三维显示的技术
3d光场屏 原理
3d光场屏原理3D光场屏（3D Light Field Display）是一种能够呈现真实的三维视觉效果的显示技术。
它的工作原理基于光场成像的概念，通过模拟光线在空间中的传播和交互，使观众能够看到物体的真实深度和逼真的立体效果。
以下是3D光场屏的基本原理：1.光场成像：光场是描述光线在三维空间中传播和传递信息的数学模型。
光场包括光线的方向、强度和相位等信息。
3D光场屏通过模拟和显示光场，使观众能够感知物体的深度和在真实空间中的位置。
2.微透镜阵列：3D光场屏通常使用微透镜阵列来捕捉和显示光场。
微透镜阵列是由许多微小透镜组成的阵列，每个微透镜都能够捕捉特定方向的光线。
这些微透镜捕捉到的光线经过适当的处理后，形成了可在特定视角看到的图像。
3.多视点显示：3D光场屏能够提供多视点显示，即在不同的观察角度下呈现不同的图像。
通过微透镜阵列的配置，屏幕能够同时向观众展示多个视角的图像，使观众在移动或改变视角时能够感知到立体效果。
4.视差效应：3D光场屏利用视差效应，即通过左眼和右眼观察到的图像之间的差异来模拟深度感。
通过微透镜阵列的设计，屏幕能够产生不同视角下的视差，使观众感知到物体的深度和距离。
5.透镜调制和计算技术：在3D光场屏中，透镜的调制和计算技术非常关键。
通过对透镜的精确调制和对捕捉到的光场进行复杂的计算，屏幕能够实现高质量的立体效果。
总体而言，3D光场屏通过模拟和处理光场，以多视点显示和视差效应为基础，为观众提供逼真的三维图像。
这种显示技术在虚拟现实、医学成像、设计领域等方面有着广泛的应用前景。
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
全息三维显示技术的研究与实现
全息三维显示技术的研究与实现第一章绪论随着科技的不断发展，全息三维显示技术逐渐变得日益重要。
全息三维显示技术是一种生产和显示三维图像的过程，目前已经被广泛应用于医学、生物、军事、教育等领域。
本文将介绍全息三维显示技术的研究和实现情况。
第二章全息三维显示技术的研究2.1 原理和发展历史全息三维显示技术是基于全息术原理发展而来的。
全息术是一种从三维空间中获取、存储和呈现物体光学信息的方法。
在全息术中，由物体反射的光束被分成自然的波前和波后两个部分，然后利用镜面反射，把其中的一个部分光束从相应的表面中分开，通过光电效应产生干涉条纹。
干涉条纹记录了光波的相位和振幅信息，从而可以还原出三维物体的形状和位置，形成全息三维图像。
2.2 核心技术及其应用领域全息三维显示技术的关键技术包括全息记录和再现设备、全息材料和全息图像处理算法。
全息记录和再现设备是实现全息三维显示过程的基础，其中包括全息照相机、全息立体成像光源和全息显像装置等。
全息材料是记录全息图像所需的材料，通常是银盐或高分子复合物等。
全息图像处理算法是为了提高全息图像的清晰度和层次感，在全息技术的研究和应用中发挥着重要的作用。
全息三维显示技术有广泛的应用领域，例如医学、生物学、军事、文化遗产保护、教育和娱乐等。
在医学领域，全息三维显示技术已经被广泛应用于人体解剖学和疾病诊断等方面。
在其他领域，全息三维显示技术被用于模拟和分析燃烧过程、研究流体力学和模拟地震等自然灾害等。
第三章全息三维显示技术的实现3.1 设计和制作全息照相机全息照相机是实现全息三维显示的关键设备之一。
全息照相机的制作需要依据光学原理进行设计和制作。
