三维立体显示技术课件
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三维立体显示技术
对观察者头部旳位置和观察角度有较严格旳限制 ；
不能显示或只能显示很有限旳运动视差图片 ；
水平辨别率损失，画面亮度较低 。
研究方向
更精确旳深度图；
区域移动补点研究 ；
运动视差图像旳研究 ；
新型构造和器件旳研究 。
返回
集成显示技术（Integral Imaging ）
• 集成显示技术又称全景显示，于 1923年由 Lippmann发明。
体显示：G体像素
T体像素；
自动立体显示：到达上K旳可视区域；
MEMS器件在三维立体显示中旳应用；
全运动视差旳实现；
谢谢各位老师同学， 请提出宝贵意见。
被动发光旋转扫描体显示系统
Felix3D三维显示系统
可显示物体旳体像素数目10k。
被动发光旋转扫描体显示系统
Perspecta 3d显示屏
辨别率:768*768*192； 色彩格式:24bit RGB; 旋转屏转速：730rad; 体像素数：100M； 帧频：2409FPS； 接口数据率：4.68GB; 显示范围：10英寸； 可视角度：360°。
静态体三维显示技术
基于空间等离子体旳三维显示技术
静态体三维显示技术
DepthCube三维显示系统
体三维显示系统
最新进展
南加州大学研制旳三维显示系统
体三维显示系统
南加州大学研制旳三维显示系统旳 创新之处:
使用与水平成45度旳旋转镜来替代平面漫反射屏幕 。 研制了基于DLP旳帧频可高达5000fps旳超高速彩色投影机
体三维显示系统旳分类
目前，体三维显示系统从显示空间旳形成上划分可分为两
类：
•主动发光旋转扫描体 三维显示
•螺旋屏
《VR技术简介》课件
历史和文化的虚拟游览：VR技术可以用于历史和文化的虚拟游览，学生和游客可以通过VR设备亲身体验历史事件和文化景观 ，增强对历史和文化的认识和理解。
医疗健康领域
VR技术在医疗健康领域的应用包括手术模拟训练、康复治疗、疼痛管理等方面。通过VR技术，医生 可以更加真实地模拟手术过程，提高手术技能和操作水平。同时，患者也可以通过VR技术进行康复 训练和治疗，提高康复效果和生活质量。
02
VR技术利用计算机图形、仿真、 传感器等技术，生成逼真的三维 场景和物体，使用户感受到身临 其境的体验。
VR技术的发展历程
A
1950年代
VR技术的概念开始出现，科学家们开始探索三 维图像的生成和显示技术。
1980年代
VR技术开始商业化应用，出现了第一代虚 拟现实设备，如头戴式显示器和数据手套 。
交互性
总结词
虚拟现实技术允许用户与虚拟环境进 行互动，增强用户的参与感和体验感 。
详细描述
用户可以在虚拟环境中自由移动、探 索、操作对象，与虚拟环境进行互动 。这种交互性能够使用户更加深入地 参与到虚拟环境中，提高用户的参与 感和体验感。
真实感
总结词
虚拟现实技术能够模拟现实世界中的场 景和物体，为用户提供高度真实的体验 。
VS
建筑设计：VR技术还可以用于建筑 设计领域，设计师可以通过VR技术 更加直观地呈现设计方案，提高设计 质量和沟通效率。
旅游领域
VR技术在旅游领域的应用包括虚拟旅游、 导游辅助等方面。通过VR技术，游客可以 在出发前了解旅游目的地的实际情况和文化 背景，提高旅游体验和满意度。同时，导游 也可以通过VR技术为游客提供更加生动和 有趣的讲解服务。
VS
详细描述
虚拟现实技术通过高精度的3D建模和渲 染技术，能够模拟出逼真的场景和物体， 使用户感觉仿佛置身于现实世界中。这种 高度真实的体验能够为用户带来更加丰富 的视觉享受和感知体验。
医疗健康领域
