立体视觉的构成--3D立体显示技术原理与游戏应用历程简介
https://www.doczj.com/doc/1d18542170.html,/175/1750273.html 一、引言
「3D 立体显示」可说是近来娱乐产业相当热门的话题，不但有好莱坞推出《阿凡达》等卖座3D 立体电影，全球各大家电厂商也积极布局准备推出一系列支持3D 立体显示的播放机与电视机等家电产品，NVIDIA 也推出支持3D 立体显示卡与周边，甚至连SCE 与任天堂也陆续发表PS3 与NDS 后继机种的3D 立体显示支持。
本文将针对3D 立体显示的原理与应用作一简单介绍，了解各种3D 立体显示是如何重现现实世界的立体感，以及3D 立体显示在游戏领域的实际应用，供玩家参考。
二、立体视觉的构成
我们之所以能感受到立体视觉，是因为人类的双眼是横向并排，之间大约有6～7 公分的间隔，因此左眼所看到的影像与右眼所看到的影像会有些微的差异，这个差异被称为「视差（Parallax）」，大脑会解读双眼的视差并藉以判断物体远近与产生立体视觉。
视差示意图
当观看者只以单眼来观看景物时，因为没有了视差，所以立体感也会随之消失。
三、3D 立体显示的基础
由于立体视觉是基于视差而来，因此3D立体显示的基础，就是要以人工方式来重现视差，简单说就是想办法让左右两眼分别看到不同的影像，藉以模拟出立体视觉。在这个基础之下发展出各式各样的3D 立体显示技术，主要分为眼镜与裸眼两大类型。
3.1 3D立体显示的起源
3D 立体显示的历史相当久远，早在19 世纪摄影技术刚起步时就已经出现。做法是将2 台相机并列模拟双眼，同时拍下2 张有着些微差异的相片，之后再透过平行视线法、交叉视线法或类似双筒望远镜的专属观看设备等方式让双眼分别观看2 张并列的相片。
3D 立体相机
藉由工具辅助来观看3D 立体图片
观看立体空照图用的立体镜
平行视线法：让双眼视线平行，左右眼分别观看左右相片
平行视线法范例
交叉视线法：将双眼视点移至近处（斗鸡眼）让视线交叉，左右眼分别观看右左相片
交叉视线法范例
以上两种方式不需要特殊的设备就能在一般的平面媒介上观看到立体影像，不过因为是以不自然的视线观看，并不是每个人都能适应，对眼睛的负担也大，实用性不高。
双镜筒式的专属观看设备可以明确分隔左右眼的视线，不需要让观看者自己凭感觉去调整视线来捕捉立体感，因此大多数人都能适应，这个方式后续也发展为头戴式3D 立体显示萤幕，透过左右两组屏幕让左右眼观看不同画面产生视差以呈现立体画面。
19 世纪制造的双镜筒式专属观看设备
不过上述几种方式每次只能让一个人观赏，并不适合有多人欣赏需求的应用。
为了满足像是电影等多人观看需求的应用，因此后续也出现了以特制眼镜来同时提供多人观看的各种3D 立体显示方式，并根据运作模式分为被动式与主动式两大类。
3.2【被动式3D 立体眼镜】
被动式3D 立体眼镜指的是眼镜本身是单纯的镜片+ 镜架所构成，不牵涉到任何机械式或电子式的运作。虽然此类眼镜所采用的技术有很多种，不过基本原理都是透过光学方式让两组画面分别只能穿过左右其中一眼的镜片，让左右眼观看到具备视差的影像。
(1) 红蓝滤色片式3D 立体眼镜
最早问世的是采用红色与蓝色（或红色与绿色）滤色片构成的3D 立体眼镜，眼镜本身的成本很低（可使用红蓝玻璃纸与纸板制作），早期的3D 立体电影多采用此方式，分别投射出经红色滤光与蓝色滤光的画面，再让观看者配戴红蓝3D 立体眼镜来观看。
红蓝滤色式3D 立体眼镜
红蓝滤色片方式可适用于平面印刷媒体或是一般显示设备。
以红蓝3D 模式显示的《蝙蝠侠：小丑大逃亡》
由于红蓝滤色片式3D 立体眼镜有着无法正确重现原本画面色彩的缺点，因此后续有厂商推出了改良式的「ColorCode 3D」，透过琥珀色与蓝色滤色片分别呈现彩色与单色两组画面，由于大脑会自动结合双眼观看到的影像，因此可以获得彩色的立体画面。
(2) 偏光式3D 立体眼镜
在偏光技术普及后，开始有厂商采用偏光式的被动式3D 立体眼镜。偏光片是透过如百叶窗般排列的矽晶体涂料薄膜（偏光膜）来过滤原本朝不同方向震动的光线，会挡住与偏光膜方向垂直的光线，只让与偏光膜方向相同的光线通过。由于偏光片只会过滤光线的方向，而不会像滤色片那样过滤光线的颜色，因此可以完整保留画面的色彩。
偏光原理
播放时只要使用两组设备分别透过偏光片投射出垂直偏光与水平偏光画面，或是使用一组设备搭配可切换偏光方向的主动式偏光片交替投射出垂直偏光与水平画面，再让观看者配戴垂直偏光片与水平偏光片组合的偏光式3D 立体眼镜，就可以观看到立体画面。
偏光式3D 立体眼镜
应用在液晶显示器时，可使用两片重叠的液晶面板各自显示垂直与水平偏光画面，此方式的成本较高。或者是在屏幕表面配置奇偶交错排列的垂直与水平偏光片，各利用一半像素显示垂直与水平偏光画面，此方式的成本较低，不过垂直或水平解析度会减半。
SCET 展示使用交错偏光片的3D 液晶电视
近年的3D 立体电影多半采用偏光方式来呈现。不过偏光方式必须使用特殊的投影机或是屏幕等显示设备才能呈现，因此并无法适用于平面印刷媒体或是一般显示设备。
3.3【主动式3D 立体眼镜】
主动式3D 立体眼镜是透过眼镜本身的主动运作来达成3D 立体显示效果。
(1) 双显示器式3D 立体眼镜
双显示器式3D 立体眼镜虽然无法提供多人观看需求，不过仍就算是主动式3D 立体眼镜的一种，运作的原理非常简单，透过左右眼镜中配置的两组小型显示器来个别显示左右眼画面，来达成立体显示的效果。由于必须配置两组独立的显示器，因此成本较高，而且只能让单人观看。因此通常只应用在特殊用途，像是搭配头部侦测应用在虚拟实境。
头戴式显示器
任天堂于1995 年推出的便携式游戏机「Virtual Boy（VB）」就是此类设计。
(2) 液晶式3D 立体眼镜
液晶式3D 立体眼镜是采用主动式液晶镜片所构成的3D 立体眼镜，运用液晶可借由电场来改变透光状态的原理，以每秒数十次的频率交替遮蔽左右眼视线。播放时只要交替显示左右眼画面，再透过同步讯号让液晶式3D 立体眼镜与画面同步运作，播出左眼画面时让右眼镜片变黑、播出右眼画面时让左眼镜片变黑，就可以达成立体显示的效果。
由于液晶式3D 立体眼镜不需要滤色或偏光等特殊构造的播放设备就能呈现，只需要提升播放设备画面更新频率及添加同步讯号发送装置即可，因此可适用于大尺寸多人观赏需求，是目前最广泛应用于3D 电视等民生娱乐领域的方式。包括PC 上由NVIDIA 推出的「3D Vision」以及各家电大厂最近狂推猛打的3D 立体电视产品，都是采用此方式。
由于画面是采左右交替方式播放，同一时间内只有一只眼睛能看到画面，因此当开启3D 立体显示模式时，画面刷新频率会变为原本的一半。如果只搭配现有的每秒60 次更新标准规格时，画面刷新频率会降到每秒30 次，让观看者感受到明显的闪烁。因此目前各厂商所推出的方案都是将屏幕刷新频率加倍到每秒120 次，来避免闪烁的问题。
液晶式3D 立体眼镜由于必须主动运作，因此构造上比被动式3D 立体眼镜复杂，虽然播放设备的成本较低，不过眼镜的成本高出不少。以目前主流的红外线同步方式来说，就必须配备额外的接收控制电路与电池。而且液晶镜片的交错遮蔽会影响画面的亮度。
虽然液晶式3D 立体眼镜这一两年才随着新产品的推出开始发烧，不过在游戏领域的应用事实上已经超过20 年，最早是SEGA 在1986 年推出SEGA MarkIII / Master System 用的「3D 眼镜」，任天堂也在1987 年推出Famicom 用的「Famicom 3D 系统」。
