3D顯示技術(shù)與器件

內(nèi)容概要

本書全面系統(tǒng)地介紹了3D顯示技術(shù)與器件。書中簡要介紹了人眼立體視覺原理、2D顯示技術(shù)與器件及3D動畫技術(shù)；重點闡述了助視3D顯示、光柵3D顯示、集成成像3D顯示、體3D顯示和全息3D顯示等各種3D顯示器和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理和相關(guān)技術(shù)。針對助視/光柵3D顯示，又詳細(xì)介紹了基于立體拍攝和2D轉(zhuǎn)3D技術(shù)獲取視差圖像的方法、多視點視頻壓縮與編碼技術(shù)及立體觀看視疲勞的產(chǎn)生原因和改善方法。最后列舉了3D顯示的應(yīng)用實例。
本書可作為從事信息顯示、廣播電視、電影娛樂、廣告?zhèn)髅郊疤摂M現(xiàn)實等領(lǐng)域研究和技術(shù)開發(fā)的研究機構(gòu)和企事業(yè)單位的科研和設(shè)計人員的參考書，也可作為相關(guān)專業(yè)本科生、研究生的學(xué)習(xí)用書，或高校教師的教學(xué)和科研參考書。

書籍目錄

序
前言
第1章 緒論
 1.1 3D顯示的概念與分類
 1.2 3D顯示的發(fā)展歷程
 1.3 3D顯示的應(yīng)用與意義
 1.4 本書的主要內(nèi)容
 參考文獻
第2章 立體視覺原理
 2.1 人眼視覺功能
 2.1.1 亮度分辨能力
 2.1.2 空間分辨能力
 2.1.3 時間分辨能力
 2.1.4 顏色分辨能力
 2.1.5 眼球運動
 2.1.6 空間知覺
 2.2 雙眼視覺
 2.2.1 雙眼視野
 2.2.2 雙眼視覺功能
 2.3 深度暗示
 2.3.1 心理深度暗示
 2.3.2 生理深度暗示
 2.4 錯覺圖像
 2.5 基于雙目視差的3D顯示原理
 參考文獻
第3章 2D顯示技術(shù)與器件概述
 3.1 LCD技術(shù)與器件
 3.1.1 LCD概述
 3.1.2 三種主要的LCD器件
 3.1.3 LCD的工作模式
 3.2 PDP技術(shù)與器件
 3.2.1 PDP的結(jié)構(gòu)與原理
 3.2.2 PDP的種類
 3.2.3 PDP的特點
 3.3 OLED技術(shù)與器件
 3.3.1 OLED的結(jié)構(gòu)與原理
 3.3.2 常見的OLED材料
 3.3.3 OLED的種類
 3.4 投影顯示技術(shù)與器件
 3.4.1 LCD投影機
 3.4.2 LCOS投影機
 3.4.3 DLP投影機
 3.5 其他2D顯示技術(shù)與器件
 3.5.1 FED器件
 3.5.2 VFD器件
 3.5.3 電泳顯示技術(shù)
 3.5.4 激光顯示器
 參考文獻
第4章 3D動畫技術(shù)
 4.1 3D動畫的發(fā)展和特點
 4.1.1 3D動畫的發(fā)展
 4.1.2 3D動畫的特點
 4.2 3D幾何造型基礎(chǔ)
 4.2.1 3D圖形系統(tǒng)的幾何元素
 4.2.2
形體表示的數(shù)據(jù)模型和過程模型
 4.3 正則實體運算與3D物體表示方法
 4.3.1 3D實體的正則運算
 4.3.2 3D物體的表示方法
 4.4 計算機3D圖形處理
 4.4.1 模型處理
 4.4.2 光照處理
 4.4.3 材質(zhì)處理
 4.4.4 其他處理
 4.5 3D建模軟件3ds Max簡介
 參考文獻
第5章 助視3D顯示技術(shù)與器件
 5.1 分色3D顯示技術(shù)與器件
 5.1.1
互補色3D顯示的原理與器件
 5.1.2 光譜分離3D彩色顯示技術(shù)