VR技术在医疗健康领域的应用包括手术模拟训练、康复治疗、疼痛管理等方面。通过VR技术，医生 可以更加真实地模拟手术过程，提高手术技能和操作水平。同时，患者也可以通过VR技术进行康复 训练和治疗，提高康复效果和生活质量。
02
VR技术利用计算机图形、仿真、 传感器等技术，生成逼真的三维 场景和物体，使用户感受到身临 其境的体验。
VR技术的发展历程
A
1950年代
VR技术的概念开始出现，科学家们开始探索三 维图像的生成和显示技术。
1980年代
VR技术开始商业化应用，出现了第一代虚 拟现实设备，如头戴式显示器和数据手套 。
交互性
总结词
虚拟现实技术允许用户与虚拟环境进 行互动，增强用户的参与感和体验感 。
详细描述
用户可以在虚拟环境中自由移动、探 索、操作对象，与虚拟环境进行互动 。这种交互性能够使用户更加深入地 参与到虚拟环境中，提高用户的参与 感和体验感。
真实感
总结词
虚拟现实技术能够模拟现实世界中的场 景和物体，为用户提供高度真实的体验 。
VS
建筑设计：VR技术还可以用于建筑 设计领域，设计师可以通过VR技术 更加直观地呈现设计方案，提高设计 质量和沟通效率。
旅游领域
VR技术在旅游领域的应用包括虚拟旅游、 导游辅助等方面。通过VR技术，游客可以 在出发前了解旅游目的地的实际情况和文化 背景，提高旅游体验和满意度。同时，导游 也可以通过VR技术为游客提供更加生动和 有趣的讲解服务。
VS
详细描述
虚拟现实技术通过高精度的3D建模和渲 染技术，能够模拟出逼真的场景和物体， 使用户感觉仿佛置身于现实世界中。这种 高度真实的体验能够为用户带来更加丰富 的视觉享受和感知体验。
第三章地形三维显示的基本理论和算法精品PPT课件
投影面P
y
m
O
θn
N
Z
x TOT
物面T
YT M
XT
§3.3 投影变换的数学模型
如上图所示，DEM中任一点M在地面坐标系OT－ XTYTZT，a中的坐标为（Xm,Ym，Zm），它在投影平面 P上的像点为m，则m点在投影坐标系O－xy中的坐标 （xm,ym）由下式计算求出：
y xm m ((X X (X M M M X X X S S))Ss c )s(io X i n M ss n ss iiiX n n ( n S Y )(M Y c (Y M M o Y S Y ) Y S sc)(SY s )M o s i ic s n Y c n S c o )o so s i(s Z (s n Z M (Z M M Z Z SZ )Ss)Sc ) io n s
不难看出，上述坐标变换的数学模型具有以下特点： 1）该数学模型在理论上是严密的；
2）改变视点S的位置，就可以在屏幕上绘制出在不 同方位观察地面的立体透视图；
3）若视点位置不变，只改变参数θ，这意味着代 表地形表面的DEM数据场绕视点和投影平面P旋转不同 的角度，也同样可以在屏幕上生成不同视角条件下的 立体透视图。
(XT,YT,ZT)是视点S在地面坐标间的夹角；
θ是地面坐标系的XT轴与投影坐标系的X轴之间的夹角。
§3.2.3 透视投影变换原理
S 视点
投影面P
y
m
O
θn
N
Z
x TOT
物面T
YT M
XT
§3.3 投影变换的数学模型
如上图所示，DEM中任一点M在地面坐标系OT－ XTYTZT，a中的坐标为（Xm,Ym，Zm），它在投影平面 P上的像点为m，则m点在投影坐标系O－xy中的坐标 （xm,ym）由下式计算求出：
《裸眼3D技术》课件
CHAPTER
案例分析：某品牌手机应用裸眼3D技术
该手机品牌采用了先进的裸眼3D屏幕技术，通过特殊的显示层和透镜结构，实现了无需佩戴眼镜即可观看3D影像的效果。
硬件配置
利用人眼双视点的视觉差异，通过精确控制屏幕像素的透光和遮蔽，使得左右眼分别接收到不同的图像，从而在大脑中合成出立体的视觉效果。
显示原理
