2007年4月April2007计算机工程ComputerEngineering第33卷第7期Vol.33No.7·多媒体技术及应用·文章编号：1000—3428(2007)07—0204—03文献标识码：A中图分类号：TP391关于Autostereoscopic3D技术的几点探讨孙超1,2，苏鸿根1(1.中国科学院研究生院，北京100049；2.国家气象信息中心，北京100081)摘要：从计算机图形学的观点对立体与三维的关系、立体成像原理以及影响立体显示的因素等问题作了探讨，分析总结了基于OpenGL/GLSL的立体显示编程方法，介绍了Autostereoscopic3D技术的最新进展。关键词：3D成像；深度模拟；立体视觉；双眼视差；OpenGL/GLSL；自动立体3DProbesintoAutostereoscopic3DTechnologySUNChao1,2,SUHonggen1(1.GraduateSchool,ChineseAcademyofSciences,Beijing100049;2.NationalMeteorologicalInformationCenter,Beijing100081)【Abstract】Fromtheviewofcomputergraphics,thispaperexplorestherelationshipbetweenstereoscopicand3D,theprincipleofstereoscopicimagingandthekeyfactorsinfluencingqualityofstereoscopicdisplay,andsummarizesthemethodsofstereoscopicdisplayprogramminginOpenGL/GLSL.ThenewestdevelopmentofAutostereoscopic3Dtechnologyisintroduced.【Keywords】3Dimaging;Simulationofdepth;Stereoscopicvision;Eyesparallax;OpenGL/GLSL;Autostereoscopic3D自人类文明时代开始以来，从二维成像、单像三维表示、立体三维成像到最新的Autostereoscopic3D显示，人们一直在追求越来越逼真的三度空间模拟。立体显示应用领域非常广泛，如医学、建筑、科学计算可视化、影视娱乐、军事训练、视频通信等。本文将对立体与三维的区别与联系、基于双眼视差的立体成像原理、影响立体显示质量的重要因素、采用OpenGL及其着色语言的立体显示编程方法、Autostereoscopic3D技术等问题进行较全面、深入地探讨。1立体与三维的区别与联系所谓“三维”(3D)是指一个场景或物体除了有宽度和高度之外，还具有深度，不管是照片、绘画还是显示屏图像，它们只使人眼获得某种深度的视错觉。真深度图像仅能存在于现实的三维环境中。至今，有两类本质上不同的3D成像方法：单像和立体。1.1单像(monoscopic)方法几个世纪以来，人们早已在使用单像的3D表示方法，这是通过人的心理作用而产生的深度信息，称为深度暗示。具体包括：遮挡，透视，相对运动以及光照、纹理、阴影。单像方法实质上是一种2D成像技术。因其易于实现，现已被广泛应用。1.2立体(stereoscopic)方法这是19世纪被公认的3D成像技术，基于人的生理因素(即立体视觉)来传达三维景物的深度感觉，称为深度模拟。立体方法十分接近于真深度观察，通过将同一景物的两幅不同视图顺序地呈现给观察者的左右眼，而提供了一种三度空间的效果，使物体看起来好像有深度[1]。人的立体视觉中的一个重要概念是双眼视差，其产生是因为人的左右眼之间有一定距离(瞳孔间距)，约为65mm。在观看一个物体时，双眼是从左右稍有不同的两个角度进行观察，因此该物体在人的左右视网膜(retina)上投射出的光学图像有细微差异，称作“双眼视差”。当这两幅光学图像同时传向大脑视觉神经中枢，经差异处理后，大脑就将它们整合成单一的3D图像，使人能感受到所看物体的立体感。根据透视投影公式，可以推导出点物体(x,y,z)的双眼水平和垂直视差为Dh=zzzxxLR−−00)00((1)Dv=zzzyy−−00)00(=0(2)其中，水平视差Dh的值与左右眼瞳孔间距(x0R–x0L)、眼到视平面XOY的距离z0和该物体的z坐标有关；而垂直视差Dv应为0。2从立体3D成像到Autostereoscopic3D显示根据人的立体视觉原理，想要形成人工的单一3D图像，必须具备以下两个条件：(1)要制作可供左眼和右眼观看的两幅图像，而且它们必须有一定的水平视差。这两幅图像通常称为一对立体视图对，它可以用一个或多个摄像机对位置轻微移动或旋转的同一景物曝光两次而获取(早期也有用一个带双镜头的立体相机来拍摄)，见图1。图1一对立体视图作者简介：孙超(1979－)，女，硕士生、工程师，主研方向：图形图像处理；苏鸿根，研究员、教授收稿日期：2006-11-10E-mail：sunc@cma.gov.cn—204—另一更好的办...