全息照相机的制作分为五个步骤：制作初始参考光束、制作样品全息、制作参考光束和样品全息相遇的母盘、全息聚焦、复制。
其中，全息聚焦是制作全息照相机过程中最为关键的一步。
3.2 制作全息材料全息材料是实现全息三维显示的关键材料之一。
全息材料通常由两部分构成，即可散射成份和波长选择的光敏成份。
3D视频技术原理及应用
3D视频技术原理及应用内容摘要目前许多研究者已经把三维显示系统作为下一代最有潜力的显示系统,并已经提出了许多三维显示技术,如，眼镜式三维显示、三维体显示、全息显示等几大类。
本文首先介绍了三维显示技术的背景和发展概况，接着简要介绍了各种三维显示技术的原理及特点，最后介绍了３Ｄ技术在各个领域上的应用。
关键词：3Ｄ技术，分类,原理,特点,应用一、３Ｄ成像原理（一）什么是3Ｄ3D – 3 Dimension即三维立体,是相对于2D平面的一个概念。
我们人类所生存的世界就是一个三维的空间,我们在现实世界中观察到的物体也都具有三个维度：高度、宽度和深度，我们早已习惯了3D的世界。
然而由于技术发展的局限性，在电影、广播电视以及印刷等媒体世界中，我们被局限在了二维世界。
(二）3Ｄ影像的特点立体逼真：3D影像与人类现实生活中习惯的场景达成了一致，更加的逼真；临场感强：3D 影像的立体感、景深，让观者产生身临其境的感觉; 强烈视觉冲击：可以利用3D影像特点制造各种强烈的视觉冲击，如体育比赛直播、演唱会现场直播,以及各种宏大的电影场景。
（三）立体视觉的根源人天生具有两只眼睛，而两只眼睛间的距离大体为6~7厘米。
正是由于这6~7厘米的距离，当人的双眼注视一个物体时,双眼看到的景象并非一致，而是存在细微的差别.存在细微差别的两幅二维图像，经过大脑的合成最终呈现出立体感。
3D影像技术正是利用了双眼分视原理，在节目拍摄的过程中，摄像机在工作模式上模仿人的双眼，左右镜头分别拍摄一幅具有细微差别的二维图像.在观看3D影像时，采用各种技术，以保证让左眼只能看到摄像机的左镜头所拍摄的影像，而右眼只能看到摄像机的右镜头所拍摄的影像。
两幅存在细微差别的二维影像经过大脑的合成，产生立体影像。
（四）3Ｄ影像发展简史早在1839年,英国科学家查理·惠斯顿爵士根据“人类两只眼睛的成像不同”发明了一种立体眼镜，让人们的左眼和右眼在看看到两幅存在差异的图像以产生立体效果。
关于vr三维显示技术的文献
关于vr三维显示技术的文献VR三维显示技术是一种创新的技术，它能够将用户置身于一个虚拟世界，让用户身临其境地体验各种场景与情境。
随着VR技术的不断发展，三维显示技术在VR应用中扮演着重要的角色。
本文将介绍VR三维显示技术的原理、应用以及未来的发展趋势。
首先，我们来了解一下VR三维显示技术的原理。
VR三维显示技术通过模拟人类视觉系统的工作原理来创造出真实的三维感觉。
它利用两个显示器分别给左右眼提供不同的图像，再通过VR眼镜或头戴式显示设备将这些图像传递给用户的眼睛。
用户的大脑会将这两个图像融合在一起，产生出立体感。
接下来，我们来看一下VR三维显示技术的应用。
VR三维显示技术在娱乐、游戏、教育、医疗等领域都有广泛的应用。
在娱乐方面，用户可以使用VR眼镜来观看电影、玩游戏等，身临其境地享受沉浸式体验。
在教育方面，教师可以利用VR技术创建虚拟实验室、虚拟场景等，帮助学生更好地理解知识。
在医疗方面，医生可以使用VR技术进行手术模拟、治疗辅助等，提高治疗效果。
未来，VR三维显示技术有着广阔的发展前景。
随着计算机图形技术的不断进步，VR三维显示技术的图像质量将会得到更大的提升。
