未来的手机、游戏机……
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
▪ 优点：宽视域、大景深，成 像质量优异，
▪ 缺点：头部倾斜时无法过滤 掉另一方向的光。
3.3 快门式眼镜3D
• 采用时间分割，利用液晶 控制透光度来做遮蔽
• 在屏幕上以两倍的场频交 互地显示左眼和右眼的影 像，而快门眼镜则会动态 地屏蔽使用者的左眼和右 眼，利用人眼的视觉暂留 机制，两眼影像叠加后产 生双眼视差。
Βιβλιοθήκη Baidu
优点：成像优异，显示屏无改动 缺点：眼镜较贵且较重
4. 裸眼3D立体显示技术
4.1 视差挡板式裸眼3D
• 视差挡板就是在光路加上一些 遮蔽物，把部分方向的光遮住， 只让某些角度的光可以传出去。
• 挡板的位置经过精密计算，可 以左眼像素（绿色）只被左眼 看到，右眼像素（红色）只被 右眼看到。
• 优点：结构及制作比较简单 • 缺点：分辨率下降，亮度下降
基于运动扫描的体三维显示
• 优点：旋转结构简单，能显示近10亿个体象素 • 缺点：为了解决平面屏带来的体素重叠死区，
引入了复杂精密的光学中继转向器件，增加了 系统的制备难度和生产成本。
静态层叠式体三维显示
利用DLP投影，在层叠液晶屏幕上显像 • 优点：避免了运动扫描方式固有的亮度和旋
转问题 • 缺点：观看角度受限，成本较高。
3.1 色差式眼镜3D
• 色差式 3D 历史最为悠久，成像原理简单； • 通过对应的红蓝等立体眼镜才可以看到立体效
果，就是对色彩进行红色和蓝色的过滤，形成 视差，此时两只眼睛看到的不同影像在大脑中 重迭就会呈现出3D立体效果。
▪ 《阿凡达》 ▪ 《豚鼠特工队》
▪ 优点：实现3维简易，对视 场和景深无严格的限制。
2. 立体视觉的构成
人的双眼是横向并排，并有6-7cm的间隔，因此 左眼与右眼所看到的影像会有些微的差异，这个 差异被称为「视差（Parallax）」，大脑会解读 双眼的视差并藉以判断物体远近与产生立体视觉。
2. 立体视觉的构成
立体视觉是基于视差而来，3D显示就是要以人工方 式来重现视差，简单说就是想办法让左右两眼分别 看到不同的影像，藉以模拟出立体视觉。
1.什么是3D显示技术 2. 立体视觉的构成 3. 眼镜式3D显示 4. 裸眼式3D显示 5. 3D显示的问题 6. 3D显示的展望
1. 什么是3D显示技术
3D = Three Dimensional = 三维图形
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， 在大脑形成立体效果的技术。
4.1 视差挡板式裸眼3D
• 优点：无需其他辅助设备，能 2D\3D切换，
• 缺点：有效像素低，光源有部 分被遮挡，亮度低。
4.2 柱透镜式裸眼3D
• 在显示面板前方，放上经 过精确计算的透镜来改变 光线的方向。由左眼像素 发出的光，会经过透镜的 折射，都进入左眼的区域， 同样的右眼的像素也只进 入右眼。
▪ 缺点：但易引起眼部的疲劳。
3.2 偏振式眼镜3D
▪ 利用光波振动的方向性来做左右眼影像的区分。
▪ 立体眼镜的左眼和右眼分别装上横偏振片和竖偏 振片，横偏振光只能通过横偏振片，竖偏振光只 能通过竖偏振片。这样就保证了左边相机拍摄的 东西只能进入左眼，右边相机拍摄到的东西只能 进入右眼，于是乎就立体了。
• 优点：亮度没有损失 • 缺点：分辨率下降 • 柱透镜加工精度要求较高
4.2 柱透镜式裸眼3D
• 优点：画面明亮，观看简便， • 缺点：对屏面与状透镜的配准
位置要求较高，图像的清晰度 亦受到柱状透镜屏密度的限制。
4.3 体积式(Volumetric) 裸眼3D
德州仪器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。
各式各样的 3D 立体显示技术， 主要分为眼镜与裸眼两大类型。
3D 显示技术
▪眼镜式
▪偏光式 ▪快门式 ▪色差式 ▪头戴式
▪裸眼式
