三维显示技术王本沈树群常默君(北京邮电学院应用物理系)陶蕙荚(麻坊师范专科学校物理教研室)摘要本文简要叙述了三维显示的基本原理和特性．概述了体视对显示技术、自体视显示技术、空间加赣显示技术和全息显示技术的原理和方法．舟绍了且前在电影、电视、图象等领域已经实用的三维显示技术．描绘了。三雏显示技术和计算机技术相结合的发展前景．兰维显示是把物体的三维信息或数据进行记录、处理和再现的过程．人们熟悉的立体电影就是一种三维显示技术．立体电影比二维显示的普通电影更形象、更生动．观看立体电影时，画面中盼人物和景象栩栩如生，有强烈的立体摩和真嘉感．三堆显乐有广泛的应用领域，如医疗图片显示，飞行模拟，汽车、建筑设计，物理中各种场的三维分布，分子结构模型，地理、地质图，立体电影，甚至立体商业广告等．立体显示是一个复杂的问题．归纳起来主要是客观模拟和主观感觉这两个问题，即三维物体结构韵物理参数的空间关系重建和人类本身的三维感．对物体结构的物理参数的空间关系进行判断和重建，这对一个边缘不清晰的物体来说，是一个困难的问题．首先需要对三维图象或图象数据进行预处理，然后要将大量数据传送到显示器上，同时显示器本身也需要研究．人类的三维感觉是一个十分复杂的生理过程．人的眼睛是一个光学传感器，而大脑则是一个复杂的处理器．三维感觉的过程基本上可以包括以下三个主要过程“：第一，人眼对物体探测，并在赫中把象转变成由边缘和亮暗变·2l6·化组成的初步图形；第二，确定物的大概形状；第三，把初步感觉到的物的形状和熟悉物体的形状比较，得到最后的感觉．立体观察的过程是双服从不同角度察看一个物体的过程，也就是察觉物体的存在和分辨物体的细节．物体在左眼中的视觉与其在右眼中的视觉所产生的视差，能产生立体感；大视野范围的平面画面通过物体的大小、透视、遮挡等深度的变化，以及不同角度序列象在大脑中的时间哲留，所有这些信息经过大脑的综台，也能产生立体效果，如近年出现的全景电影，就是一个很好的例子．三维显示可以用以下几个概念来描述：真体视：不用任何辅助工具，直接获得三维图象．-可调节性：对物体的不同深度进行调节显：示的能力．视场：物体对人眼所张的立体角．观察范围：观察者能看到立体效果的莨围．可干预性：观察者对显示象进行修正的舷力．实时性：显示实时图象的能力．信息容量：通常用空间带宽积来表示，表iB卷期维普资讯http://www.cqvip.com示眼睛接受到的信息量的大小．一个完善的三维显示技术应该是自体视，可调节，大视场，大视察范围，可干预，实时，在同样三维效果情况下信息容量小，便于数据处理．三维显示技术基本上可分成四大类：第一类是体视对显示；第二类是自体视显示；第三类是空间加载显示；第四类是全息显示．体视对显示要求在显示器上产生两个图象，观察者的每只眼只能观察到一个象．从左、右眼看到的两幅象的视差产生立体象感觉．因此用这类方法，人们在观察立体象时要戴上特殊的“眼镜，称为象选通器，如图l所示．象选通器一般由光学元件(如棱镜、反射镜、颜色滤波器、偏振片、光分束器等)构成，．右瞩目象象选通器右眠器挑图l体祧对显在自体视显示中，观察者不需戴任何“眼镜”，左、右眼就能观察不同角度的象，多重象能“自动地分成两个方向投向观察者，就好象在观察原物那样，如图2所示．显示屏图2自体视显示右艉左眼空间加载显示”的显示器在空间再现原物或再现经过预处理的物，而不是从平面图上获得视差．因此，这种立体显示具有实体感觉，可以从不同方向去观察不面截同的平面象，如图3所示．物理半透明象平面啦察者蕊睡图3空间加蓑显示全息显示是一种特殊的显示技术，它能把物体的振幅信息和相位信息同时显示出来，相当于一个实物的再现．垒息显示有很强的立体1．体视对显示。、．：f1830年左右，Whea~stone荸1第聿个体视观察器，他用一个简单的反射l辘系筑庵时提供左、右眼两个景象．这种方法的观察范围受到限制．用颜色滤光片或甩像振片作为象黼器的体视对显示0，可以克服上述小观察范围的缺点．前一种方法是把经过颜色处理的二个象投射到屏上，观察者戴上颜色...