不过当年的液晶式3D 立体眼镜周边在设计上迁就于既有NTSC / PAL 规格映像管屏幕，游玩时画面的亮度低闪烁感强烈，加上当时的游戏机完全没有3D 绘图能力，只能大概呈现具备前后层次感的平面图层，因此并未获得市场青睐，支持的游戏也相当少。
虽然眼镜方式能满足多人共同观看的需求，不过观看时必须配戴特殊眼镜仍旧是个相当大的障碍，各家厂商于是投入不需要配戴特殊眼镜的裸眼3D 立体显示技术研发。
所谓的「裸眼3D 立体显示」，是指在不配戴任何特殊配件的状态下以裸眼视觉就能直接观看到3D 立体显示的效果。虽然基本原理仍旧是让左右眼观看不同画面产生视差来营造立体感，不过前提是不配戴眼镜，因此必须透过特殊设计的屏幕来达成目标。
由于裸眼3D 立体显示在技术上仍有许多限制，因此主要用于个人化小型化的显示用途，如手机、数码相机等，较少用于多人化大型化的显示用途，如电视屏幕等。
3.4 裸眼3D立体显示
裸眼3D 立体显示根据运作模式又分为空间多功式与分时多功式两大类。
(1)【空间多功式裸眼3D 立体显示】
空间多功式裸眼3D 立体显示是在同一个屏幕上，以分割显示区域（空间）同时显示左右两眼画面（多功）来达成3D 立体显示效果的方式，因此被称为「空间多功」。
a柱状透镜式3D 立体显示（Lenticular Lenses）
柱状透镜式3D 立体显示屏幕，是在屏幕表面设置垂直排列的圆柱状凸透镜薄膜，透过透镜折射来控制光线行进方向，让左右两眼接受不同影像产生视差呈现立体效果。
由与光线在通过凸透镜时，行进方向会折射而产生变化，因此只要将左右眼画面以纵向方式交错排列，再透过一连串紧密排列的柱状透镜，就能让左右眼看到各自的画面。
柱状透镜方式的历史久远，应用范围也相当广泛，包括平面印刷或是屏幕显示器都能运用此方式来呈现3D 立体画面，市面上常见的立体垫板等产品就是利用相同的原理所制作。除了呈现立体影像之外，柱状透镜还能用来呈现会随观看角度而变化的影像。
《但丁的地狱之旅》死神特别版封面就是采用柱状透镜印刷
由于柱状透镜可以在多个角度下产生立体效果，因此可以适用於多人观看的应用，不过在不合适的角度观看时会出现影像重叠的状况。一般的柱状透镜是固定贴附在屏幕表面，而且是以单一方向排列，因此无法切换显示模式，水平解析度会降为原本的一半，画质也会受到透镜折射影响，屏幕旋转90 度时就会无法呈现立体感。不过也有厂商研发在柱状透镜中注入液晶来改变聚焦特性的技术，可关闭透镜的折射效果切换成2D 模式。
b视差屏障式3D 立体显示（Parallax Barriers）
视差屏障式3D 立体显示屏幕，是在屏幕表面设置称为「视差屏障」的纵向栅栏状光学屏障来控制光线行进方向，让左右两眼接受不同影像产生视差达成立体显示效果。
由于左右眼视线通过栅栏状视差屏障的角度不同，因此会看到后面屏幕的不同部分，只要将左右眼画面以纵向方式交错排列，就能让左右眼看到各自的画面产生立体感。
由于是采用遮蔽方式来达成立体显示效果，必须将屏幕分为左右两画面显示，因此水平解析度会降为原本的一半，而且画面亮度会下降。之外还会还有观看距离、角度与方向的限制，必须在规定的距离与角度内观看，画面转90 度时就会无法呈现立体感。
后续厂商研发许多技术来改善视差屏障式3D 立体显示萤幕的先天限制，像是采用可开关的液晶薄膜来充当视差屏障，就能透过液晶屏障的开关来切换2D / 3D 显示模式，液晶屏障排列方式也可以制作成水平与垂直两种方向，配合横拿与直拿的需求切换。
可开关的液晶视差屏障
视差屏障式3D 立体显示是目前最广泛应用于可携式装置的方式，包括SHARP 与日立都不约而同的在任天堂发表N3DS 后紧接着发表了各自的行动电话用视差屏障式3D 立体显示屏幕。其中SHARP 的产品将液晶屏障与触控薄膜整合在一起，而且同时支持横拿与直拿的应用，比较符合N3DS 的需求，不过目前还无法确定是否会获得任天堂采用。
SHARP 3D 液晶屏幕产品示意图
日立3D 液晶面板特色解说示意图
(2)【分时多功式裸眼3D 立体显示】
时间多功式裸眼3D 立体显示是在同一个屏幕上，各切割一半时间来交替显示（分时）左右两眼画面（多功）以达成3D 立体显示效果的方式，因此被称为「分时多功」。
a指向性背光分时式3D 立体显示
指向性背光分时式3D 立体显示，是藉由指向性背光膜搭配左右配置的背光光源，以高速交替方式分别朝左右眼显示不同画面来达成立体显示效果的方式。由于指向性背光膜可以控制光线射出的方向，因此能将左右画面分别投射到观看者的左右眼中。
当屏幕右侧的背光光源亮起时，就会透过指向性背光膜射出朝左眼方向的光线，用来显示左眼画面。当左侧的背光光源亮起时，就会透过指向性背光膜射出朝右眼方向的光线，用来显示右眼画面。藉由左右画面高速交替显示，就能平顺的显示立体影像。
由于指向性背光方式采用分时多功，因此每次都能以面板的完整解析度来显示画面，不像空间多功只能以面板的一半解析度来显示画面。而且只要左右两侧的背光光源同时亮起，就能切换为2D 显示模式。不过由於左右眼画面是以指向性的方式显示，因此只有从屏幕正面观看时才能看到立体影像，而且当屏幕旋转90 度时就无法显示立体影像。
指向性背光分时式3D 立体显示产品目前仍处于研发阶段。
b深度融合式3D 立体显示（Depth-fused 3D）
深度融合式3D 立体显示是将两片液晶面板前后重叠在一起，分别在前后两片液晶面板上以不同亮度显示前景与后景的影像，藉由实体的深浅差异来呈现出景深效果。
日立研发的深度融合式3D 立体显示屏幕
由于深度融合式并不像其他方式是以模拟两眼视差来产生立体感，而是让画面真正具备前景与后景的差别，能让观看者两眼视线的焦点自然落在画面位置并感受到景深，因此观看时眼睛比较不容易感到疲劳。不过受限于前后景重叠时的角度偏移不能太大，因此适合观看的角度有限，加上需要重叠两片液晶面板来构成，因此体积较大成本较高。
深度融合式3D 立体显示不属于多工方式，产品问世已久不过应用层面有限。
由于3D 立体显示具备高度的娱乐性，因此很早就应用于娱乐产业，不过由于拍摄、制作与播映的成本高，因此普及率有限。不过近年来3D 显示软硬件技术逐渐成熟普及，加上电影与家电厂商有计划的强力推广，因此自2009 年以来一跃而成为热门话题。
同属娱乐产业一环的游戏产业，应用3D 立体显示技术也已经有20 多年的时间，从1986 年SEGA 推出的「3D 眼镜」，到1987 年任天堂推出的「Famicom 3D 系统」，1995 年任天堂推出的「Virtual Boy」，2010 年中SCE 预定透过系统软体更新支持的PS3 3D 立体显示功能，一直到2010 年度内任天堂预定推出的「Nintendo 3DS」，可说是相当丰富。
˙SEGA MarkIII / Master System「3D 眼镜（3D Glasses）」
SEGA 于1986 年6 月在北美推出以SEGA MarkIII 架构搭配崭新外型设计的「SEGA Master System」，并于同年推出了游戏机史上首款3D 立体眼镜周边「3D 眼镜」，采用有线连接的液晶式3D 立体眼镜，在SEGA MarkIII 与北美版Master System 上必须透过卡片式转接装置来连接，在日本版Master System 上则是直接提供专属的连接端子。
SEGA 3D 眼镜
支持SEGA 3D 眼镜的游戏共有8 款：
˙《剑鹰3D（Blade Eagle 3-D＿》
˙《火线行动（Line of Fire）》
˙《迷宫猎人3D（Maze Hunter 3-D）》
˙《飞弹防空3D（Missile Defense 3-D）》
˙《Out Run 3-D》