 5.2 偏振光3D顯示技術(shù)與器件
 5.2.1
偏振光3D顯示的結(jié)構(gòu)與原理
 5.2.2
單投影機偏振光3D顯示系統(tǒng)
 5.2.3 直視偏振光3D顯示器
 5.3 快門3D顯示技術(shù)與器件
 5.3.1
快門3D顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理
 5.3.2
液晶快門眼鏡及其配套的顯示模式
 5.4 頭盔3D顯示器
 5.4.1 頭盔顯示器的結(jié)構(gòu)與原理
 5.4.2 頭盔顯示器的部件設(shè)計
 參考文獻
第6章 光柵3D顯示器
 6.1 光柵3D顯示器的結(jié)構(gòu)與原理
 6.1.1
光柵3D顯示器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理
 6.1.2 光柵3D顯示器的部件
 6.1.3 多視點3D顯示與斜置光柵
 6.2 狹縫光柵的設(shè)計
 6.2.1 前置狹縫光柵的設(shè)計
 6.2.2 后置狹縫光柵的設(shè)計
 6.3 柱透鏡光柵的設(shè)計
 6.3.1 柱透鏡單元光傳輸特性
 6.3.2 柱透鏡光柵參數(shù)的確定
 6.4 合成圖像的生成方法
 6.5 光柵3D顯示器的視區(qū)與串?dāng)_
 6.5.1 立體視區(qū)
 6.5.2 立體圖像的串?dāng)_
 參考文獻
第7章 光柵3D顯示技術(shù)
 7.1 莫爾條紋的消除方法
 7.2 偽立體圖像的消除方法
 7.2.1 全黑視差圖像法
 7.2.2 偏光條柵法
 7.2.3 頭部跟蹤法
 7.3 狹縫光柵3D顯示器的串?dāng)_減小方法
 7.3.1
基于減小狹縫光柵透光條寬度的方法
 7.3.2 基于階梯狹縫光柵的方法
 7.3.3 基于雙狹縫光柵的方法
 7.4 柱透鏡光柵3D顯示器的串?dāng)_減小方法
 7.4.1
基于視差圖像灰度調(diào)整的方法
 7.4.2 基于子像素位置調(diào)整的方法
 7.5 高分辨率3D顯示的實現(xiàn)方法
 7.5.1 空間復(fù)用技術(shù)
 7.5.2 高幀頻技術(shù)
 7.5.3 雙光柵技術(shù)
 7.6 2D/3D顯示兼容的實現(xiàn)方法
 7.6.1
狹縫光柵2D/3D顯示兼容的實現(xiàn)方法
 7.6.2
柱透鏡光柵2D/3D顯示兼容的實現(xiàn)方法
 參考文獻
第8? 視差圖像獲取之立體拍攝技術(shù)
 8.1 立體相機結(jié)構(gòu)
 8.1.1 立體相機和立體拍攝概念
 8.1.2 立體相機擺放結(jié)構(gòu)
 8.2 拍攝物空間與顯示像空間的關(guān)系
 8.2.1
拍攝物空間與顯示像空間的坐標(biāo)系變換
 8.2.2
各種相機結(jié)構(gòu)的拍攝物空間與顯示像空間的關(guān)系
 8.3 立體圖像失真
 8.3.1 深度非線性化
 8.3.2 剪切失真
 8.3.3 木偶劇效應(yīng)
 8.3.4 紙板效應(yīng)
 8.3.5 梯形失真
 8.3.6 顏色失真
 8.4 視差圖像的視差畸變校正方法
 8.5 視差圖像的顏色校正方法
 8.6 視差圖像移位法
 8.7 立體相機間距的選取方法
 參考文獻
第9章 視差圖像獲取之2D轉(zhuǎn)3D技術(shù)
 9.1 基于雙目視差的深度圖像提取方法
 9.1.1 立體匹配算法
 9.1.2 深度圖像的計算
 9.2 立體匹配算法的工作流程
 9.2.1 匹配基元的選擇
 9.2.2 立體匹配算法約束準(zhǔn)則
 9.2.3 相似性測度
 9.3 基于運動視差的深度圖像提取方法
