三维显示技术

，
体 三 维 显 示 和 全息 三 维 显 示 三 种 类 型
。
晶 显 示 屏 前 加 柱 状 透 镜
的 焦 平面上
， ，
，
使液 晶屏 的 像 平 面 位 于 透 镜
每个 柱 透 镜 下 的 图 像 像 素 被 分 成 多 个 子
，
像 素 透 镜 以 不 同 的 方 向 投 影 每 个 子 像素 因 此 进 人 左
Ｓ ｃｈ ｏ ｏｌ ｏｆ Ｍ ｅ ｃｈ ａｔ ｒ ｏｎ
Ｓ ｈ ａｎ
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，
Ｓ ｈ ａｎ ｇ ｈ ａ Ｕｎ
ｉ
ｉ
ｖ ｅｒ ｓ ｉ ｔ
，
ｈａｉ 2 0 0 0 7 2
．
基 于 透 镜 阵 列 的 裸 眼 分 光 立 体 显 示
多 人 的 瞳 距 不 在 此范 围 内
所 以 无 论 佩戴 眼 镜 还 是 裸 像 信息 全 息 三 维 显 示 技 术被 认为 是 目 前 最 理 想 的 真 维 牙 物 学 4 三 显 理 图 怎 适 看 9 7 年 匈 利 家伽 博 Ｄ 示技 术 么舒 眼 直 接 观 看 分光 立 体 显 示 像 都 不 观 时
，
，
不 需 要 配 戴 任何 三 用 多 层 液 晶 面 板 结 构 会 受 到 液 晶 面 板 透 射 率 过 小 透
，
一
维 立 体 眼 镜 缺 点 是 观 看视 角 小 观 看 距 离 有 限
、 、
，
般过 率 小 于
1
0
％） 的 影 响
，
图 像亮 度 不 够 理 想
，
。
这 些 技术
。
大力 发 展 的 前 沿 科 研 领的 图 像 经 大 脑 融 合 成 三 维 影 像
、
微 柱 透 镜式 裸 眼 三 维
。
，
目
前 较 为 成熟 的 三 维 显 示 技 术 有 分 光 立 体 显 示 技 术 利 用 柱 状透 镜 阵 列 实 现 裸 眼 三 维 其 原 理 是 在 液
，
。
观看 者 在 观 看时 因 视 觉 暂 留 作 用 大 脑 中 全 息 三 维 显 示 技 术 利 用 两 束 相 干 光
，
，
其中
一
束经
形 成 了 具有 真实 立 体 感 的 三 维 影 像
Ｄｅ ｐｔ ｈＣ ｕｂｅ
。

．
真 实物 体 表 面 反 射
三 息
，
、
携 带 了 物 体 表 面 的 强 度 和 相 位信
” “
日
俱增
一
，
时间
“
，
全息影
定 空 间 里 合 成 出 富 有 真实 立 体感 的 三 维 立 像
，
全 息 显示
2 0 0 9
（
，
” “
全 像术
”
等名 词 在 各大 媒 体 上 大 量 出
，
体 影 像 体 三 维 显 示 有扫 描 体 显示 和 固 态 体 显 示 两 种 现 前者 以
同 的图像
。
，
偏 振 眼 镜 两 眼 镜 式 分 光 立 体 显 示
，
每个 镜 片 仅 能 通 过
因 此 进 人 左 右 眼 的 是 两 幅 不横 向 ／竖 向 柱 透 镜 阵 列
，
该分 光 立 体 显 示 系 统 的 工 作 原 理 是 两 台 投
一￣
＾
均 勾 背 光板
， ：
Ｐｅ ｒｓｐ ｅ ｃ ｔａ
的结构
。
采 用 的 是 柱 面 轴 心 旋 转 外 加 空 间 投 影 是 全息 专家 随 后 揭 开 真 相 全 息 三 维视 频 显 示 技 术 还 全 示 的 没 开 所 用 可 ａ 能 息 技 正 真 的不 个 物 体 三 维 特 征 时 Ｐ ｅ ｒｓ ｐｅ Ｃ 首先 有 被 发 出 来 Ｃ ＮＮ 是 显
（ｌ ｉ
信息 作 为下
域
一
ｑ
ｕ ｉ ｄ ｃ ｒ
ｙ
ｓ ｔ ａｌ ｄ
ｉ
ｓ
ａ ｐ ｌ ｙ Ｌ Ｃ
，
Ｄ）