˙《海战3D（Poseidon Wars 3-D）》
˙《太空哈利3D（Space Harrier 3-D）》
˙《立体空战3D（Zaxxon 3-D）》
˙任天堂Famicom「立体眼镜（とびだせメガネ）」
1987 年 3 月，草创期的SQUARE 以7 社联合品牌DOG（Disk Original Group）在红白机磁碟系统推出支持3D 立体显示的3D 动作射击游戏《立体大作战（とびだせ大作戦）》，并随游戏送出附属红蓝滤色式3D 立体眼镜「立体眼镜（とびだせメガネ）」。
《立体大作战》游戏磁碟片与立体眼镜
游戏的构成非常类似SEGA 的《太空哈利》，采用朝画面深处奔驰跳跃的3D 玩法，只要开启3D 模式并戴上眼镜，就能在具备立体感的关卡中体验高速奔驰的乐趣。
由于采用的是低成本的红蓝滤色式3D 立体显示，因此能随游戏免费附赠眼镜无须另行添购，以3D 玩法为卖点加上支援立体显示的新奇功能，推出当时颇受玩家注目。
˙任天堂Famicom「Famicom 3D 系统（Famicom 3D System）」
输人不输阵的任天堂，也在SEGA 3D 眼镜问世隔年的1987 年10 月，推出Famicom 用3D 立体眼镜「Famicom 3D 系统」，同样是采用有线连接的液晶式3D 立体眼镜，透过插在Famicom 周边扩充端子的转接装置连接，采用束带固定于头部的头戴式设计。
任天堂Famicom 3D 系统
支持Famicom 3D 系统的游戏共有7 款：
˙《动物学园（アタックアニマル学园）》
˙《太空立体战争（コズミックイプシロン）》
˙《JJ 大作战（JJ）》
˙《立体赛车（ハイウェイスター）》
˙《任天堂方程式赛车2：3D 越野赛（ファミコングランプリII 3Dホットラリー）》
˙《太空立体战（ファルシァ◇）》
˙《风云少林拳黑暗魔王（风云少林拳暗黒の魔王）》
˙任天堂「Virtual Boy」
《电视机原理与维修》教学大纲 （一）课程概述 1．适用专业：电子与信息技术专业 2．课程说明：了解电视信号的产生，掌握全电视信号的组成，理解NTSC和PAL编码制。掌握黑白、彩色电视机的整机方框图和信号流程。掌握电视机各主要单元电路的组成，理解其基本工作原理。能应用所学知识读电视机的电原理图，说明常见故障现象、特点，掌握正确的检测程序和基本方法，并能对修复的电视机进行必要的调试。了解数字电视机的特点。了解电视技术的新成果、新动向。 3．课程目标： ?理解电视图像光电转换的基本原理，了解色度学基本知识。 ?了解电视信号基本组成和主要参数。 ?了解彩色电视机的基本组成和基本电路的功能。 ?理解PALD制彩色电视的编码和解码原理。 ?掌握彩色电视机基本电路的工作原理。 ?掌握电视机主要元器件、电路和整机的性能指标测试方法。 ?了解电视机一般附属电路的功能与工作原理。 ?具备测试电视机元器件、单元电路和整机性能指标的初步能力。 ?能读懂典型电视机的整机线路图。 ?能通过对故障现象和检测数据的分析判断故障部位。 ?能说明产生故障现象的原因。 ?了解电视机的有关新技术。 4．学时要求：102学时。 （二）内容要求 一电视机基本原理及维修的基础知识 1色度学的基本知识 1.1光和色的基本知识 1.2三基色原理与空间混色 2 电视信号的形成和传输 2.1 光电转换与电子扫描
2.2视频信号 2.3射频电视信号 2.4彩色电视信号 2.5 色差信号频带的压缩与频谱交错 2.6正交平衡调幅制(NTSC制) 2.7逐行倒相制(PAL制) 3电视接收机的整机结构 理论知识学习要点及维修技能训练目标 3.1 电视机的分类 3.2 电视机的整机结构 3.3黑白电视机的基本电路方框结构及信号流程3.4 彩色电视机的基本电路结构及信号流程3.5 彩色电视机电路的集成化及常见机型 3.6 遥控彩色电视机整机电路简介 3.7 电视机整机的初步认识 二电视机各部分电路的电路分析与故障维修 4电视机电源电路分析与故障维修 理论知识学习要点及维修技能训练目标 4.1 开关电源的分类及基本工作原理 4.2开关电源部分的特殊元器件 4.3 “LA单片机”开关电源的电路分析 4.4 “TDA单片机”开关电源的电路分析
1.6当电视收看圆图节目时，出现四对黑白相间的干扰条纹，P30（页） 干扰频率是 4 ×50=100 Hz 1、12 既然电视信号带宽为6MHz，为什么还要调制到高频载波上去发射？应如何解释？答：图像信号的最高频率为6MHz，将其调制到高频载波上，在无线电传输中可以减小天线尺寸，功率大便于远距离传输，还能提高信号的抗干扰能力；载波频带丰富，便于频带复用，即不同频道电视信号占用不同频带，其传输和接受互不影响；已调的伴音信号还可以加到已调图像信号的间隔里； 1.14 调幅和调频波各有什么特点？为什么伴音采用调频方式？图像可否也采用调频方式？答：调频的特点是频宽窄，距离长，对阻碍物的穿透能力弱，但是传输距离长，对寄生调幅，可用限幅器加以消除；所携带的边频很丰富，因此伴音的音质、音域都比调幅波好 调幅的特点是频宽宽，距离短，对阻碍物的穿透能力强，但是传输距离较短，已调信号带宽
是基带信号带宽的2倍。 伴音信号采用调频方式，能获得高音质的伴音，能防止高频伴音和高频图像信号的干扰 图像信号不能采用调频方式，否则它容易与伴音信号产生相互干扰，它采用单边带调幅方式，压缩了图像信号调幅波频带，滤波性能容易实现，可采用简单的峰值包络检波。 1.15 电视变频器框图如图P31(页) f=（48.5+56.5）/2=52.5MHz 第一频道中心载频 1 ？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？ 2.6简单说明通道超外差式电视机有什么特点？存在哪几个干扰？ 答：超外差接收，不论接收哪个频道的全射频电视信号混频后都变成同一中频，这一中频为固定的38MHz，则可以设法使中放的频率特性具有优良的选择性并适合于残留边带的特点，并抑制邻频道的干扰。因此其接收效果好，调谐方便，灵敏度、选择性和抗干扰能力都比较理想。 其干扰有一下几种：邻频道干扰，中频干扰，镜频干扰 2.13 根据电视机原理方框图2-5，判断下列故障可能出现在哪一部分？ 答：（1）有光栅，无图像，无伴音；故障部分：信号通道和伴音通道，如伴音中放，鉴频器，音频放电器，视放。 （2）有光栅，有图像，有无伴音；故障部分：检波输出的6.5MHz第二伴音中频信号未能经伴音通道加到扬声器上，则伴音通道有问题，如伴音中放，鉴频器，音频放电器 （3）有光栅，无图像，有伴音；故障：出现在视放级 （4）有伴音，荧光屏上只出现一条水平亮线；故障：场频锯齿波电流没有送入场偏转线圈，则故障出现在场扫描电路，如积分器、场震荡、场激励、场输出 （5）有伴音，荧光屏上只出现一条垂直亮线；故障：行输出级产生的锯齿电流未能送到偏转线圈，所以故障可能发生在行偏转线圈支路，如AFC、行震荡、行激励、行输出 （6）图像垂直方向不同步；故障：场不同步，故障一般出现在场同步分离电路或场振荡电路 （7）图像水平方向不同步；故障：行不同步，故障出现在行扫描部分，如同步分离电路、行振荡和行AFC 电路 （8）图像水平和垂直方向都不同步；故障：行场均不同步，故障通常在同步分离电路不良。 3.2何谓三基色原理？彩色电视所用相加混色方式有哪几种？为什么彩色电视用相加混色 法而不用相减混色法？ 答：（1）三基色原理是指自然界常见的多数彩色都可以用三种相互独立的基色按不同比例成，所谓独立的三基色是指其中的任一色都不能由另外两色合成。 （2） ①最直接方法——光谱混色法 ②生理混色法，（即利用Ｒ(红)、G(绿)、B(蓝)三基色按相同比例相加混合） ③时间混色法 ④空间混色法 （3）三个概念： 一、混色法：不同颜色混合在一起，能产生新的颜色