 9.3.1 運動分析
 9.3.2 基于運動矢量的深度描述
 9.4 基于線性透視的深度圖像提取方法
 9.4.1 消失線與消失點的提取
 9.4.2 梯度面構(gòu)建與深度分配
 9.5 其他深度圖像提取方法
 9.5.1 基于大氣透視的方法
 9.5.2 基于離焦的方法
 9.5.3 基于聚焦的方法
 9.5.4 基于單幅圖像離焦的方法
 9.6 深度圖像的后續(xù)處理方法
 9.6.1 雙邊濾波法
 9.6.2 聯(lián)合雙邊濾波法
 9.6.3 三步聯(lián)合雙邊濾波法
 9.7 視差圖像的生成方法
 9.7.1 視差圖像的生成原理
 9.7.2 場景實際深度的計算
 9.7.3 視差圖像的生成方法
 參考文獻
第10章 多視點視頻壓縮與編碼
 10.1 多視點圖像的表示法
 10.1.1
2D圖像加深度圖像表示法
 10.1.2 對象/模型表示法
 10.1.3 分形表示法
 10.1.4 變換域表示法
 10.2 多視點圖像的壓縮方法
 10.2.1 預(yù)測法
 10.2.2
預(yù)測法中影響視差求取的因素
 10.2.3 變換域法
 10.2.4 分形法
 10.3 多視點圖像的編碼方法
 10.3.1 編解碼結(jié)構(gòu)
 10.3.2 編碼方法
 10.4 MPEG-2和MPEG-4編碼協(xié)議
 10.4.1 MPEG-2編碼協(xié)議
 10.4.2 MPEG-4編碼協(xié)議
 10.5 H.264/MPEG-4 AVC編碼協(xié)議
 10.6 多視點視頻編碼
 10.6.1 MVC標(biāo)準(zhǔn)
 10.6.2 MVC編碼工具
 參考文獻
第11章 立體觀看視疲勞
 11.1 立體觀看視疲勞概述
 11.1.1 立體觀看視疲勞概念
 11.1.2
立體觀看視疲勞的產(chǎn)生原因
 11.1.3
立體觀看視疲勞的評價方法
 11.2 兩眼集合與焦點調(diào)節(jié)
 11.3 引起立體觀看視疲勞的器件因素
 11.3.1 助視3D顯示器
 11.3.2 光柵3D顯示器
 11.4 引起立體觀看視疲勞的其他因素
 11.4.1 水平視差和垂直視差
 11.4.2 有缺陷的左右視差圖像
 11.4.3 觀看者和觀看環(huán)境
 參考文獻
第12章 集成成像3D顯示技術(shù)與系統(tǒng)
 12.1 集成成像概述
 12.1.1 集成成像的原理
 12.1.2 集成成像的特點
 12.1.3 集成成像的種類
 12.1.4 集成成像的發(fā)展史
 12.2 顯示模式和觀看特性參數(shù)
 12.2.1 顯示模式
 12.2.2 觀看特性參數(shù)
 12.3 深度反轉(zhuǎn)及其解決方法
 12.3.1 深度反轉(zhuǎn)的成因
 12.3.2
實現(xiàn)無深度反轉(zhuǎn)的實虛模式轉(zhuǎn)換法
 12.3.3
實現(xiàn)無深度反轉(zhuǎn)的兩步拍攝法
 12.4 消串?dāng)_和深度反轉(zhuǎn)的漸變折射率透鏡法
 12.4.1 漸變折射率透鏡的特性
 12.4.2 消串?dāng)_和深度反轉(zhuǎn)的原理
 12.5 圖像分辨率和觀看視角的改進技術(shù)
 12.5.1 提高圖像分辨率的技術(shù)
 12.5.2 增大觀看視角的技術(shù)
 12.6 增強圖像深度的技術(shù)
 12.6.1 復(fù)合透鏡陣列法
 12.6.2 可變焦透鏡陣列法
 12.6.3 雙顯示屏法
 12.7 3D/2D可轉(zhuǎn)換集成成像顯示系統(tǒng)
 參考文獻
第13章 體3D顯示技術(shù)與系統(tǒng)
