立体影像形成原理及实现方法VIP专享VIP免费

第35卷第5期2O14年物理教师PHYSICSTEACHERVo1．35No．5(20l4)色，右眼图片呈现蓝(青)色．在观看时，在左眼睛前面放置一张红色透明滤色片，右眼睛前面放置一张蓝色透明滤色片．由于红光只能透过红色滤色片，蓝光只能透过蓝色滤色片，这样就顺利实现了左眼图片只能进入左眼，右眼图片只能进入右眼的目的，从而形成逼真的三维立体感．这种方法实现起来非常容易，只要有红蓝立体图片或视频源(可从网上搜索下载)，再加上红蓝滤色片(如红蓝玻璃纸)，那即使在教室或家里，也能通过普通的电脑屏幕、投影屏幕观看立体图片或立体电影了．当然，由于进入左右眼的光线强度减弱，因而亮度不够强，效果不是太好．但如果学生能在课堂或家中看到立体图片或电影，这无疑能激发学生的学习兴趣和动机．2．2分光法这是课本介绍的方法，电影院的立体电影就是用这种方法来实现的．常见的光源都会随机发出自然光和偏振光，分光技术是用偏振滤光镜或偏振片滤除特定角度偏振光以外的所有光，让O。偏振光只进入右眼，9O。偏振光只进入左眼(也可用45。和135。的偏振光搭配)．两种偏振光分别搭载着两套画面，观众则需要戴上专用的偏光眼镜，眼镜的两片镜片由偏振滤光镜或偏振片制成，分别可以让0。和9O。的偏振光通过，这样就完成了第2次过滤．早期的电影投影机必须使用双投影机加偏振光滤镜的方案，现在已经可以用单投影机来实现，不过都必须配合不破坏偏振光的金属投影幕才能使用．目前家庭3D电视基本上也已采用这种方式来实现立体影像的观看．2．3分时法分时技术是将2套画面在不同的时间播放，显示器在第1次刷新时播放左眼画面，同时用专用的眼镜遮住观看者的右眼，下1次刷新时播放右眼画面，并遮住观看者的左眼．按照上述方法将两套画面以极快的速度切换，在人眼视觉暂留特性的作用下就合成了连续的画面．目前，用于遮住左右眼的眼镜用的都是液晶板，因此也被称为液晶快门眼镜．有些电视台播放的立体视频节目就是用这种方法实现的．2．4立体光栅法立体光栅法是利用一种光栅材料使图像影物具有立体感的制作方法．所印制出的立体图片，无须用什么工具观察，就能看到立体感的图像．目前很多无需佩戴眼镜就能观看的立体电视就是采用了这种技术．光栅技术和前3种差别较大，它是将屏幕(或图片)划分成一条条垂直方向上的栅条(图5)，栅条交错呈现左眼和右眼的画面，如1，3，5⋯显示左眼画面，2，4，6⋯显示右眼画面．然后在屏幕和观众之间设一层“视差障碍”．视差障碍也是由垂直方向上的栅条组成的，最简单的栅条就是间隔一致的黑条光栅(图6)，光栅距后面的画面有一点间隔，由于我们两眼不在一个点上，两眼透过一条缝隙看到后面的画面不在一处，因此，只要适当设置栅条的分布，就能使左眼只能看见左图，右眼只能看见右图，从而实现立体感．(两种颜色代表交替的两幅画面)图5／交替呈现的图片-I＼／-Y--A＼眼睛＼图6比黑条光栅效果好的是柱镜光栅，它由一条条的柱面透镜组成(图7)，柱面透镜与图片栅条平行，左右图片基本处于柱面透镜的焦平面上．由于焦平面上的点发出的光线经过透镜后将变为平行光线，从而只能射向特定的方向(图8)，因此，如果让左眼恰好处在左图片光线射出的特定方向，右眼恰好处在右图光线射出的特定方向，那么，左右图片发出的光就只能分别进入左右眼，从而实现了立体感．顺便一提的是，由于柱镜的焦距非常小，所以眼睛以正常距离观看图片时就可近似认为人眼在无穷远处，从而顺利观看到立体效果．市场上常能买到这种柱镜光栅立体图片．另外，有些学生用的刻度尺上也有类似的图片，但它的目的不是想呈现立体图片，而是想呈现出几张不同的图像，但原理基本相同．图7图8除了以上介绍的4种立体成像实现方法外，还有一种“视点调节法”，它是将“左右图片”左右并排呈现在屏幕(图片)上，然后利用对眼(“斗鸡眼”)的方法来达到观看立体图片的效果，但利用对眼法需要经过一定的训练才能观看．当然，如果无法直接用对眼法进行观看，也可购买专业立体观屏镜观看．具体方法本文不再介绍，有兴趣的读者可以参看“中国3D立体摄影网”中的介绍．3如何拍摄和制作立体图片一般的立体图片或影视作品是通过专业仪器...