万方数据
万方数据
万方数据
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主动式光学三维成像技术 作者：周海波， 任秋实， 李万荣 作者单位：上海交通大学激光与光子生物医学研究所,上海,200030 刊名： 激光与光电子学进展 英文刊名：LASER & OPTOELECTRONICS PROGRESS 年，卷(期)：2004,41(10) 被引用次数：6次 参考文献(23条) 1.Noguchi M;Nayar S K Microscopic shape from focus using active illumination[外文会议] 1994(01) 2.Cohen F S;Patel M A A new approach for extracting shape from texture,Intelligent Control,1990 1990 3.Nayar S K;Watanabe M;Noguchi M Real-time focus range sensor[外文期刊] 1996(12) 4.Ghita O;Whelan P F A bin picking system based on depth from defocus[外文期刊] 2003(04) 5.POSDAMER J L;Altschuler M D Surface measurement by space-encoded projected beam systems[外文期刊] 1982(01) 6.WOODHAM R J Photometric method for determining surface orientation from multiple images 1980(01) 7.Miyasaka T;Kuroda K;Hirose M High speed 3-D measurement system using incoherent light source for human performance analysis 2000 8.Carrihill B;Hummel R Experiments with the intensity ratio depth sensor 1985 9.Maruyama M;Abe S Range sensing by projecting multiple slits with random cuts[外文期刊] 1993(06) 10.Caspi D;Kiryati N;Shamir J Range imaging with adaptive color structured light[外文期刊] 1998(05) 11.Horn E;Kiryati N Toward optimal structured light patterns[外文期刊] 1999(02) 12.Rocchini C;Cignoni P;Montani M A low cost 3D scanner based on structured light 2001(03) 13.Inokuchi S;Sato K;Matsuda F Range imaging system for 3-D object recognition 1984 14.Horn B K P;Brooks M Shape from Shading 1989 15.Schubert E Fast 3D object recognition using multiple color coded illumination[外文会议] 1997 16.Pulli K Acquisition and visualization of colored 3D objects[外文会议] 1998 17.Sato K;Inokuchi S Three-dimensional surface measurement by space encoding range imaging 1985(02) 18.Daniel Scharstein;Richard Szeliski High-Accuracy Stereo Depth Maps Using Structured Light[外文会议] 2003 19.Batlle J;Mouaddib E;Salvi J Recent progress in coded structured light as a technique to solve the correspondence problem: a survey[外文期刊] 1998(07) 20.Yoshizawa T The recent trend of moiremetrology 1991(03) 21.Li Zhang;Curless B;Seitz S M Rapid Shape Acquisition Using Color Structured Light and Multi-pass Dynamic Programming[外文会议] 2002 22.Sato T Multispectral pattern projection range finder 1999 23.EL-Hakim S F;Beraldin J A;Blais F A Comparative Evaluation of the Performance of Passive and Active 3-D Vision Systems 1995 本文读者也读过(2条) 1.欧阳俊华.OUYANG Jun-hua近距离三维激光扫描技术[期刊论文]-红外2006,27(3)
《电视机》第三、四、五、九、十章彩电原理试题集 一、填空题 1.彩色三要素是、和；其中和称为色度；三基色是指、、三种颜色。 2.彩条信号图案的颜色从左至右分别是白、、、、、、、黑。 3.目前世界上采用的彩色电视制式有制、制和制，我国采用制。 4. NTSC制是__________ 制，PAL制是__________ 制。 5.正交是指两个副载波相位相差，PAL制采用正交平衡调幅。 6.平衡调幅是一种的调幅方式，对平衡调幅波进行解调必须先恢复。 7.PAL制是对分量进行逐行倒相处理，它的优点是。 8.亮度方程式是。 9.U R表示，U G表示，U B表示，U Y表示， U R-Y表 示，U B-Y表示，U表示， V表示 F U 表示， F V表示，F表示。 10.彩色全电视信号(FBAS)包括、、、和。 11.色度信号在编码的过程中变换成一个矢量F，那么彩色图像的色度信息全部包含在色度信号的与中。 12.要实现黑白彩色电视兼容，在彩色电视中采用两个重要措施，即和。 13.彩色电视机与黑白电视机的主要区别在于在彩色电视机电路中，多了一个。 14.为在一个8MHz的带宽中传输亮度信号和色差信号，彩色电视系统中采用了____________原理。 15.为实现正交平衡调制的解调，要求接收机的副载波与发射端____________，这可以通过 在电视信号中加入____________来实现。 16.PAL制色同步信号是一串等幅的正弦信号，其频率为______，初相位：NTSC行______， PAL行______。 17.解码电路由、、和矩阵电路组成。 18.解码电路的作用是对信号解调，还原出信号。 19.解码过程是：两分离即__________与__________分离，__________与__________分离；两解调即__________与__________解调和__________与__________解调；一矩阵：即__________矩阵。 20.当色度信号幅度很小时，电路会关闭色度通道，色度信号无法通过而消除了彩色。 21.延时解调器又称，能从色度信号中解码出信号，色度信号经一行延时后，输出信号相位会。 22.因为U、V信号是信号，所以采用电路进行检波，该检波电路工作 时需要信号。第1页