广视角
裸眼3D技术可以与用户进行交互，使用户能够与3D图像进行互动，提供更加沉浸式的体验。
交互性强
观看角度有限
由于裸眼3D技术的原理，用户需要站在特定的角度才能获得最佳的3D效果，角度偏离过大则效果不佳。
技术成熟度待提高
虽然裸眼3D技术取得了一定的进展，但整体上该技术仍处于发展阶段，成熟度有待提高录并再现物体的光波信息，实现裸眼3D显示。
详细描述
基于全息的裸眼3D技术利用全息摄影技术来记录并再现物体的光波信息，从而实现裸眼3D显示。这种技术的优点是立体效果逼真，视角范围广，但缺点是需要使用高精度的全息材料和复杂的制程工艺，且对环境光线要求较高。
通过模拟光场分布，使眼睛在不同角度都能观察到不同的画面，实现裸眼3D效果。
总结词
通过特殊设计的透镜，将图像分离为不同的视角，使双眼能够接收到不同的画面。
基于透镜的裸眼3D技术利用特殊设计的透镜（如柱状透镜、菲涅尔透镜等）来将图像分离为不同的视角，使得双眼能够接收到不同的画面，从而产生立体效果。这种技术的优点是视角范围较广，画面质量较高，但缺点是需要较大的透镜体积和较为复杂的制造工艺。
历史与文化
裸眼3D技术可以模拟真实场景，帮助学生更好地学习和掌握语言。
语言学习
03
营销活动
裸眼3D技术可以为营销活动创造独特的展示效果，提高活动的吸引力和参与度。
案例分析：某品牌手机应用裸眼3D技术
该手机品牌采用了先进的裸眼3D屏幕技术，通过特殊的显示层和透镜结构，实现了无需佩戴眼镜即可观看3D影像的效果。
硬件配置
利用人眼双视点的视觉差异，通过精确控制屏幕像素的透光和遮蔽，使得左右眼分别接收到不同的图像，从而在大脑中合成出立体的视觉效果。
显示原理
广视角
裸眼3D技术可以与用户进行交互，使用户能够与3D图像进行互动，提供更加沉浸式的体验。
交互性强
观看角度有限
由于裸眼3D技术的原理，用户需要站在特定的角度才能获得最佳的3D效果，角度偏离过大则效果不佳。
技术成熟度待提高
虽然裸眼3D技术取得了一定的进展，但整体上该技术仍处于发展阶段，成熟度有待提高录并再现物体的光波信息，实现裸眼3D显示。
详细描述
基于全息的裸眼3D技术利用全息摄影技术来记录并再现物体的光波信息，从而实现裸眼3D显示。这种技术的优点是立体效果逼真，视角范围广，但缺点是需要使用高精度的全息材料和复杂的制程工艺，且对环境光线要求较高。
通过模拟光场分布，使眼睛在不同角度都能观察到不同的画面，实现裸眼3D效果。
总结词
通过特殊设计的透镜，将图像分离为不同的视角，使双眼能够接收到不同的画面。
基于透镜的裸眼3D技术利用特殊设计的透镜（如柱状透镜、菲涅尔透镜等）来将图像分离为不同的视角，使得双眼能够接收到不同的画面，从而产生立体效果。这种技术的优点是视角范围较广，画面质量较高，但缺点是需要较大的透镜体积和较为复杂的制造工艺。
历史与文化
裸眼3D技术可以模拟真实场景，帮助学生更好地学习和掌握语言。
语言学习
03
营销活动
裸眼3D技术可以为营销活动创造独特的展示效果，提高活动的吸引力和参与度。
三维数据场可视化ppt课件
采样数据的预处理
• 生成致密的三角形表面网格来描述几何实体 的表面
• 通过插值得到三角形表面网格每个节点上的 数据
华塑软件研究中心
11
由二维轮廓线重构三维形体（1）
断层扫描数据广泛地存在于医学、生物、地学、环境等应用领域，是一种最简单的三维标量 场。如果各断层问是相互平行的，每一断层与实体的交线就是实体在该断层上的轮廓线，也就 是二维平面上一条封闭的无自交的等值线，如图所示．如原始数据是光栅图像形式，在每一断 层上轮廓线表现为由连续的两相临点间线段组成的一组简单封闭的直线线段，也就是一个封闭 多边形链。
非凸多边形
华塑软件研究中心
多轮廓线
什么是体渲染?