 13.1 基于動態(tài)屏的體3D顯示技術(shù)與系統(tǒng)
 13.1.1 顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
 13.1.2 動態(tài)屏的特性
 13.1.3 3D成像原理與過程
 13.1.4 性能提升的技術(shù)問題
 13.2 基于上轉(zhuǎn)換發(fā)光的體3D顯示技術(shù)與系統(tǒng)
 13.2.1 上轉(zhuǎn)換發(fā)光原理
 13.2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理
 13.2.3 上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的特點
 13.3 基于層屏的體3D顯示技術(shù)與系統(tǒng)
 13.3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理
 13.3.2 層屏的設(shè)計與工作原理
 13.3.3 投影機鏡頭的設(shè)計
 13.3.4 圖形失真及其解決方法
 參考文獻
第14章 全息3D顯示技術(shù)
 14.1 全息技術(shù)概述
 14.2 全息技術(shù)理論
 14.2.1 全息波前記錄
 14.2.2 全息波前再現(xiàn)
 14.3 光學(xué)全息
 14.3.1 同軸全息和離軸全息
 14.3.2
菲涅耳全息和夫瑯禾費全息
 14.3.3 體積全息
 14.4 全息3D顯示技術(shù)
 14.4.1 合成全息3D顯示技術(shù)
 14.4.2 數(shù)字全息3D顯示技術(shù)
 14.4.3
基于可擦寫材料的全息3D顯示技術(shù)
 參考文獻
第15章 3D顯示的應(yīng)用系統(tǒng)
 15.1 立體監(jiān)控
 15.2 3D游戲
 15.3 3D測量
 15.4 立體鼠標(biāo)
 參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　作為信息鏈（獲取、處理、存儲、傳輸、顯示）中重要的一環(huán)，顯示是當(dāng)今發(fā)展的重要信息技術(shù)之一。“更真實地還原所見世界”一直是人們追求的目標(biāo)，這一目標(biāo)也一直促進著顯示技術(shù)的發(fā)展。自20世紀(jì)以來，隨著顯示技術(shù)的革新，從小尺寸到大尺寸、從黑白到彩色、從陰極射線管（cathode ray tube，CRT）到平板顯示（flatpanel display，F(xiàn)PD）、從模擬到數(shù)字、從標(biāo)清到高清，一代又一代的顯示技術(shù)使得人們的視覺體驗逐漸變得更真實。然而，人們依然沒有停止尋找更真實視覺體驗的步伐，3D顯示（three-dimensional display，三維顯示）替代2D顯示（two-dimensional display，二維顯示）或兩者并存將成為未來發(fā)展趨勢。　　1。1　3D顯示的概念與分類　　3D顯示與立體顯示沒有嚴(yán)格的區(qū)別，本書將它們視為等同的概念。若3D顯示與2D顯示相對應(yīng)，那么，立體顯示就與平面顯示相對應(yīng)。本書主要采用2D顯示和3D顯示這兩個術(shù)語。3D顯示是指采用光學(xué)等多種技術(shù)手段來模擬實現(xiàn)人眼的立體視覺特性，將空間物體以3D信息再現(xiàn)出來，呈現(xiàn)出具有縱深感的立體圖像的一種顯示方式。3D顯示器/電視機是指能夠顯示具有完整深度信息的立體圖像的顯示器/電視機。