同时，随着硬件设备的更新换代，VR眼镜、头戴式显示设备等产品也会变得更加轻便、舒适。
此外，随着5G技术的普及和应用，VR三维显示技术也能够获得更快的数据传输速度，实现更低的延迟，从而提供更加流畅的用户体验。
总结来说，VR三维显示技术以其独特的体验效果在各个领域得到了广泛的应用。
随着技术的不断发展，VR三维显示技术的应用前景不可限量。
我们有理由相信，在不久的将来，VR三维显示技术将在我们的生活中发挥越来越重要的作用，为我们带来更加丰富、真实的虚拟体验。
三维立体显示技术在医学诊疗中的应用
杨 健 张 盼 刘 越北京理工大学三维立体显示技术在医学诊疗中的应用关键词：医学诊疗 三维显示何为医学三维立体显示提起三维显示技术，相信大家并不陌生。
在影院中，我们可以看到逼真的三维立体电影；玩三维游戏时的画面感场景使我们犹如身临其境；使用地图导航时，直观的立体景象使我们的出行更加方便；面对已经消逝的皇家园林——圆明园，通过增强现实显示技术，将模拟重建后的场景叠加到真实的废墟上，我们依旧可以一睹它昔日的辉煌。
三维立体显示技术已经渗透到我们生活中的每一个角落，它的应用无疑加强了我们对世界的感知和对生活的认识。
现实世界是三维的，人们在观看一个空间物体时，双眼可以得到两幅具有视差的图像，经视神经中枢的融合反射和视觉心理反应，便产生了三维立体感觉。
传统的图像显示方法是二维显示，它只能显示出物体在某一个方向上的平面信息，并不能准确地表示物体的相对位置并提供图像的深度数据，不能全面地传递人们所需要的信息。
根据人们的视觉需求,三维立体显示技术应运而生。
当前的主流技术是根据视差产生立体视觉的原理，通过特殊显示方法将两幅具有视差的左图像和右图像分别呈现给左眼和右眼，使人们获得如同实物再现般的三维感觉。
现代三维立体显示以其可视化、数字化等特点在众多领域中得到了广泛应用。
如在计算机图形学中，立体显示带给用户身临其境的体验；在考古学中，对古物进行立体还原，方便考古学家研究和保护古物；在遥感测绘中，三维立体显示可实现对地形地貌的精确观察和测量；在医学领域，三维立体显示也开始渗透到各个应用方向，并已得到一定程度的发展。
在传统的医疗诊断中，医生主要通过观察各个切面的断层图像从而实现对病灶的诊疗。
但仅凭医生“在头脑中重建”患者的三维组织结构难以准确地确定病灶的空间位置、大小、严重程度以及与周围生物组织之间的空间关系。
传统诊疗方法很大程度上依赖于医生的主观判断，难以对病情做出精确分析。
因此，临床诊疗迫切需要一种有效的技术，使医生能从三维医学数据中提取所蕴涵的信息，并将这些复杂的信息及其相互关系直观地显示出来，帮助医生对病灶和周围组织进行全面准确的分析，制定精确的治疗计划，提高诊治的准确性和有效性。
三维显示技术概念
三维显示技术概念
三维显示技术概念
随着科技的快速发展，人们对于图像的需求也越来越高。
三维显示技
术应运而生，为人们呈现了更为真实的图像效果。
三维显示技术是一
种将平面图像以立体形式呈现的技术，这种技术不仅可以在娱乐方面
得到应用，还广泛应用于医疗、工业等各个领域。
三维显示技术的核心是如何将平面图像转变为立体图像。
这种技术可
以通过使用3D建模软件或者相机的三维成像来实现。
然后，通过将左右两张视角稍微不同的图像投射到分别对应的左右眼睛上，让人类视
觉产生错觉，从而呈现出立体图像效果。
三维显示技术不仅拥有更加丰富的图像效果，还可以帮助人们更好地
获取信息。
比如，在医疗领域，三维显示技术可以将人体呈现为立体