• 体是由三维空间的多个体元（voxel）的三维数组组成
• 组成形式同二维的图像相似，图像由像素组成 • 由CT得到的数据或者其他方式的标量数据场很容易用体表示 • 体元是体的基本组成元素 • 体元的数量太多，如比较小的体含有1283个体元
s(x(t)) : scalar value
c(s(x(t)): color; emitted light
a(s(x(t)): absorption coefficient
D
t
- a(s(x(t’)))dt’
C = c(s(x(t)) e 0
dt
0
华塑软件研究中心
18
光学模型(2)
21
光线投影法的改进
• 性能改进方法
• 使用层次八叉树的结构存储体元 • 完全透明的多个体元由一个体元代替 • 取少量的点进行光线投影，其余点插值获得
• 质量改进方法
• 采样更多的点，如一个像素点采取4点进行光线投影 • 采用透视投影替换平行投影
立体显示技术介绍
3D虚拟现实：
虚拟房地产场景
虚拟游戏场景
互动游戏
虚拟驾驶
THE END
谢谢观赏
实现原理：主动3D是显示设备分 别显示左右眼画面，通过快门式 眼镜进行画面的物理遮挡，同一 时刻，只有一只眼镜看见相应的 画面，在视觉残留的作用下，让 人脑中组合成3D立体画面
。
主动式3D立体：
主动3D眼镜与显示设备的同步有2种方法 1.采用DLP link技术同步，无需外置红外发 射器，成本低，但是传输距离近，稳定性 差。 2.采用红外无线发射器，增加了成本，但 是传输距离远，使用同步信号分配器，还 可以支持多个发射器同时工作，稳定性好。
4D、5D、6D、7D立体：
虚拟过山车
环境4D剧场
体感互动影院
立体显示技术的应用
3D/4D影院：
目前的主动3D大多融合设备融合来实现大画面显示以及异形幕显 示，来增加观众的临场感。 当多台投影机融合实现主动3D时必须考虑和快门式眼镜的信号同 步，解决办法有2种。 1.使用 DLP link技术实现同步----不需要使用发射器，成本低，传 输距离短，稳定性略差 2.使用同步信号分配器来实现同步----传输距离长，信号稳定，成 本略高 选用哪种方式，需要结合项目具体情况。目前使用比较多的是同 步信号分配器方式。 投影机之间的同步通常是通过投影机同步接口的串联来实现。
立体显示原理图-左右眼观察到的图像是有区别的
•3D的概念：Three Dimensional（三个维度）， 这里的维度“原本”指的是“空间方向”的维度， 也就是我们通常理解的X轴Y轴Z轴，三个维度组 成了三维空间-立体空间。2D也就是二维，也就 是X轴Y轴组成的平面。3D电影能看出“一个物 体从屏幕里飞出来”的效果，这就观众感受到是 画面Z轴的效果。） •3D立体投影是为了提升观众的真实感而出现的 一种显示方式。 •从实现原理上来说，就是利用人眼的视觉差和 视觉残留，从而在二维的屏幕上感受到三维的画 面效果。
CT三维重建技术临床应用PPT课件
第二对角支动脉瘤
第21页/共80页
冠 状 动 脉 动 静 脉 瘘 C TA 表 现
右冠状动脉窦房结支—肺动脉瘘显示
第22页/共80页
头 颈 部 C TA 的 成 像 技 术 与 应 用
多 层 螺 旋 C T 的 头 颈 部 C TA 检 查 是 一 种 无 创 、 快 速 、 安 全的头颈部血管病变的检查方法，作为头颈部血管病变的筛 选手段，可同DSA检查相媲美，可在很大程度上取代有创的 DSA检查。
第27页/共80页
先 天 变 异 的 C TA 表 现
左侧椎动脉先天缺失
第28页/共80页
头颈部动脉粥样硬化
左侧颈内动脉钙斑
第29页/共80页
头颈部动脉粥样硬化
双侧颈内动脉硬斑、钙斑并局部血管狭窄
第30页/共80页
头颈部动脉粥样硬化
双侧颈总动脉近段、中、远端、双侧颈内动脉近、远端钙斑形成
第31页/共80页
常使用最大密度投影法（MIP）、最小密度投影法 (MinP)、表面覆盖法(SSD)、多曲面重建（MPR）、容积 再现法（VR）或血管专用软件等重组技术显示图像。通过 测量感兴趣区血管最高值和最低值，定出相应的阈值，通过 编辑软件减去软组织、骨头、静脉或不相关的动脉，在不同 的角度对图像进行观察、分析。
第44页/共80页
主动脉夹层显示
第45页/共80页
主动脉夹层显示
第46页/共80页
主动脉瘤显示
第47页/共80页
肺动脉栓塞