由于顯示器和電視機都是信息顯示的終端設(shè)備，它們的顯示原理與技術(shù)相似，故本書將主要提及顯示器。3D顯示器的實際顯示效果一般無法在平面紙張上給出，在圖1。1中給出了兩種3D顯示器及其顯示效果示意圖。其中，相比于2D顯示，3D顯示提供給觀看者更加強有力的沉浸感和震撼力。隨著3D顯示的技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)品商業(yè)化，人類的視覺體驗將再次革新，真實世界和虛擬世界的逼真再現(xiàn)即將變?yōu)楝F(xiàn)實。人們之所以能夠輕易地判斷出物體在空間中的位置及不同物體間的相對位置，是因為人眼具有立體視覺，這將在第2章中詳細(xì)敘述。簡言之，人們用以感知空間的主要生理機能有焦點調(diào)節(jié)、兩眼集合、雙目視差及單眼移動視差等。其中，雙目視差擔(dān)負(fù)著立體空間知覺的核心任務(wù)。焦點調(diào)節(jié)是為了把所注視的物體清晰地成像到視網(wǎng)膜上的眼球動作；兩眼集合是當(dāng)人在注視某個物體時左右眼視線往注視點上交匯而產(chǎn)生的眼球動作；雙目視差是指由于人的左右眼從不同角度觀看物體，從而成像于左右眼視網(wǎng)膜上的圖像略有差異；單眼移動視差是指當(dāng)觀看者或被觀看物體發(fā)生移動時人眼將看到物體的不同側(cè)面。3D顯示就是以人眼的立體視覺特性為基礎(chǔ)的。隨著人們對3D顯示認(rèn)識的不斷加深？已提出各種技術(shù)實現(xiàn)了多種3D顯示方式。目前，主流的3D顯示主要有眼鏡3D顯示、頭盔3D顯示、光柵3D顯示、集成成像3D顯示、體3D顯示、全息3D顯示等?？刹捎貌煌姆诸悩?biāo)準(zhǔn)將這些3D顯示進行分類，使其系統(tǒng)化和規(guī)范化。通常而言，分類方法主要有兩種：第一種根據(jù)觀看者在觀看立體圖像時是否需要佩戴眼鏡等助視設(shè)備將3D顯示分為助視3D顯示和裸視3D顯示兩大類，第二種根據(jù)是否存在顯示機理和人眼視覺生理之間的矛盾將3D顯示分為助視/光柵3D顯示和真3D（true3D）顯示兩　　大類。在第一種分類中，眼鏡3D顯示、頭盔3D顯示屬于助視3D顯示，光柵3D顯示、集成成像3D顯示、體3D顯示、全息3D顯示屬于裸視3D顯示。裸視3D顯示中的光柵3D顯示又包括兩視點和多視點3D顯示兩種，而多視點3D顯示又稱為在第二種分類中，真3D顯示是通過各種手段在空間里直接顯示出物體圖像或使物體在一定空間范圍內(nèi)成再現(xiàn)像，它不存在顯示機理和人眼視覺生理之間的矛盾，沒有立體觀看視疲勞。真3D顯示目前主要包括集成成像3D顯示、體3D　　顯示和全息3D顯示等裸視3D顯示。助視/光柵3D顯示主要是基于雙目視差原理，讓觀看者雙眼分別觀看到不同的視差圖像，即左眼看左視差圖像，右眼看右視差圖像，然后經(jīng)觀看者的大腦融合，從而使觀看者感知到立體圖像，它存在顯示機理和人眼視覺生理之間的矛盾，有立體觀看視疲勞。助視/光柵3D顯示目前主要包括助視3D顯示和光柵3D顯示。其中，根據(jù)分色眼鏡、偏振光眼鏡、快門眼鏡和頭盔等分光元件的不同，助視3D顯示分為分色3D顯示、偏振光3D顯示、快門3D顯示和頭盔3D顯示等；而光柵3D顯示根據(jù)所采用的光柵的不同可分為狹縫光柵3D顯示和柱透鏡光柵3D顯示?！　∩鲜龈鞣N3D顯示的技術(shù)與器件將在本書后續(xù)章節(jié)陸續(xù)進行詳細(xì)介紹。　　1。2　3D顯示的發(fā)展歷程　　早在1833年，立體畫就已經(jīng)誕生了。當(dāng)時，英國人Wheatstone利用雙目視差法在兩張手繪的草圖上創(chuàng)造出世界上第一組視差圖像對，此外，他也是第一個利用雙目視差原理制作出立體鏡的人。