3D立体成像技术简介 3D立体成像技术其实并不是一个新鲜事物。如果从时间上看,3D立体成像 技术早在上个世纪中叶就已经出现，比起现在主流的的液晶、等离子这些平板 显示技术，历史更加悠久。 那么现在的3D电视，到底使用了哪些方式来实现所谓的“全高清无闪烁”的立体影像呢？ 色差式3D 历史悠久缺点最多 首先我们看看最早出现的也是最容易实现的一种3D立体成像技术：色差式 3D成像技术。 从技术层面上看色差式3D立体成像是比较简单的一种方法，这种3D成像 只需要通过一副简单的红蓝（或者红绿）眼镜就可实现，硬件成本不过几元钱。显示设备方面也无需额外的升级，现有的任何显示设备都可以直接显示。 色差式3D立体成像技术的原理是将两张不同视角上拍摄的影像分别以两种不同的颜色印制在同一副画面中，如果不戴眼镜，我们只能看到色彩重合的模 糊图像。但是戴上眼镜后，左右眼不同颜色的镜片分别过滤了对应的色彩，只 有红色的影像通过红色镜片蓝色通过蓝色镜片，最终两只眼睛看到的不同影像 在人脑中重叠产生了立体效果。 色差式3D立体成像原理简单，能达到的3D景深效果也还算不错。不过由 于采用的色度分离方式会给观看者带来比较严重的视觉障碍，舒适感始终不能 让人满意，同时画面的色彩还原效果也一直在较低的水准徘徊，这就导致了它 很难成为3D立体显示技术中的主流。 偏光式3D 影院主流家庭不易实现 在3D电视大量出现之前，3D影院其实已经进入我们的生活很长一段时间。而在3D影院之中最为常见的，就是偏光式3D技术。 偏光式3D技术主要利用偏振光分离技术实现3D立体成像。观看者通过佩 戴偏振眼镜，左右眼镜片就分别过滤掉不同偏振方向的光线，从而实现了左右 眼画面的分离。 影院方面在具体实施的时候主要有两种方式：双机3D和单机3D。双机3D 多用在IMAX 3D影院中，通过使用两台投影机，分别透射偏振方向不一样的左 右眼画面。单机3D相对简单，主要通过但抬头迎和快速切换的偏振器来分别高速切换左右眼画面，最终再通过偏振眼镜进行左右眼画面的分离。
总复习题 下面试题为电视机原理期末考试试题（含答案），望大家参考…… 一、选择题 1、色温是（D） A、光源的温度 B、光线的温度 C、表示光源的冷热 D、表示光源的谱分布 2、彩色三要素中包括（B） A、蓝基色 B、亮度 C、品红色 D、照度 3、用RGB计色制表示单色光时有负的色系数，这是因为（ D） A、这样的单色光不存在 B、这样的单色光饱和度太高 C、这样的单色光不能由RGB三基色配出来 D、这样的单色光要由负系数对应基色的补色配出来 4、水平扫描的有效时间的比例可以由（ C）反映。 A、行频 B、场频 C、行逆程系数 D、场逆程系数 5、均衡脉冲的作用是（ B） A、保证场同步期内有行同步 B、保证场同步起点的一致 C、保证同步信号的电平 D、保证场同步的个数 6、关于隔行扫描和逐行扫描，以下哪一点是错的（ C） A、隔行扫描一帧内的扫描行数是整数 B、逐行扫描一帧内的扫描行数是整数 C、相同场频时，二者带宽相同 D、隔行扫描可以节省带宽 7、下面的（ D）与实现黑白电视与彩色电视的兼容无关 A、频谱交错 B、大面积着色原理 C、恒定亮度原理 D、三基色原理 8、PAL彩色电视制式的色同步信号与NTSC彩色电视制式的色同步信号（ D） A、相同 B、U分量不同 C、V分量不同 D、完全不同 9、从彩色的处理方式来看，（ A）制式的色度信号分辩率最高 A、NTSC B、PAL C、SECAM D、都差不多 10、NTSC彩色电视制式中副载频选择的要求不包括（ B） A、实现频谱交错 B、减少视频带宽 C、尽量在视频较高频率端 D、保证色度带宽不超出视频上限 11、色同步信号的位置在（ C） A、行同步脉冲上 B、行消隐信号的前沿 C、行消隐信号的后沿 D、场消隐信号的后沿 12、关于平衡调幅以下哪一种是正确的（ C） A、平衡调幅中有载频分量 B、平衡调幅波的极性由载频决定 C、平衡调幅利于节省功率 D、平衡调幅可以用包络检波解调 13、彩电色度通道中色度信号与色同步信号的分离采用的是（B）方式。 A、幅度分离 B、时间分离 C、相位分离 D、频率分离 14、彩电中行输出变压器的作用是（D）。 A、为显像管提供工作电压 B、为小信号供电电路提供直流电压 C、为ABL电路、行AFC电路提供控制信号 D、A和B和C 15、彩电高频头（高频调谐器）的输出信号是（B）。 A、高频图像信号与伴音信号 B、中频图像信号与第一伴音中频信号
三维显示技术介绍 目前的三维立体显示技术共可以分为分光立体眼镜 (Glasses-based Stereoscopic)、自动分光立体显示 (Autostereoscopic Displays)、全息术 (Hologram)和体三维显示(V olumetric 3-D Display)4大类。 其中的前两类应该都是大家很熟悉的技术了，它们都采用了视差的方式来给人以3D显示的感觉：分别为左眼和右眼显示稍有差别的图像，从而欺骗大脑，令观察者产生3D的感觉。由于人为制造视差的方式所构造的3D景象并不自然，它加重了观察者的脑力负担，因此看久了会令人头痛。而全息术则利用的并不是数字化的手段，而是光波的干涉和衍射，它一般只能生成静态的三维光学场景，并且对观察角度还有要求，所以就目前而言，它对于人机交互应用而言还并不适合。 体三维显示则与前三者不同，它是真正能够实现动态效果的3D技术，它可以让你看到科幻电影中一般“悬浮”在半空中的三维透视图像。体三维显示技术目前大体可分为扫描体显示 (Swept-V olume Display)和固态体显示 (Solid-V olume Display)两种。其中，前者的代表作是Felix3D和Perspecta，而后者的代表作则名为DepthCube。 Felix3D拥有一个很直观的结构框架，它是一个基于螺旋面的旋转结构，如下图所示，一个马达带动一个螺旋面高速旋转，然后由R/G/B三束激光会聚成一束色度光线经过光学定位系统打在螺旋面上，产生一个彩色亮点，当旋转速度足够快时，螺旋面看上去变得透明了，而这个亮点则仿佛是悬浮在空中一样，成为了一个体象素(空间象素，V oxel)，多个这样的voxel便能构成一个体直线、体面，直到构成一个3D物体，过程很直观，不是么？ Perspecta可能是扫描体3D显示领域最令人瞩目的成就了，它采用的是一种柱面轴心旋转外加空间投影的结构，如下图所示，与Felix3D不同，它的旋转结构更简单，就一个由马达带动的直立投影屏，这个屏的旋转频率可高达730rpm，它由很薄的半透明塑料做成。当需要显示一个3D物体时，Perspecta将首先通过软件生成这个物体的198张剖面图(沿Z轴旋转，平均每旋转2°不到截取一张垂直于X-Y平面的纵向剖面)，每张剖面分辨率为798×798象素，投影屏平均每旋转2°不到，Perspecta便换一张剖面图投影在屏上，当投影屏高速旋转、多个剖