模型，医生们可以通过对这些模型的观察诊断病情、进行手术规划等。
在工业领域，三维显示技术可以用来帮助制作样品，也可以用来进行
物流规划等。
在娱乐领域，三维显示技术则是带给人们更加真实的视
觉效果，使得观看电影、玩游戏等成为更加美好的体验。
三维显示技术发展至今已经取得了一系列重大成果，比如可以实现全息立体图像、曲面折射立体图像等。
这种技术的发展已经不再局限于制造立体眼镜，我们已经可以看到越来越多采用裸眼3D显示技术的电视、电影等产品，而随着技术的不断进步，我们相信未来三维显示技术将会有更加广泛的应用场景。
总之，三维显示技术的出现使得人们的视觉体验更加真实且丰富，也为人类在诊断、规划等方面提供了更好的帮助。
相信在不久的将来，三维显示技术将会越来越成熟，为人们带来更加惊喜的效果。
高分辨真三维显示中的体素化及均匀化方法
高分辨真三维显示中的体素化及均匀化方法高分辨真三维显示中的体素化及均匀化方法引言随着计算机科学和图形学的不断发展，三维图形技术也得到了广泛的应用。
而高分辨真三维显示作为图形学领域中的一项重要技术，对于三维图形的显示和处理具有很大的帮助。
在高分辨真三维显示中，体素化技术和均匀化方法是两个必不可少的技术，可以提高三维图形的显示效果和用户体验。
本文主要介绍高分辨真三维显示中的体素化技术和均匀化方法，希望能够为读者提供一些参考和帮助。
一、体素化技术体素化是指将三维物体转换成一系列体素（三维像素）的过程。
体素化技术可以将三维图形处理成一个个虚拟的立方体，这些立方体可以表示三维场景中的每一个物体。
其中，每一个立方体像素的颜色都可以用来描述场景中该立方体的物体的颜色或属性。
在高分辨真三维显示中，体素化技术主要包括以下几个方面：1、体素数据结构体素数据结构是一种用于存储三维图形的数据结构。
通常情况下，体素数据结构可以分为三种类型：块状体素、栅格体素和自适应体素。
其中，块状体素和栅格体素是比较基本的体素数据结构，而自适应体素则是一种更加先进的体素数据结构。
块状体素和栅格体素都是由固定大小的立方体体素组成的，区别在于块状体素的立方体必须是相邻的，而栅格体素则可以是不相邻的。
2、体素模型重建体素模型重建是指根据输入的点云数据集建立起符合点云表面特征的三维模型。
体素模型重建技术可以使用各种算法进行，例如基于网格重建的方法、基于流形理论的方法、基于深度图像的方法等。
其中，基于深度图像的方法是一种常用的体素模型重建方法，可以使用深度相机采集场景深度图像，并使用基于解析法的体素模型重建算法，将二维图像转换成三维模型。
3、体素叶子节点的表示体素树（VoxTree）是将物体划分成立方体体素后所得到的一种层次结构。
在体素树中，每一个叶子节点都可以存储着一个立方体体素。
可以使用不同的叶子节点表示方法，如图片压缩技术、树状体素分割算法、分段算法等。
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3、多视点自由立体显示
• 技术发展：基于前述能产生有深度感的立体图像技 术上，建立具有多视点的立体显示效果。该技术产 生除具有前述深度感的图像外，随着观察者水平位 置变化的同时，图像产生随之旋转的效果，与人在 水平运动中眼睛观察真实物体的效果相似。
多视点自由立体显示器
三、三维显示技术应用展望
• 在医学方面： 1、可以获得真实的三维图像，帮助医生准确 地定位； 2、在手术训练系统中，通过该显示器，可以 更直接地与人体图像进行交互，从而提高 培训效果。 • 在游戏开发、家庭娱乐方面： 真实的模拟，让人真切体会游戏娱乐带来 的乐趣场景。