右肺动脉干远段、右肺上叶支及左肺上叶、舌叶、下叶分支栓塞
第48页/共80页
肺动脉发育不良
右侧肺动脉先天发育不良
第49页/共80页
肺动、静脉瘘
双肺下叶外基底段及右肺下叶背段动静脉瘘
第21页/共80页
冠 状 动 脉 动 静 脉 瘘 C TA 表 现
右冠状动脉窦房结支—肺动脉瘘显示
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头 颈 部 C TA 的 成 像 技 术 与 应 用
多 层 螺 旋 C T 的 头 颈 部 C TA 检 查 是 一 种 无 创 、 快 速 、 安 全的头颈部血管病变的检查方法，作为头颈部血管病变的筛 选手段，可同DSA检查相媲美，可在很大程度上取代有创的 DSA检查。
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先 天 变 异 的 C TA 表 现
左侧椎动脉先天缺失
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头颈部动脉粥样硬化
左侧颈内动脉钙斑
第29页/共80页
头颈部动脉粥样硬化
双侧颈内动脉硬斑、钙斑并局部血管狭窄
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头颈部动脉粥样硬化
双侧颈总动脉近段、中、远端、双侧颈内动脉近、远端钙斑形成
第31页/共80页
常使用最大密度投影法（MIP）、最小密度投影法 (MinP)、表面覆盖法(SSD)、多曲面重建（MPR）、容积 再现法（VR）或血管专用软件等重组技术显示图像。通过 测量感兴趣区血管最高值和最低值，定出相应的阈值，通过 编辑软件减去软组织、骨头、静脉或不相关的动脉，在不同 的角度对图像进行观察、分析。
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主动脉夹层显示
第45页/共80页
主动脉夹层显示
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主动脉瘤显示
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肺动脉栓塞
右肺动脉干远段、右肺上叶支及左肺上叶、舌叶、下叶分支栓塞
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肺动脉发育不良
右侧肺动脉先天发育不良
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肺动、静脉瘘
双肺下叶外基底段及右肺下叶背段动静脉瘘
3D基础知识介绍PPT课件
2021/3/9
20 20
放映结束 感谢各位的批评指导！
谢 谢！
让我们共同进步
2021/3/9
21
优点：分辨率、透光率方面能保证，不会影响既有的设计架构，3D显示效果出色 缺点：技术尚在开发，产品不成熟
2021/3/9
16
3
主动快门式3D技术介绍
2021/3/9
17
主动快门式3D技术介绍
常见问题
CROSSTALK(鬼影)：由于受液晶响应速度的影响，如左眼在观看左眼图像时， 会同时看到上一场残留的部分右眼图像，导致左右眼图像重叠，形成重影， 叫crosstalk，任何基于液晶显示的快门式3D电视都存在crosstalk现象。
2021/3/9
5
实现3D显像的技术概述
三、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。 •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，然而需要的计算量极其巨大。 •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。
优点：与既有的LCD液晶工艺兼容，因此在量产性和成本上较具优势 缺点：画面亮度低，分辨率会随着显示器在同一时间播出影像的增加呈反比降低
2021/3/9
14
裸眼式3D技术
柱状透镜(Lenticular Lens)技术