《电视机原理与维修技术》学生能力的培养 摘要：在教学实践中，加强四种技能训练，是增强《电视机原理与维修技术》 教学效果、培养学生学以致用、提高动手能力的有效途径。 关键词：电视机原理与维修技术四种技能训练学生能力培养 《电视机原理与维修技术》是中职学校电子技术应用专业开设的专业课程之一，也是家用电子产品维修工技能鉴定考核内容之一。它具有理论抽象、实践性 强的特点，要求学生学习后能看懂电路原理图，并能够根据故障现象分析、排除 电视机的故障，最终达到维修电视机的目的。本人在多年的教学实践中，总结了 加强四种技能训练是增强《电视机原理与维修技术》教学效果、培养学生学以致用、提高动手能力的有效途径。 一、识图技能的训练 电路图是人们为了研究和工程的需要，用约定的符号绘制的一种表示电路结 构的图形，常遇到的电子电路图有原理图、方框图、印制版图和装配图。通过电 路图可以知道实际电路的情况，了解电路的结构原理、信号的产生与传输过程、 电流与电压的变化、元器件的作用等，因此，必须强化识图技能训练。 1.化整为零，熟记方框图。遥控彩色电视机电路虽然复杂，但就其基本组成 来讲，不外乎是由公共通道电路、伴音电路、彩色解码电路、扫描电路、电源电路、遥控系统等六大系统电路组成。将它们是按一定的规律组合，利用方框和标 志线来表示遥控彩色电视机接收、处理信号及各信号流经相关电路的直观图形， 这就是遥控彩色电视机的整机“方框图”。按照不同的功能把整机电路的元器件进 行分组，每一个功能模块就是完成一个具体功能的元器件组合。这样就把复杂的 整机电路变成若干块相对功能单一、简单独立的电路，从而使分析、识图更加简便，有助于理解遥控彩色电视机的电路结构和工作原理，更有利于分析、检修故障。 2.理顺信号流向，弄清元器件作用。例如图像、伴音等信号流程的方向一般 是从整机电路图的左侧流向右侧，而直流电源供给电路的识图分析方向则是从右 向左进行（因开关电源电路一般在电路图的左下方）等等。 二、元器件认知实训锻炼 要维修电视机，必须在实际电路板上找到原理图中某个元器件的具体位置， 这样才能进行各种检测和维修。所以，能准确看懂印制电路板图、快速找到某个 元器件是电视机维修的又一项基本技能。 1.印制电路板识图方法和技巧。在识图之前，首先◎告诉学生有关PCB板的 一些常识。比如，通常PCB的颜色都是绿色或是棕色，这是阻焊漆的颜色，是绝 缘的防护层，可以保护铜线，也可以防止零件被焊到不正确的地方。在阻焊层上 还会印刷上一层丝网印刷面，通常在这上面会印上文字与符号（大多是白色的），以标示出各零件在板子上的位置等。其次，就是识图技巧训练。 2.元器件认识技能训练 （1）普通元器件认识训练，包括常见的电阻器、电位器、电容、光电耦合器、可控硅、二极管、三极管、集成电路、电源保险管、电源变压器等。特殊强调彩 电所用的延时保险，损坏后不能用普通保险管代换。 （2）特殊元器件认识训练，包括电源开关管、电源滤波线圈、消磁线圈、消磁电阻、行激励变压器、行管、行输出变压器、偏转线圈、显像管、高频头等， 要求学生能迅速指出这些元器件在电视机中的位置。
【摘要】随着医学影像技术的发展，超声成像已经成为临床上应用最广泛的医学成像模式之一。近年来，随着电子技术、计算机技术的发展，超声成像设备在成像方法和技术等层面上不断得到改进，临床诊断能力也得到进一步提高。本文主要介绍三维超声成像的新技术及其临床应用。 【关键词】超声成像；临床应用 【中图分类号】r 445.1 【文献标识码】a 【文章编号】1004-7484（2012）12-0440-02 随着社会科学技术的进步与人们生活水平的提高，医学影像学作为医生诊断和治疗重要手段已成为医学技术中发展最快的领域之一，它使得临床医生对人体内部病变部位的观察更直接、更清晰，确诊率更高。而超声成像技术在医学成像领域中以其特有的优势发挥了巨大的作用，在临床上得到了广泛的应用。20世纪40年代初就已探索利用超声检查人体，50年代已研究、使用超声使器官构成超声层面图像，70年代初又发展了实时超声技术，可观察心脏及胎儿活动。三维超声成像技术与传统二维超声成像相比，具有明显的优势：首先三维超声成像技术能直接显示脏器的三维解剖结构；其次还可对三维成像的结果进行重新断层分层，能从传统成像方式无法实现的角度进行观察；再有还可对生理参数进行精确测量，对病变位置精确定位。因此，近几年来三维超声成像已经成为医学成像领域备受关注的方面。 1 三维超声的成像技术 可靠的数据提取是得到精确三维超声图像的前提。采用二维面阵超声探头，使超声束在三维扫查空间中进行摆动，即可直接得到三维体数据。但二维面阵换能器的制作工艺限制了阵元数，使得三维图像的分辨率受到了一定的限制。目前已有使用二维阵列的超声成像系统面世。目前三维超声数据的提取仍广泛采用一维阵列探头。用一维阵列探头提取三维超声数据，需要外加定位装置，如目前临床广泛采用的一体化探头。该探头是将一个一维超声探头和摆动机构封装在一起，操作者只要将该探头放在被探查部位，系统就能自动采集三维数据。还有一种新型探头专门用于解决定位问题。该探头有三个阵列，中间的主阵列用于超声成像，与主阵列垂直的两个侧阵列用于提取定位图像。由于探头移动的连续性，所以定位图像两两重叠部分很大，可以通过两侧的定位图像确定两次采样间的位移、旋转，从而确定图像的空间位置。此外，还有一些文献提供了通过相邻图像的相关和图像的斑点噪声统计规律来确定探头侧向位移的方法。 2 三维超声的临床应用 2.1 三维超声在空腔脏器中的应用 2.1.1 胃、肠道疾病嘱受检者适量饮水或灌肠后可建立良好的透声窗。清楚显示胃肠道隆起性病变与溃疡的大小、深度、边缘形态，观察恶性肿瘤的浸润深度、范围及与邻近组织、血管的立体位置关系，进行术前tnm分期，对协助临床制定相应的治疗方案，具有重要意义。3d-cde对溃疡出血和胃底静脉曲张的诊断，也可提供较大的帮助。 2.1.2 膀胱疾病膀胱充盈后可形成极佳的透声窗，三维超声与二维超声一样清晰显示病变的形态、大小、数目、内部回声，同时三维超声还能显示病变的整体、表面形态及肿瘤对膀胱壁的浸润情况，从而提高了其诊断的准确性，并有助于肿瘤术前方案的抉择。对慢性膀胱炎症、憩室、结石、凝血块等膀胱疾病的诊断，也显示出优越性。 2.2 在实质性脏器中的应用 肝脏疾病肝囊肿与肝脓肿二维超声诊断准确性较高，而肝癌与肝内其它性质占位性病变相互间的鉴别有时较为困难。三维超声可从不同方位观察肝表面和边缘轮廓，肿三维超声成像在临床上有广泛的应用前景。可用于精确测量和定位在产科临床上，三维超声成像可用于鉴别早期胎儿是否存在畸形以及检查各个孕期胎儿的生长发育情况；在心血管疾病诊断中，可用于多种心脏疾病以及血管内疾病的检查。随着实时三维超声成像（一般要求帧频必须大
