立体成像技术详解与4D影院的普及

人类的眼睛相距6～7 cm，有一定的距离，所以在观察一个三维物体时，由于两眼水平分开在两个不同的位置上，所观察到的物体图像是不同的，它们之间存在着一个像差，由于这个像 差的存在，通过人类的大脑，我们可以感到一个三维世界的深度立体变化，这就是所谓的立体视觉原理。关键词：
　　立体成像技术投影技术

　　立体成像技术简介

　　立体成像原理

　　人类的眼睛相距6～7 cm，有一定的距离，所以在观察一个三维物体时，由于两眼水平分开在两个不同的位置上，所观察到的物体图像是不同的，它们之间存在着一个像差，由于这个像 差的存在，通过人类的大脑，我们可以感到一个三维世界的深度立体变化，这就是所谓的立体视觉原理。据立体视觉原理，如果我们能够让我们的左右眼分别看到两 幅在不同位置拍摄的图像，我们应该可以从这两幅图像感受到一个立体的三维空间。从前面的分析中我们可以知道不同的观察角度将可以看到不同的图像。因如果我 们将光栅垂直于两眼放置，由于两眼对光栅的观察角度不同，因而两眼会看到两个不同的图像，从而产生立体感。常为了获得更好的立体效果我不单单以两幅图像制 作，而是用一组序列的立体图像去构成，在这样的情况下，根据观察的位置不同，只要同时看到这个序列中的两副图像，即可感受到三维立体效果。

　　红蓝眼镜

　　主动立体显示就是用一个投影机投射图像，某瞬间投射左眼看到的信号，下个瞬间投射右眼看到的信号。当投射左眼信号的瞬间，从工作站发出一个控制信号去控制 主动立体眼镜的左镜片，使它打开，这个时候右眼的镜片关闭；反之，当投射右眼图像的时候，左眼的镜片是关闭的。总之，主动立体的眼镜是被控制的。任何品牌 和型号的投影机，如果能做主动立体显示，输出光线的利用率一定低于16%。因为：投影机做立体图象显示时，输出的左右图像的实际亮度为标称立体亮度值（投 影机说明书标称）的45%（理想值为50%），光线通过液晶立体眼镜片后亮度至少要减少65%，因此剩余的亮度为45%*35% 《 16%）。如果亮度因素特别重要，用低亮度的投影机做主动立体显示时效果不能令人满意。例如亮度为4000 流明的投影机，实际主动立体亮度只有为640 流明，比普通电影院的亮度（800 流明）还低。如果应用要求环境比较亮，这种指标是不行的。

　　主动式立体投影，光线利用率仅为16%

　　优点：

　　1. 投影机数量少。

　　2. 系统结构简洁。

　　缺点：

　　1. 眼镜成本高。每副眼镜需要500元左右，且易人为损坏。

　　2. 观看者感觉不舒服。由于采用了液晶片，导致整个立体眼镜沉重;同时左右眼镜片的快速开、关，（60HZ/S）时间久了会导致目眩。

　　3. 光的利用率太低，只有16%。

　　4. 对图形发生主机要求高。

　　被动式立体成像技术

　　被动立体技术是将影象信号输出到信号分转设备用，然后接到两台垂直叠加的投影机，用两台投影机同时投射一 幅影象，一台投影机投右眼影象，一台投影机投左眼影象，两台投影机采用不同的极化方向，再通过被动立体眼镜左右眼的圆周偏振极化镜片实现立体投影效果。该 立体投影方式是目前效果最好的立体投影技术，投影的光通效率很高，可达到50%左右。同时因没有左右眼影象的来回切换，因此不存在主动立体投影中让人眩晕 的问题，适合长时间观看，立体眼镜的价格很便宜，重量较轻，长时间戴也不会有疲劳的感觉。因不需要与红外发射装置同步，因此使用者可随意走动，灵活性很 高，被动立体已成为立体投影的主流技术。

　　偏振立体眼镜，轻便简洁

　　优点：

　　1. 眼镜成本低，易于维护。

　　2. 光利用率高，约为38%。

　　3. 对图形发生主机要求低。

　　缺点：

　　1. 投影机数量比主动式多一倍。

　　2. 系统结构略为复杂。

　　偏振技术介绍

　　被动立体是通过光的偏振来实现的。光的偏振有内部和外部两种实现方法。线性偏振是早期时采用的被动式立体解决方式，其原理是将投影机发出的关分别沿着X 和 Y 轴偏振，然后和立体眼镜的X 、Y 方向的光栅相吻合，从而实现立体图像。这种方式最大的缺点就是偏振片方向不动，光只能以固定的角度传输，所以观看者头部不能偏移，视角很小，因此现在已被 淘汰。

　　圆周偏振是近年来巴可公司专利发明出的一种新的偏振方式。其原理是其原理是：光线传播时，垂直传播方向的360 度都有光波震荡传输。光的偏振实际上是利用某一特定方向的光波进行显示的原理。圆周偏振技术的原理是光的偏振方向可旋转变化，左右眼看到的光线的旋转方向 相反。基于圆周偏振技术，观察者的头部可以自由活动，因为光线的方向变化不影响显示。