柱状透镜(Lenticular Lens)技术也被称为双凸透镜或微柱透镜3D技术，其最大 的优势便是其亮度不会受到影响。柱状透镜3D技术的原理是在液晶显示屏的前面加 上一层柱状透镜，使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上，这样在每个柱透镜下面 的图像的像素被分成几个子像素，这样透镜就能以不同的方向投影每个子像素。于 是双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素。不过像素间的间隙也会被 放大，因此不能简单地叠加子像素。让柱透镜与像素列不是平行的，而是成一定的 角度。这样就可以使每一组子像素重复投射视区，而不是只投射一组视差图像。
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计算全息三维显示系统
Dennis Gabor在40年代提出全息照相，原理利用胶片同时记录光的振幅 及相位；1967 年Goodman 提出数字全息技术 ， 后来，Thomas Kreis 等提出了实时数字全息，其核心思想就是用一个数字设备光学再现全 息图，来缩短全息操作时间 。
优点：真三维显示，可提供全部深度信息；平面显示，无运动部件。
对观察者头部的位置和观察角度有较严格的限制 ；
不能显示或只能显示很有限的运动视差图片 ；
水平分辨率损失，画面亮度较低 。
研究方向
更精确的深度图；
区域移动补点研究 ；
运动视差图像的研究 ；
新型结构和器件的研究 。
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集成显示技术（Integral Imaging ）
• 集成显示技术又称全景显示，于1908年由 Lippmann发明。
渐变型多模光纤的集成显示技术 优点：子图之间无重叠，再现图像质量高
计算机生成集成显示技术
原理：利用计算机模拟集成图像的记录过程，产生类似由光学仪 器生成的集成显示图像 。 优点：既克服了II成像系统本身存在的一些问题，又能对三维集 成显示图像技术进行深入的理论研究 。
计算机生成集成显示技术
自动立体显示
最新技术
辛辛那提大学基于DMD的自动立体显示系统
自动立体显示
最新技术
剑桥大学横向偏移时分复用多视角显示系统
自动立体显示技术
最新技术 剑桥大学横向偏移时分复用多视角显示系统
最新样机
可50英寸显示范围 供两位观察者同时使 用 图像间隔角度为12°
自动立体显示技术
存在的问题
仍然是基于双目视差原理的；
三维立体显示技术
1 三维立体显示的原理及分类 2 立体显示技术 3 自动立体显示技术 4 集成立体显示技术 5 体显示技术 6 全息三维显示技parallax
两眼看到不同角度的图像（stereoscope ）；由脑部将两眼的图像融合，从而产生 深度感；
•Polarized 3D Glasses（偏振眼镜）
•Shutter 3D Glasses（液晶闪闭眼镜）
•HMD（头盔式）
立体显示技术(Stereoscopic Display)
典型系统
Geforce 3D Vision三维显示系统
液晶闪闭式立体显示系统；
需要高帧频显示器（120HZ ）与其配合使用;
自动立体显示
典型系统
PHILIPS公司屏前透镜（parallax barrier）显示系统
自动立体显示
典型系统
DTI公司视差照明 (Parallax Illumination)显示系统
SHARP公司视障 （parallax barrier）显示系统
自动立体显示
最新技术
SANYO公司屏阶梯栅（Step barrier）技术
发展过程
最早的CGII系统由Chutjian于1968年设计完成； 缺点：不能产生高质量且视差连续的图像 ，生成的图 像存在空白地带 ，不能完成对三维集成显示图像的实时 记录 。
计算机生成集成显示技术
发展过程
时分多路复用集成显示技术
原理：通过使记录和显示微透 镜阵列同步在水平方向振动 ，来 增加对物空间的光线采样, 从而 提高图像的分辨率。
立体显示技术(Stereoscopic Display)
存在的问题
需要佩戴额外的眼镜； 一套系统无法做到多人同时观察； 无法提供全部立体信息（如运动视差等）； 长时间使用有不适感；
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自动立体显示原理
• 通过屏幕上的特殊 光学结构，使左右 眼图像分离，并投 射到不同的空间上 以实现裸眼立体显 示。
PLANAR公司 SD2420W立体显示器