1838年，Wheatstone向英國皇家科學(xué)院提交了一篇名為On some remarkable and hitherto unobserved phenomena of　　binocular vision的科學(xué)論文，第一次提出了3D顯示技術(shù)，文中提出的體視觀片器標(biāo)志著3D顯示技術(shù)正式開始發(fā)展。隨后，Brewster和Horus分別對這種體視觀片器做了改進，改進后的立體鏡可以使觀看者觀看到具有立體感的圖片。1854年，一個默默無聞、沒受過多少教育的商人Swan在倫敦成立了第一個立體鏡公司，在之后的4年內(nèi)，他賣出了超過100萬個立體鏡及各式各樣的立體圖片，從而瞬間成為頗有財富并極有聲望的人，這是第一次立體產(chǎn)品的大量商品化。1861年，美國人Scovill設(shè)計出第一臺雙鏡頭立體相機。1891年，Anderton提出可利用光的偏振特性制作3D投影機。照相術(shù)的發(fā)明又使得立體相片在19世紀(jì)晚期大受歡迎。進入20世紀(jì)，3D顯示技術(shù)快速發(fā)展。1903年，美國人Ives提出了一種雙鏡立體成像技術(shù)，又稱之為視差立體照相，由狹縫光柵和特制的圖像組合構(gòu)成。1908年，法國科學(xué)家Lippmann提出了基于微透鏡陣列的集成照相術(shù)，即集成成像技術(shù)。1911年，莫斯科國立大學(xué)的Sokolov教授用針孔陣列代替微透鏡陣列板實現(xiàn)了集成成像，而微透鏡陣列板進行集成照相術(shù)的實驗直到1948年才由蘇聯(lián)的Ivanov和Akimakina共同完成，但集成照相術(shù)隨之因為技和制造的難度而停滯不前。1939年，第一家大型立體電影院在紐約舉行的世界博覽會內(nèi)建立，當(dāng)時播放的是黑白影片，且觀看者需要佩戴偏振光眼鏡。20世紀(jì)50年代，基于紅青互補色的分色3D顯示技術(shù)被提出并運用到電影上，紅青眼鏡立體電影風(fēng)行一時。此時，彩色電視技術(shù)也已經(jīng)發(fā)展到實用階段，于是，出現(xiàn)了互補色立體分像電視技術(shù)，但由于彩色信息損失大及電視機本身的“串色”現(xiàn)象而限制了該技術(shù)的發(fā)展。1948年，匈牙利物理學(xué)家Gabor提出了全息術(shù)并發(fā)表了相關(guān)論文。全息術(shù)吸引了一些研究人員的注意，但并沒有被廣泛重視，直至1960年激光的發(fā)明為全息術(shù)提供了相干光源，全息術(shù)隨之迅速發(fā)展，同時在全息顯示領(lǐng)域也得到應(yīng)用。全息顯示以波面形式再現(xiàn)空間物體，給人眼提供了各種立體視覺深度暗示，是公認(rèn)的最理想的3D顯示。然而，由于現(xiàn)有顯示設(shè)備的分辨率還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了需求，并且圖像信息量也很龐大，因而在技術(shù)上還有待突破。20世紀(jì)30年代初，科學(xué)家們考慮將集成照相術(shù)中的微透鏡陣列簡化成柱透鏡光柵，提出了柱透鏡光柵3D顯示技術(shù)。在這之后，美國、法國、日本等國家的廠商紛紛開始研制柱透鏡光柵，柱透鏡光柵3D畫迅速發(fā)展。20世紀(jì)70～80年代，隨著液晶光開關(guān)的發(fā)明，僚于液晶光開關(guān)的快門3D電視機和投影機在日本研制成功。