面板间 的视 差障壁
，
将左
代 新 型 显 示 技术
，
可 以 真实 展 现 事 物 的 眼 和 右 眼 的 可 视 画 面 分 开
，
观 者看 到 的 两 幅 具有视 差
。
三 维 立 体显 示 已 成 为 世 界 各 国
影 仪 投 射 出 的 光 束 通 过 偏 振片 变 成 两 束 偏 振 方 向 互 相显 示 屏 面 板
垂直 的 偏 振 光
，
，
光线 分 别 进 人 麵 者 的 左 右 眼 形成 立
。
体 图 像 佩 戴 者 就 置 身 于 立 体视 觉 空 间
头盔 立 体 显示
观察 者
高 洪跃 副 教 授 上 海 大 学机 电 工 程与 密测 量实验 室 上海 2 0 0 0 7 2 ｈｕ ａｏ ｈ ｙ ｅ ＠ ｇ
2 2


2 0
1
5
年
5
月
对，
（
6 7
卷
3
期

）

前 沿 Ｆ Ｒ Ｏ Ｎ Ｔ
Ｉ
Ｅ Ｒ

右 眼 的 子 像 素 不 同 进 而 产 生 视 觉 立 体 裸 眼式 分 光 立 显 示 效 果 有背 景 噪 声
，
。
。
固 态 体 三 维显示 器 系 统 由 于采
（
体 显 示 的 优 点 是 可 裸 眼 直接 观 看
。
早在
可 以 产 生 真 实 物 理 深度 的 真 三 维 显 示 技 术 更 符 1
，
，
年 代 电 影 《 星 球 大 战 》 中 就 有 全息 三 维 显 示 的 场 年 三 维 电 影 《 阿 凡 达 》 上 映 引 起 轰 动 其 震撼
， ， ，
合 人 眼 观 看 习 惯 不 会造 成视 觉 疲 劳 而 且显 示 的 图 像 景 更 真 实 体 三 维 显示 是
。
一
2 0 0 9
种 真 三 维 显 示 技术 它 通过 光 的 三 维 效 果 带 给 观 众 与 众 不 同 的 全 新 观 影 体 验
，
大家
学 元 器件 的 髙 速 运 动 和 高 频 光 投 影 等 技 术 维 图 像在
。
一
，
将 多 幅 二 对 三 维 显 示 的 关 注 和 需 求 与

前
沿 Ｆ Ｒ Ｏ Ｎ Ｔ
Ｉ
Ｅ
Ｒ

二
维显疋技
ｉ
ｉ ｆ
◎高洪 跃
现 实世界 是 三 维 立 体 的 照 片 影 像 里 的世 界 都是 二 维 平 面
，
、
。
传统显示技术 无
一
法 真 实 重现 客 观 世界 三 维 显 示 技 术 却 能 将 物 体 旳 深 度 感 层 次 感 空 间 位置 等
一
，
ｔ
，
通 过软 件生 成 该 物 体 的
二 维 屏 幕上
1
9 8
张＆ 面 图
，
然 后 用 髙 速 投 术 只 是 普通 的 视 频处 理技 术
，
。
事实 虽 令 人 失 望 却 反
，
影 仪 快 速 连 续 地 将各 视 角 下 的 二 维 图 像 投 影 到 旋转 的 映 了 业 界 和 社 会 对 全 息 三 维 显 示 的 热 切 盼 望
中
国以
6 2
．
或
。
6
．
3
厘 米作 为 基 准 瞳 距 欧美 以
，
，
6
．
5
厘米为
，
＃ ｓ


ｌ
＝
ｍｍ ｒ 不
，
基 准瞳 距
但 实 际 上 每 个人 的 瞳 距都 不 相 同 而 且 很 全 息
。
，
（
ｈ ｏｌｏ
ｇ ｒａ ｐ
ｈ
—
ｙ
）
词 来 自 希 腊语 意 思 是 全部 图
，
在 观看 物 体 时
，
，
眼 睛 视 网 膜 接 收 到 的 两 幅有 视 差
，
的 图 像 经 过 大 脑 复杂 的 综 合 处 理 后 人 就 能 区 分物 体 不 同 区 域 的 明 暗 前后 远近 从而 看 到 立 体 的 物体
“ ” 、 、
，
。
基于 双 目 视 差原 理 的 三 维 立 体显 示称 为分光 立 体 显 示
，
主 要 有 两 种 实 现形 式 另
一一，种 是眼 镜 式 分 光 立 体 显
。
＿ ＿
丨

＾
＜
－
—
〉
＾
Ｉｒ
示
，
种 是 裸 眼 式 分 光 立 体 显 示 投 影 仪 偏 振 片屏 幕 偏 振 眼 镜
，
在 基 于 偏 振 眼 镜 的 分 光 立 体显 示 中 个 镜 片 的 光 线 偏 振方 向 相 互 垂 直 与其 偏振方向 相 同 的光
。
，
。
1
，
（
．
观 看者 的 脑 力 负 担 会 加 重 不 宜长 时间 观 看 严 重 者会 Ｇ ａｂ ｏｒ 发 明 了 全 息 照 相 法 当 时 主 要 研 究 的 是 为 提 高