分辨率:最高1920*1200；
单眼帧频:75HZ；
特点：使用两块不同偏振方向 的LCD显示器，解决了单眼帧频 过低的问题。
立体显示技术(Stereoscopic Display)
典型系统
• 美国陆军航空与导弹司令部的紧凑型双液晶偏振立体显示系统
特点：在保留常规双LCD 偏振分光立体显示系统优点 的同时解决了体积过大，不 能在恶劣环境使用的问题。
-Motion parallax
当观察位置变化时，观察到的图像也会随 之变化；这也会形成深度感
-Accommodation
眼睛聚焦的程度也会影响显示物体的深度 感。
三维立体显示技术的分类
目前，三维立体显示技术从显示空间上划分可分为两类：
1.二维平面
-通过平面屏幕显示 三维空间物体
2. 三维空间 -在三维空间中模
基于数字合成全息技术的三维显示技术
利用计算机图形软件,产生一 系列带有视差的二维图像,并 用电寻址的透射液晶屏以相 干光图像的形式显示出来；
将每一幅二维视差图像在光 致聚合物胶片上记录一幅 2mm ×2mm 的反射式像素全 息图(Hogel) ；
利用计算机控制的分步重复 技术,将上万个“Hogels”排列 成一个60cm ×60cm的全息图 单元；
拟产生体像素点
•立体显示(Stereoscopic Display) •自动立体显示 (Autostereoscopic Displays ) •集成图像显示 (Intergral Image) •全息显示
•体三维显示
立体显示技术(Stereoscopic Display)
原理：通过立体眼镜使左右 立体眼镜的种类： 眼分别看到不同的图像 •Anaglyph 3D Glasses（红绿眼镜）
优点：可有效的提高再现图像 质量，增大视角。
计算机生成集成显示技术
存在的问题及发展的方向
目前II技术还远未达到实用化的水平。当前限制该技 术发展的因素主要集中在记录再现设备、记录场景有限的 景深和视角范围以及定位与速度几个问题上。
视角问题：主要通过改变微透镜的折射率和通过移动微 透镜的位置 生成速度以及定位问题 。
• 一种用微透镜阵列来记录和显示全真三维场景 的三维图像技术。
集成显示技术
发展过程
集成显示的深度反转 现象(pseudoscopic)
二次记录法 优点： 解决深度反转(pseudoscopic )问题 缺点：图像质量大大下降，空间信 息丢失
集成显示技术
发展过程
基于自校正传输屏技术 优点： 损只失有小一；次记录过程，图像 不损失景深和深度信息
计算全息三维显示系统
Dennis Gabor在40年代提出全息照相，原理利用胶片同时记录光的振幅 及相位；1967 年Goodman 提出数字全息技术 ， 后来，Thomas Kreis 等提出了实时数字全息，其核心思想就是用一个数字设备光学再现全 息图，来缩短全息操作时间 。
优点：真三维显示，可提供全部深度信息；平面显示，无运动部件。
对观察者头部的位置和观察角度有较严格的限制 ；
不能显示或只能显示很有限的运动视差图片 ；
水平分辨率损失，画面亮度较低 。
研究方向
更精确的深度图；
区域移动补点研究 ；
运动视差图像的研究 ；
新型结构和器件的研究 。
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集成显示技术（Integral Imaging ）
• 集成显示技术又称全景显示，于1908年由 Lippmann发明。
渐变型多模光纤的集成显示技术 优点：子图之间无重叠，再现图像质量高
计算机生成集成显示技术
原理：利用计算机模拟集成图像的记录过程，产生类似由光学仪 器生成的集成显示图像 。 优点：既克服了II成像系统本身存在的一些问题，又能对三维集 成显示图像技术进行深入的理论研究 。
计算机生成集成显示技术
自动立体显示
最新技术
辛辛那提大学基于DMD的自动立体显示系统
自动立体显示
最新技术
剑桥大学横向偏移时分复用多视角显示系统
自动立体显示技术
最新技术 剑桥大学横向偏移时分复用多视角显示系统
最新样机
可50英寸显示范围 供两位观察者同时使 用 图像间隔角度为12°
自动立体显示技术
存在的问题
仍然是基于双目视差原理的；
三维立体显示技术
1 三维立体显示的原理及分类 2 立体显示技术 3 自动立体显示技术 4 集成立体显示技术 5 体显示技术 6 全息三维显示技parallax