▪光栅式 ▪体三维式 ▪全息式
▪前置光 栅式 ▪后置光 栅式
▪狭缝光 栅式 ▪柱镜光 栅式
▪双视点 ▪多视点 ▪双视点 ▪多视点
3. 眼镜式3D显示技术
• 色差式 • 偏振式 • 快门式
体显示技术
在物理上显示三个维度，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。
• 优点：易实现大屏幕，机构简 单，可转换，
• 缺点：整体亮度低。
全息技术
• 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。
任天堂3DS
5. 3D显示问题
• 价格普遍贵 • 3D节目的拍摄、制作、传输方面的制作很难。 • 眼镜3D中快门眼镜+普通显示屏的方式成本高。 • 裸眼3D中普通视差障板成本最低，但无法实现
2D/3D转换，进入不了家庭市场。
5. 3D显示问题
消费者体验方面： • 眼镜式：无法边看电视边做别的事情； • 快门式：眼镜太重，有压迫感；长时间观看有
• 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。
4.4 手机3D显示技术
• 三星展示了3D OLED面板。 这类3D屏幕不要求佩戴眼镜。 其原理是通过覆盖在屏幕上 的一层特殊的“透镜”实现 的。它可以把小型显示屏中 显示的图像“分开”成两幅 略微不同的画面，并分别送 入左右眼中，让画面变得立 体有深度。
眩晕感。 • 裸眼式：双视点系统头稍稍偏一下就可能看到
错误的图像，引起眩晕或者头疼 。
6. 3D显示的展望
• 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。
• 裸眼式3D技术是主要方向。
• 未来的手机、游戏机……
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
▪ 优点：宽视域、大景深，成 像质量优异，
▪ 缺点：头部倾斜时无法过滤 掉另一方向的光。
3.3 快门式眼镜3D
• 采用时间分割，利用液晶 控制透光度来做遮蔽
• 在屏幕上以两倍的场频交 互地显示左眼和右眼的影 像，而快门眼镜则会动态 地屏蔽使用者的左眼和右 眼，利用人眼的视觉暂留 机制，两眼影像叠加后产 生双眼视差。
Βιβλιοθήκη Baidu
优点：成像优异，显示屏无改动 缺点：眼镜较贵且较重
4. 裸眼3D立体显示技术
4.1 视差挡板式裸眼3D
• 视差挡板就是在光路加上一些 遮蔽物，把部分方向的光遮住， 只让某些角度的光可以传出去。
• 挡板的位置经过精密计算，可 以左眼像素（绿色）只被左眼 看到，右眼像素（红色）只被 右眼看到。
• 优点：结构及制作比较简单 • 缺点：分辨率下降，亮度下降
基于运动扫描的体三维显示
• 优点：旋转结构简单，能显示近10亿个体象素 • 缺点：为了解决平面屏带来的体素重叠死区，
引入了复杂精密的光学中继转向器件，增加了 系统的制备难度和生产成本。
静态层叠式体三维显示
利用DLP投影，在层叠液晶屏幕上显像 • 优点：避免了运动扫描方式固有的亮度和旋
转问题 • 缺点：观看角度受限，成本较高。
3.1 色差式眼镜3D
• 色差式 3D 历史最为悠久，成像原理简单； • 通过对应的红蓝等立体眼镜才可以看到立体效
果，就是对色彩进行红色和蓝色的过滤，形成 视差，此时两只眼睛看到的不同影像在大脑中 重迭就会呈现出3D立体效果。
▪ 《阿凡达》 ▪ 《豚鼠特工队》
▪ 优点：实现3维简易，对视 场和景深无严格的限制。
2. 立体视觉的构成
人的双眼是横向并排，并有6-7cm的间隔，因此 左眼与右眼所看到的影像会有些微的差异，这个 差异被称为「视差（Parallax）」，大脑会解读 双眼的视差并藉以判断物体远近与产生立体视觉。
2. 立体视觉的构成
立体视觉是基于视差而来，3D显示就是要以人工方 式来重现视差，简单说就是想办法让左右两眼分别 看到不同的影像，藉以模拟出立体视觉。