总复习题 一、选择题 1、色温是（D） A、光源的温度 B、光线的温度 C、表示光源的冷热 D、表示光源的谱分布 2、彩色三要素中包括（B） A、蓝基色 B、亮度 C、品红色 D、照度 3、用RGB计色制表示单色光时有负的色系数，这是因为（D） A、这样的单色光不存在 B、这样的单色光饱和度太高 C、这样的单色光不能由RGB三基色配出来 D、这样的单色光要由负系数对应基色的补色配出来 4、水平扫描的有效时间的比例可以由（C）反映。 A、行频 B、场频 C、行逆程系数 D、场逆程系数 5、均衡脉冲的作用是（BorD）选B A、保证场同步期内有行同步 B、保证场同步起点的一致 C、保证同步信号的电平 D、保证场同步的个数 6、关于隔行扫描和逐行扫描，以下哪一点是错的（C） A、隔行扫描一帧内的扫描行数是整数 B、逐行扫描一帧内的扫描行数是整数 C、相同场频时，二者带宽相同 D、隔行扫描可以节省带宽 7、下面的（D）与实现黑白电视与彩色电视的兼容无关 A、频谱交错 B、大面积着色原理 C、恒定亮度原理 D、三基色原理 8、PAL彩色电视制式的色同步信号与NTSC彩色电视制式的色同步信号（D） A、相同 B、U分量不同 C、V分量不同 D、完全不同 9、从彩色的处理方式来看，（A）制式的色度信号分辩率最高 A、NTSC B、PAL C、SECAM D、都差不多 10、NTSC彩色电视制式中副载频选择的要求不包括（B） A、实现频谱交错 B、减少视频带宽 C、尽量在视频较高频率端 D、保证色度带宽不超出视频上限 11、色同步信号的位置在（C） A、行同步脉冲上 B、行消隐信号的前沿 C、行消隐信号的后沿 D、场消隐信号的后沿 12、关于平衡调幅以下哪一种是正确的（C） A、平衡调幅中有载频分量 B、平衡调幅波的极性由载频决定 C、平衡调幅利于节省功率 D、平衡调幅可以用包络检波解调 13、彩电色度通道中色度信号与色同步信号的分离采用的是（B）方式。 A、幅度分离 B、时间分离 C、相位分离 D、频率分离 14、彩电中行输出变压器的作用是（D）。 A、为显像管提供工作电压 B、为小信号供电电路提供直流电压 C、为ABL电路、行AFC电路提供控制信号 D、A和B和C 15、彩电高频头（高频调谐器）的输出信号是（B）。 A、高频图像信号与伴音信号 B、中频图像信号与第一伴音中频信号
一种基于机器视觉的结构光三维扫描系统 0 引言 随着制造技术的快速发展和制造领域的不断扩大，使得对制造产品的质量要求也越来越高。传统意义上很多对产品的检测方法已经不能适应现代制造业的要求。计算机视觉检测技术具有操作、维护简单，测量速度快，精度高，测量范围广等众多无可比拟的优点，被认为是检测技术领域中最具有发展潜力的技术。机器视觉被称为自动化的眼睛，在国民经济、科学研究及国防建设上都有着广泛的应用。机器视觉不但可以实现无接触观测，还可以长时间保持精度，因此，机器视觉系统可以广泛应用于长时间的、恶劣的环境。 在此探讨了线性结构光三维扫描系统的特点。设计一种能够测量物体深度的结构光三维扫描系统，通过图像处理技术对激光条纹进行提取，并建立数学模型，采用三角法测量方法获取深度信息，对工件图像进行重建。最后，实验结果验证了该系统的有效性。 1 基于机器视觉的结构光三维扫描系统模型结构光测量是将激光器发出的光束经过光学系统形成某种形式的光，包括点、单线、多线、单圆、同心多圆、网格、十字交叉、灰度编码图案、颜色编码图案和随机纹理投影等投向景物，在景物上形成特定的图案，并通过图像处理，对图案进行提取，然后根据三角法进行计算，从而得到景物表面的深度信息。根据投射光图案的种类可分为单点法、单线法和图案法。1．1 系统的硬件结构设计 如图 1 所示，文中所设计的结构光三维扫描系统由3大部分组成，分别 是运动平台、激光器和摄像机。系统的运动平台由导轨丝杠机构成，丝杠上的滑块带动工件左右运动，丝杠由伺服马达驱动。摄像机垂直于导轨运动平面。激光器和摄像机与摄像机呈固定角度安装。激光器所射出的线形光斑垂直于工件的运动方向。激光器与摄像机的相对角度可以调节，调节范围由20~?45。之间。运动平台行程为100 mm,图像分辨率为0. 2 mm/pixel。 1．2 系统的数学模型建立 系统的数学模型如图2所示。工件放置于运动平台上，摄像机垂直安装在运动平台正上方，激光与水平面的夹角B,激光器产生一字的线性结构光， 由于物体表面与运动平台的高度差，条形光斑同时照射在物体上的A处和平台的B处。用摄像机获得光斑的图像，经图像采集卡输入至计算机，经过图像处理，可以测量出点A与点B的距离d,根据三角法公式tan 9 =H/d,可以通过光斑间距d 计算出工件的高度H。因此物坐标和像坐标对应关系为：其中：xg，yg，zg 分别为物坐标；k 为像素一毫米转换系数；xi ，yi 分别为图像坐标。 2 结构光光斑提取的相关理论与方法 从系统的数学模型可知，物体的深度信息H主要受9和d的影响，而9主要表现为系统误差。因此，有必要对条纹间距d进行深入研究，以提高系统的精度。其主要包括：图像增强、图像二值化以及图像细化。 2．1 图像增强图像增强主要增加图像的对比度，突出图像中的高频部分。算法描述为：设原图像的灰度级为x，其最大和最小灰度级分别为xmax和xmin期望图像
电视机原理及基础知识-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
图1 电视机原理及基础知识 -、概论： 电视技术是利用广播、通信领域的发射、接收及信号处理技术，将现场的或记录的活动图像或静止图像，连同它们的声音信号一起，在一定的距离之外即时再现。随着电子技术的迅速发展，电视机经历了黑白电视，正由彩色电视向数字电视发展。黑白电视系统只能按景物的明暗程度来重现图像，使多彩的自然景色看起来不那么自然，为了逼真的反映景物的本来面目，满足顾客的需要，彩色电视机逐渐代替了黑白电视机。而将来能更清晰地显示图像内容的数字电视系统必将代替模拟的彩色电视系统。 下面主要叙述彩色电视系统接收机原理： 彩色电视机一般由高频调谐器、图像与伴音中频处理电路、行场扫描电路、亮度信号处理电路、色度信号解码及基色矩阵电路、高压形成电路、电源电路等组成。彩色电视机方框图如下（图1）： 高频调协器的主要功能是完成高频电视信号的接收、放大、混频等任务。彩色电视机均采用超外差式接收方式，从电视接收天线接收到高频电视信号（包括图像信号与伴音信号），经过输入回路预选后，首先进入高频放大器，高频放大器为具有双调谐回路的低噪声放大器，它的增益受高放AGC 电压控制。高频放大器放大有用信号，抑制带外干扰信号，提高图像、伴音信噪比。被放大的高频电视信号，与本机振荡器产生的等幅高频振荡
电压一起，送到混频器的输入端。混频器是一个非线性放大器，它的混频原理是将高频电视信号与本振信号同时送给晶体管的基射极之间，由于PN结的非线性特性，使集电极回路产生了新的频率，其中有两者的差频、和频、倍频等等，它们又经三极管放大，由于集电极调协电路谐振于差频，因此准确地选出差频，滤除其它频率。这样利用混频器的非线性作用，形成图像中频信号与伴音中频信号，由混频器输出送到图像中频信号处理电路。 从高频调谐器混频级输出的图像中频信号与伴音中频信号，首先经过前置中频放大器放大后，送到声表面波滤波器。声表波滤波器通过压电转换作用，形成图像中频放大器的通频带及幅度-频率特性，选择电视信号并保证电视接收机对临近频道电视信号的抑制能力。由于声表面滤波器存在各种损耗，造成信号衰减，降低图像中频放大器增益，为此加入前置中频放大器，以弥补声表波滤波器的损耗。 由声表面波滤波器输出的38MHz的图像中频信号和的伴音中频送到图像中频放大器放大。通常图像中频放大器由三级-四级组成，其增益受图像中放AGC 电压控制。经放大后的图像中频信号送到同步检波器，进行视频检波，从图像中频信号中取出视频全电视信号，再经前置视频放大器放大后，送到色度解码电路、亮度信号处理电路和行、场扫描电路的同步分离电路。 从图像中频信号处理电路分离出的的第二伴音中频信号，经带通滤波器后，抑制亮度信号对伴音信号的干扰，形成等幅调频信号，送到伴音中频信号处理电路。伴音中频放大器由多级限幅放大器组成，其主要特点是增益高，对由内载波接收形成的寄生调幅分量有一定的抑制能力。对于由限幅放大形成的高次谐波可用有源低通滤波器滤除，放大后的等幅调频伴音信号进入鉴频电路。 