② 另外一些自动立体显示技术是将显示分辨率提 到很高，以制造一些可以看到三维的“区域”。 下图就是采用两台AMLCD显示器上下组合，并将 分光镜装于两者之间。
采用StereoMirror技术的立体显示器
使用这种立体显示器的用户需要戴上偏光 眼镜，以使左眼只能看到下面显示器的图像， 而右眼只能看到上面显示器的图像，放置分 光镜的目的是使用户感觉在观看一个显示器。 双眼会看到连续的、无闪烁的图像，而 不会发生在通常二维显示器中要观察到同样 图像需要在分辨率、色彩、对比度或图像质 量等方面折中取舍的情况。虽然这种方案比 类似的自动立体设备要大很多，但高清晰的 立体图像令人观看舒适。
双目视差技术的本质 • a.首先通过软件和电路功能使某一时刻的一 对视差图像，左眼视图输出到LCD偶数列 像素上，右眼视图输出到LCD奇数列像素 上； • b.然后使用如柱面光栅等手段使观察者的左 眼只能看到偶数列像素上的信息，右眼只 能看到奇数列像素上的信息； • c.通过大脑的综合，形成具有深度感的立体 图像。
• 在军事方面： 通过立体三维显示技术，建立三维电子 沙盘，可以非常方便地变换场景，而且可以 随意对战场环境进行缩放、旋转和评议操作， 可以将战区场景随意拉近和拉远，有利于战 区指挥官洞悉整个战区环境，便于指挥作战。 • 在广告业方面： 可以显示需要演示的产品，既能提供真三维 效果，同时又减少了真实样品的损坏
双 目 视 差 立 体 显 示 图 像 源
1、沉浸式系统
• 原理：基于双目视差立体显示技术，需要佩带诸 如偏振眼镜、互补色眼镜或液晶光开关眼镜等辅 助工具。 特点：尽管立体显示效果（深度感）比较优良， 但是人眼被完全占据，人眼除了观看屏幕外无法 进行其他工作，在很多场合并不适用，常用在航 空模拟等专用场合。
③ 另外一种产生立体视觉的方法是采用一 对儿叠在一起的液晶面板，第一块面板控 制像素密度，而另一块控制偏光方向。高 亮度的背光也需要校准以减少相邻像素的 漏光，而且一块漫散屏被放在显示器的前 面用于拓宽校准光源的视角。液晶板上显 示的每幅图像都根据接收到的立体图像对 来计算偏光方向，用户也需要佩戴偏光眼 镜来分离左右眼图像。
• 第三，优秀的立体显示设备一定是容易安 装和使用的，而且与计算机、图像卡和软 件等的接口简单。使用三维显示技术来观 看复杂数据和图像的用户，应该将他们的 注意力集中在所观看的内容而不是观看的 手段。Leabharlann 二、三维立体显示技术的分类
• 现代的三维显示方式是希望通过一个3D显 示器来直接显示三维图像，从而使得表现 出的三维物体既有心理景深，更有物理景 深，而且，多个观察者不需要任何辅助设 备，就可以从多个角度直接观察三维物体， 就像人们观察金鱼缸里面的金鱼一样，这 是一门综合技术，而且是基于体素的，因 此，这种显示器称为真三维显示器。
当今的立体视觉
• 科技的进步正逐步使我们在显示器上观看 的图像和我们用双眼直接看到的事物相一 致，这是由于有很多种原因促使人们对三 维显示感兴趣。 • 许多专业应用需要具有立体感的视觉，还 有一些场合采用三维图像从复杂的虚拟数 据中快速而更加精确地抽取信息，并且具 有改善交互效率和减小图像信噪比的优势。
一、三维立体显示技术
众所周知，现实世界是一个立体空间， 由于物体都存在三维尺寸和空间位置关系， 因此只有立体显示器才能够真实的重现客 观世界的景象，即表现出图像的深度感、 层次感、真实感以及图像的现实分布状况。