两眼看到不同角度的图像（stereoscope ）；由脑部将两眼的图像融合，从而产生 深度感；
•Polarized 3D Glasses（偏振眼镜）
•Shutter 3D Glasses（液晶闪闭眼镜）
•HMD（头盔式）
立体显示技术(Stereoscopic Display)
典型系统
Geforce 3D Vision三维显示系统
液晶闪闭式立体显示系统；
需要高帧频显示器（120HZ ）与其配合使用;
自动立体显示
典型系统
PHILIPS公司屏前透镜（parallax barrier）显示系统
自动立体显示
典型系统
DTI公司视差照明 (Parallax Illumination)显示系统
SHARP公司视障 （parallax barrier）显示系统
自动立体显示
最新技术
SANYO公司屏阶梯栅（Step barrier）技术
发展过程
最早的CGII系统由Chutjian于1968年设计完成； 缺点：不能产生高质量且视差连续的图像 ，生成的图 像存在空白地带 ，不能完成对三维集成显示图像的实时 记录 。
计算机生成集成显示技术
发展过程
时分多路复用集成显示技术
原理：通过使记录和显示微透 镜阵列同步在水平方向振动 ，来 增加对物空间的光线采样, 从而 提高图像的分辨率。
立体显示技术(Stereoscopic Display)
存在的问题
需要佩戴额外的眼镜； 一套系统无法做到多人同时观察； 无法提供全部立体信息（如运动视差等）； 长时间使用有不适感；
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自动立体显示原理
• 通过屏幕上的特殊 光学结构，使左右 眼图像分离，并投 射到不同的空间上 以实现裸眼立体显 示。
PLANAR公司 SD2420W立体显示器
分辨率:最高1920*1200；
单眼帧频:75HZ；
特点：使用两块不同偏振方向 的LCD显示器，解决了单眼帧频 过低的问题。
立体显示技术(Stereoscopic Display)
典型系统
• 美国陆军航空与导弹司令部的紧凑型双液晶偏振立体显示系统
特点：在保留常规双LCD 偏振分光立体显示系统优点 的同时解决了体积过大，不 能在恶劣环境使用的问题。
-Motion parallax
当观察位置变化时，观察到的图像也会随 之变化；这也会形成深度感
-Accommodation
眼睛聚焦的程度也会影响显示物体的深度 感。
三维立体显示技术的分类
目前，三维立体显示技术从显示空间上划分可分为两类：
1.二维平面
-通过平面屏幕显示 三维空间物体
2. 三维空间 -在三维空间中模
基于数字合成全息技术的三维显示技术
利用计算机图形软件,产生一 系列带有视差的二维图像,并 用电寻址的透射液晶屏以相 干光图像的形式显示出来；
将每一幅二维视差图像在光 致聚合物胶片上记录一幅 2mm ×2mm 的反射式像素全 息图(Hogel) ；
利用计算机控制的分步重复 技术,将上万个“Hogels”排列 成一个60cm ×60cm的全息图 单元；
拟产生体像素点
•立体显示(Stereoscopic Display) •自动立体显示 (Autostereoscopic Displays ) •集成图像显示 (Intergral Image) •全息显示
•体三维显示
立体显示技术(Stereoscopic Display)
原理：通过立体眼镜使左右 立体眼镜的种类： 眼分别看到不同的图像 •Anaglyph 3D Glasses（红绿眼镜）
优点：可有效的提高再现图像 质量，增大视角。
计算机生成集成显示技术
存在的问题及发展的方向
目前II技术还远未达到实用化的水平。当前限制该技 术发展的因素主要集中在记录再现设备、记录场景有限的 景深和视角范围以及定位与速度几个问题上。
视角问题：主要通过改变微透镜的折射率和通过移动微 透镜的位置 生成速度以及定位问题 。
• 一种用微透镜阵列来记录和显示全真三维场景 的三维图像技术。
集成显示技术
发展过程
集成显示的深度反转 现象(pseudoscopic)
二次记录法 优点： 解决深度反转(pseudoscopic )问题 缺点：图像质量大大下降，空间信 息丢失
集成显示技术
发展过程
基于自校正传输屏技术 优点： 损只失有小一；次记录过程，图像 不损失景深和深度信息