彩色电视机行、场扫描电路的作用是产生15625Hz的行扫描锯齿波电流和50Hz的场扫描锯齿波电流，通过偏转线圈形成垂直方向和水平方向的均匀磁场，控制彩色显像管的电子束，沿水平方向和垂直方向在荧光屏上进行匀速直线扫描运动，形成矩形光栅。一般红、绿、蓝三路输出的视频信号，加在彩色显像管电子枪的红、绿、蓝三个阴极上，行、场同步信号分别使行、场扫描电路与彩色电视发射中心的行、场扫描电路同频、同相工作，在彩色显像管荧光屏上就可以重显色彩艳丽的彩色画面。 从视频检波电路输出的视频全电视信号，首先通过幅度分离电路，从视频全电视信号中分离出复合同步信号（包括行、场同步信号），一路经积分电路，利用行、场同步脉冲的宽度不同，分离出场同步脉冲，直接同步场扫描电路；另一路经过自动频率控制（AFC）电路，间接控制行扫描电路的频率和相位，使行扫描电路同步工作。为了防止干扰脉冲破坏行、场扫描电路的正常工作，在同步分离之前，必须加入干扰抑制电路。 行扫描电路大致由以下几部分组成：行频自动频率控制（AFC）电路（图2），行频压控振荡电路，行激励电路，行输出电路。行自动频率控制电路利用行同步脉冲与反映行输出级频率与相位的锯齿波比较电压进行相位比较，得到的误差控制电压加到行振荡器上，控制行振荡电路的频率和相位，提高行同步电路的抗干扰能力。行频压控振荡电路在行AFC电路输出的直流误差控制电压作用下，产生15625Hz的行频定时脉冲。此脉冲经行激励电路放大后，推动行输出级正常工作。行输出管在行激励脉冲的作用下工作在开关状态，并与阻尼二极管组成双向开关，行偏转线圈与行输出变压器的等效电感组成积分电路，这样，在行偏转线圈中形成锯齿波电流。
真三维立体显示技术应用及发展 摘要：真三维立体显示技术（True 3D Volumetric Display Technique）是计算机立体视觉系 统中最新的研究方向。基于这种显示技术，可以直接观察到具有物理景深的三维图像， 真三维立体显示技术图像逼真、具有全视景、多角度、多人同时观察和实时交互等众多 优点。 一、真三维显示概况 三维显示是对物体固有的三维信息进行记录、处理和再现的可视化过程，可分成四大类。第一类是基于阴影等心理深度暗示的二维屏幕透视显示，即所显示的图像只有心理景深，没有物理景深，缺点是不能直观表达深度信息，三维空间立体感完全取决于观察者的想象重构能力，容易产生混淆。第二类是基于双目视差暗示的体视对显示，缺点是视角有限，焦距固定，多数情况下需借助助视仪器，非自然的深度感容易引起错觉、视觉疲劳及头痛等不适。严格地说，这两类显示不能提供完整的深度暗示，都不是真正意义上的三维显示。在空中交通管制、军事战术和战略显示、医学成像等应用场合，三维信息可被看作是结构性的——即视觉上属于三维结构或是数值性（超多维数据），使用前两类伪三维显示技术，容易丢失第三维信息，无法显示出具有真实空间感的三维立体图像。第三类的全息显示能再现图像的幅值和相位信息，因此能利用二维介质显示出虚拟三维效果，使观察者有三维视感。但全息显示设备复杂，要求很宽的信号传输带宽和巨大的信息存储容量。第四类的三维显示利用人眼视觉系统固有的三维数据处理结构，显示出占据着真实体积空间的三维图像信息，因此被称为真三维立体显示。 二、真三维立体显示技术原理 真三维立体显示技术是直接将三维数据场中的每个点在一个立体的成像空间中进行成像，每一个成像点（x, y, z）就是真三维成像最基本的单位——体素点（voxel），一系列体素点就形成了真三维立体图像。
三维成像声纳毕业24357452
三维成像声纳 专业：光电子技术与科学 院校：长春理工大学光电信息学院
目录 摘要 第一章声呐 1.1 声呐的概述 1.2 三维成像技术 1.3 三维成像声呐的发展现状 第二章三维成像声呐的工作原理 第三章三维成像声呐的应用 第四章三维成像声纳的选择 第五章结论和展望 摘要 声纳的发展背景： 海洋蕴藏着丰富的矿产和能源，同时又具有重要的军事地位，海洋开发日益受到人们的重视。首先，全球能源日益紧张，所以开发新的能源和空间十分必要，海洋是个巨大的能源宝库，具有很大的开发潜力。其次，我国海岸线绵长，海域辽阔，了解海域特点、海底地形地貌状况对维护国家安全很有必要。 从上面可以看到成像声纳有着十分广泛的用途，不仅关系到军事方面，而且还关系到国民经济生活发展的很多方面，所以研究和发展成像声纳十分必要和迫切。三维成像声纳所使用的可视化技术，将大量枯燥的数据以生动的立体图形图像的方式表现出来，使人们能够对声纳数据进行更直观的解释和分析，提高水下探测的工作效率。 借助成熟的三维显示技术，三维图形可被缩放、移动和转动、测距，以便工作人员可以从各种视角更好地进行观察和理解，提供准确、科学的依据。
1.1声呐的概述 声呐是英文缩写“SONAR”的音译，其中文全称为：声音导航与测距，Sound Navigation And Ranging”是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备。它有主动式和被动式两种类型，属于声学定位的范畴。声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。 声呐是各国海军进行水下监视使用的主要技术，用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪；进行水下通信和导航，保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。此外，声呐技术还广泛用于鱼雷制导、水雷引信，以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等。 1.2三维成像技术 通常我们说一个客观的世界是三维的，客观世界的三维图像通过某种技术把它记录下来然后处理、压缩再传输出去，显示出来，最终在人的大脑中再现客观世界的图像，这个过程就是三
《电视机原理与技术》课程复习内容 一．填空题： 1．我国规定，电视广播采用行扫描制（填行数），每帧（幅）图像均分数场扫描和数场扫描。 2．电视中，帧扫描频率为，帧扫描周期为；场扫描频率为，帧扫描周期为；行扫描频率为，行扫描周期为。 3．行、场扫描逆程期间应加信号，其主要作用是。 4．显像管屏幕上的光栅是由扫描形成的，按照我国的电视制式，可以看到的扫描行（或扫描线数）约为行。 5．行，场同步信号的作用是。 6．行、场同步信号的位置在期间的电平之上，其幅值处于全电视信号的至之间上（％）。 7．黑白全电视信号主要包含有，，等几类信号。 8．电视视频信号采用调制方式，调制后，电视图像信号所占的频带宽度为MHz。 9．电视视频信号采用残留边带调制的主要原因是。 10．我国规定图像信号采用(正极性或负极性) 调制方式, 故低电平代表图像的 (黑或白) 色, 高电平代表图像的(黑或白) 色。 11．我国规定, 每个电视频道的伴音载频此图像载频高MHz；每个电视频道所占频带宽度为MHz。 12．电视接收机的天线、馈线、接收机的输入端口三者的阻抗必须, 否则会造成图像。 13．显像管的电子枪主要由、、、、等部分组成。 14．显像管的栅极电位愈高, 则通过的电子就愈, 屏幕的亮度就愈。 15．调节显像管栅阴二电极之间的电位差, 即可, 实现显像管屏幕。 16．电子束须在的作用下, 在作水平扫描的同时又作垂直扫描. 从而在显像管荧光屏上形成。 17．电子调谐器中的关键元件是, 其所加的直流电压约为。 18．我国规定, 混频器输出的图像中频的频率为, 伴音中频的频率为。 19．同步分离电路的主要作用是要从信号中分离出信号, 其实质是幅度分离。