• 我们绝大多数人所看到的世界都是三维的， 而所触及的几乎所有介质，无论是印刷的、 照片或影像，都是二维的。 • 人类实现三维影像的历史已经很久了，采 用多种技术来创建需要的虚拟视差，以产 生立体感。 • 如今，随着人们对三维影像兴趣的日趋强 烈，最新的立体显示技术可以满足人们对 影像和复杂数据深入观察的需求。
• 人具有立体视觉能力，这是由于人有两只 眼睛（成人眼睛瞳孔平均间距为65mm）， 它们从不同的方位获取同一景物的信息， 各自得到关于景物的二维图像，这左右两 幅图像有着微小的区别，这种区别就叫做 视差。人的大脑通过对左右两幅图像以及 两幅图像的视差进行分析和处理后，可以 得到关于景物的光亮度、形状、色彩、空 间分布等信息。
• 实现三维立体视觉的方法还包括通过两个 头戴式显示器来隔离每个眼睛的图像，以 及需要用户将头保持一种可以隔离双眼图 像姿势的方法。另外也有一种对于大量观 众的剧院式立体图像生成技术，它可以通 过前后投射系统来投射环幕图像到真实的 三维空间，左右图像通过帧序列或帧偏振 极性来区分。
选择立体显示的方案
时下立体技术正在被广泛应用，主要原因 是： 1：计算机和图形卡的处理能力已经足够强 大，而且消费者在经济上负担得起； 2：复杂数据、三维内容和数字影像随处都 可以获得； 3：信息爆炸和理解能力的增加依然在继续； 4：新兴的三维显示技术改善了立体呈现的 性能和观看的舒适度。
立体技术
① 有些人认为，完美的三维显示技术不需要 观看者在眼前佩戴任何立体观看工具，而 且也有很多公司已经开发出了不需要眼镜 的立体显示产品，或称为自动立体显示设 备。 这些产品一般通过向一只眼睛发送奇数 场图像，向另一只眼睛发送偶数场图像的 方式将显示分辨率分解成两部分，这也要 求观看者使他们的头保持在最佳观察点的 位置。
20世纪 80 年代，基于 CRT 的立体显示 器采用了将左右眼图像作为独立帧连续显示 的技术。观看时，图像以下列两种方式之一 进行同步 • 方法一：佩戴采用快速切换LCD快门的眼镜， 来连续适时遮挡左眼和右眼图像； • 方法二：采用 CRT 产生在相反方向上的圆偏 振图像，该图像是通过放在显示器前面的一 个响应时间很快的液晶板产生的，并通过比 较轻的圆偏振眼镜观看。 为了避免闪烁，CRT的刷新速率是正常帧 速度的两倍，大约是100HZ。
• 首先，立体显示方案一定要有好的图像源， 因为人们已经习惯了在常规的桌面显示器 上观看优质图像，也期望立体图像具有同 样的画质。此外，左右眼图像必须在没有 牺牲图像品质的前提下尽可能地分离。 • 其次，显示系统也必须是令人观看舒适的。 人们观看立体三维图像时，希望能够不改 变他们通常的观看习惯，例如，不希望佩 戴沉重的眼镜等。
三维立体显示技术的分类
（一）现有技术——基于2D显示器的模拟
原理：采用二维的计算机屏幕来显示旋转的2D图 像，从而 产生3D的显示效果。3D效果=2D图像+旋转变换 特点：此种显示方式基于传统的计算机图形学和图像处理技 术，是基于像素的。只产生心理景深，而不产生物理景深。
（二）双目视差立体显示
2、自由立体显示技术
• 原理：基于双目视差立体显示技术，不需要佩带诸 如偏振眼镜等辅助工具。 特点：人眼不被限制，能够应用与更多的场合。以 美国、日本、德国为代表的国家从20 世纪80 年代开 始着手该技术的基础研究，并于随后的90 年代陆续 获得成果。国内南京大学、四川大学、合肥工业大 学分别于近年制作成功原理样机。