20世紀(jì)90年代，隨著FPD技術(shù)，特別是液晶顯示（liquidcrystaldisplay，LCD）技術(shù)的發(fā)展，基于狹縫光柵和柱透鏡光柵的3D顯示技術(shù)取得很大突破?！　?996年，在Science上發(fā)表的題為Athree-color，solid-state，three-dimensionaldisplay的文章，介紹了基于上轉(zhuǎn)換熒光材料和激光掃描的體3D顯示。進入21世紀(jì)，3D顯示技術(shù)成為非常引人注目的前沿科技，其中，裸視3D顯示更是成為研究的重點。采用光柵3D顯示可以做出小到手機屏、大到上百英寸①大屏幕的立體效果良好的3D顯示器，此外，結(jié)合2D/3D兼容、頭部跟蹤、互動等技術(shù)可實現(xiàn)立體效果佳且能夠友好交互的3D顯示系統(tǒng)。在體3D顯示方面已研制出9000萬體素的3D顯示系統(tǒng)，可以從任何角度（水平360°，垂直270°）觀看，完全達到虛擬實境的效果。在全息3D顯示方面，也已開發(fā)出利用全息技術(shù)再現(xiàn)影像的立體影像顯示器，目前又研究出一種可擦寫光致折變聚合物全息3D材料，有望實現(xiàn)全息3D視頻顯示?？傊?，170多年來，3D顯示技術(shù)一直受到不同時代人的青睞，在不停地發(fā)展和成長著；在這期間，也出現(xiàn)了眾多出色的研究團體，他們研制出了各種性能良好的3D顯示器，但迄今為止，這些產(chǎn)品還遠(yuǎn)未達到人們的要求，實現(xiàn)人類再現(xiàn)真實世界的夢想仍需我們不斷努力?！　?。3　3D顯示的應(yīng)用與意義　　人類生活的這個世界，大至星系，小至微觀粒子本身，都是3D立體的。然而，目前大多數(shù)顯示設(shè)備只能實現(xiàn)2D顯示，人們只能通過平時生活中所累積的經(jīng)驗及平面圖像中的陰影等信息去判斷顯示平面上物體間的前后位置關(guān)系。在信息化、數(shù)字化的時代，隨著社會的發(fā)展，普通2D顯示在某些方面已經(jīng)不能滿足人類的需要，3D顯示已經(jīng)成為世界各國大力發(fā)展的新型顯示。最近幾年，3D顯示異?；鸨?，并已經(jīng)開始進入老百姓的生活。2009年12月，由Cameron執(zhí)導(dǎo)、耗資5億美元的電影巨作《阿凡達》掀起了全球3D熱潮。隨著　　3D電視（3DTV）的火爆升溫，3D電視臺、3D電視節(jié)目、3D電視網(wǎng)絡(luò)也隨之如火如荼地發(fā)展。2008年，日本有線BS11頻道開始播送3D節(jié)目。2010年4月，天空傳媒開辦3D電視頻道。2010年6月，ESPN開設(shè)新的3D體育頻道。2010年6月，南非世界杯成為史上首次進行3D轉(zhuǎn)播的世界杯比賽。種種跡象表明，3D顯示是未來的發(fā)展趨勢，是顯示領(lǐng)域的又一個里程碑！3D顯示在國民經(jīng)濟發(fā)展中具有重要的意義和可觀的商業(yè)前景。當(dāng)今全球的顯示市場達到數(shù)百億美元，具有3D顯示功能的顯示器價格大大高于相應(yīng)規(guī)格的2D顯示器，如果3D顯示逐步取代2D顯示，全球?qū)⒃黾訑?shù)百億美元的顯示市場。3D顯示技術(shù)應(yīng)用前景廣闊，可以用在廣告、游戲、電視、醫(yī)療、科技、教育、制造、建筑和軍事等諸多領(lǐng)域。下面分別從影視娛樂、廣告?zhèn)髅健⑨t(yī)療衛(wèi)生、虛擬現(xiàn)實（virtual reality）和軍事國防這5個領(lǐng)域簡要介紹3D顯示的應(yīng)用與意義?！　?。視娛樂　　《閃電狗》、《阿凡達》及《諸神之戰(zhàn)》等3D電影的放映，使觀看者體驗到2D顯示無法比擬的視覺沖擊力。事實證明，3D影片有著良好的票房，而且避免了傳統(tǒng)影片的盜版問題，相信在不久的將來必將受到電影從業(yè)人員的青睞。3D電視被認(rèn)為是下一代更自然、更真實的家庭娛樂發(fā)展方向，不久的將來，觀看者坐在家里就可以看到栩栩如生的電視節(jié)目，盡情享受視覺沖擊。3D游戲也是3D顯示的重要應(yīng)用領(lǐng)域，現(xiàn)在的眾多游戲產(chǎn)品都是基于3D動畫技術(shù)，若能將游戲和3D顯示技術(shù)相結(jié)合，將使游戲玩家感覺置身于游戲場景中，充分體會游戲帶來的緊張刺激。　　2。廣告?zhèn)髅健　?D顯示在廣告?zhèn)髅筋I(lǐng)域應(yīng)用廣泛。3D顯示在地鐵、機場、商場等公共場所已經(jīng)開始作為新型信息載體使用。3D數(shù)字標(biāo)牌等廣告更易讓觀看者駐足欣賞，從　　而留下更深刻的印象，強化廣告投放效果，創(chuàng)造更多廣告價值，為廠商和廣告商們帶來經(jīng)濟利潤。在媒體宣傳方面，3D顯示以其獨特效果與創(chuàng)新手段，達到了普通宣傳手段所不能達到的效果。　　3。醫(yī)療衛(wèi)生　　不管是直接顯示測試和診療實況，還是遠(yuǎn)程診斷，3D顯示都可以提供比2D顯示更多、更準(zhǔn)確的視覺信息。在外科手術(shù)中，為了正確地把握病灶的形狀和縱　　深信息，需要將內(nèi)窺鏡檢測到的信息準(zhǔn)確地顯示出來，3D顯示技術(shù)的應(yīng)用可以輕松地將內(nèi)窺鏡檢測到的信息顯示在3D顯示器上，為醫(yī)生的準(zhǔn)確判斷帶來很大幫助。隨著各級醫(yī)療機構(gòu)HIS和PACS的興建，網(wǎng)絡(luò)醫(yī)療正逐漸成為今后醫(yī)學(xué)發(fā)展的一個必然趨勢。網(wǎng)絡(luò)醫(yī)療的基礎(chǔ)核心之一就是可視化的醫(yī)學(xué)模型和圖像，它直接影響醫(yī)生對遠(yuǎn)端病情的診斷。應(yīng)用3D顯示技術(shù)可以將遠(yuǎn)方的場景圖像傳輸?shù)结t(yī)院，醫(yī)生從3D顯示器上所顯示的信息更清晰地了解病情，并？時有效地進行診斷和治療，從而為病人爭取寶貴時間。不僅如此，3D顯示在MRI和CAT成像、手術(shù)模擬和培訓(xùn)等方面都有重要的應(yīng)用?！　?。虛擬現(xiàn)實　　虛擬現(xiàn)實是人們通過計算機對復(fù)雜數(shù)據(jù)進行可視化、操作及實時交互的環(huán)境。3D顯示技術(shù)將物體的空間信息可視化，形成一個逼真的環(huán)境，使得觀看者仿　　佛置身于所顯示的物體空間中，產(chǎn)生很好的沉浸感。此外，利用各種帶有力反饋的操縱桿、方向盤、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備將使用者的意志輸入計算機，經(jīng)處理后對3D顯示場景中的物體產(chǎn)生影響，從而實現(xiàn)人機交互3D顯示在虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域應(yīng)　　用非常廣泛，如室內(nèi)設(shè)計、城市規(guī)劃等，設(shè)計人員可將規(guī)劃設(shè)計方案以數(shù)字模型顯示在3D顯示器上，然后通過在3D場景中任意漫游，從而發(fā)現(xiàn)很多不易察覺的設(shè)計缺陷，減少由于事先規(guī)劃不周全而造成的損失?！　?hellip;…

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