第４５卷 第６A 期２０１８年６月计算机科学COMPUTER SCIENCE Vol．４５No．６A June ２０１８ 本文受龙岩市科技局重点专项基金(２０１４LY１０),龙岩学院百名青年教师攀登项目(LQ２０１３００６) ,龙岩学院协同创新项目和龙岩学院重点学科项目资助.曾 崇(１９８５-),女,硕士,助教,主要研究方向为图形图像处理二软件工程,E-mail :zen g chon g １１１＠１６３．com ;郭华龙(１９７７-),男,硕士,讲师,主要研究方向为软件工程二信息系统与系统识别;曾志宏(１９８２-),男,硕士,讲师,主要研究方向为视觉图像处理二大数据;赵 娟(１９８５-),博士,高级工程师,主要研究方向为信息光学和机器视觉,E-mail :j uanzhao１０２＠１６３． com .基于光场扫描的真三维立体显示系统的开发 曾 崇１ 郭华龙１ 曾志宏１ 赵 娟２ (龙岩学院信息工程学院 福建龙岩３６４０００)１ (中国科学院深圳先进技术研究院 广东深圳５１８０５５)２ 摘 要 近年来,计算机视觉领域出现了一种新型的三维显示技术,即光场三维显示技术.基于光场扫描的真三维立体显示系统通过重构物体光强的空间分布,减少了信息冗余,采用高速投影仪二定向散射反射镜和高速旋转马达等设计而成.通过分析光场三维显示原理和系统工作原理二显示系统架构和立体成像原理等,详细论述了显示系统开发的可行性,并通过实验证明了当达到一定投影输出功率和马达旋转功率时可实现立体成像.观测者可３６０度裸眼观测立体图像,并且无需佩戴任何辅助工具. 关键词 光场扫描,三维立体显示,定向散射镜,数字微镜元件 中图法分类号 TN８７３＋．７,TN２７ 文献标识码 A Develo p ment of Real ３D Dis p la y S y stem Based on Li g bt Field Scannin g ZENG Chon g １ GUO Hua-lon g １ ZENG Zhi-hon g １ ZHAO Juan ２ (De p artment of Information en g ineerin g ,Lon gy an Universit y ,Lon gy an ,Fu j ian ３６４０００,China )１(Shenzhen Institutes of Advanced Technolo gy ,Chinese Academ y of Sciences ,Shenzhen ,Guan g don g ５１８０５５,China )２ Abstract In recent y ears ,the li g ht field ３D dis p la y technolo gy ,an innovative ３D dis p la y technolo gy ,has been p ro p osed in the field of com p uter vision．This technolo gy is a real ３D dis p la y s y stem based on li g ht field scannin g ．B y restructu-rin g the s p atial distribution of li g ht intensit y ,the amount of excessive information will be reduced．In order to desi g n the s y stem ,hi g h s p eed p ro j ector ,directional scatter reflector ,hi g h s p eed s p innin g motors and so on will be a pp lied into the s y stem．The feasibilit y of the dis p la y s y stem will be anal y zed based on the p rinci p les of lithe field ３D dis p la y and its s y s-tem ,dis p la y s y stem structure and stereo ima g in g ．The ex p eriment p roves that when the out p ut p ower of the p ro j ector and rotar y p ower of the motor reach a certain level ,the dimensional ima g in g will be achieved．Without an y g o gg les or tools ,observers could watch the ３６０dimensional ima g es with their naked e y es．Ke y words Li g ht field scannin g ,３D dis p la y ,Directional scatter reflector ,DMD １ 引言真三维立体显示摈弃了传统的二维显示空间,可使观察者不佩戴任何辅助工具即可在三维空间中从任意角度对物体 进行观测.任何物体都可形成自身周围独特的光强分布,包 括自行发光或者其他光源照入使其漫射,而观察者则可通过 观察物体各空间点发出的光场来感知物体的三维信息.已知 的主流三维全息显示技术利用干涉和衍射原理来记录再现物 体的真实三维图像,各物体在光波上的相位二振幅及强度等信 息全部被记录,具有较好的逼真度;但是由于全息图像的信息 量巨大,并且存在一定冗余,其信息需求量是实际物体的３倍 以上,因此高分辨率彩色三维影像较难实现.为实现准三维 全息显示,可以仅重构物体周围的光场,即重构物体光强的空 间分布,而不需重构其相位和强度等信息,从而使观察者能从 任意角度和位置感知到对应物体的三维状态[１-２].２ 光场三维显示原理 光场三维显示可分为两种类型,一种可利用高速投影仪 和３６０度扫描屏幕实现,另一种可利用投影阵列通过三维光 场的空间拼接实现[２].如图１(a )所示,光场扫描三维显示原理为单一高速投影仪投影出各方向图像,通过散射镜的３６０ 度高速旋转,重构出物体任意方向的光线分布.投影阵列的 三维显示原理如图１(b )所示,多图像源投影仪P １,P ２,P ３等 从不同方向投影,其中发光点A 和B 的光场由不同投影仪投 出,当投影仪密度足够时,重构出空间三维影像 .(a )单图像源投影(b )投影阵列图１ 光场立体三维显示原理[３]本文采用改进的DLP 高速投影仪将预先处理好的图片万方数据
三维立体显示技术现状分析与应用前景
目录 引言： (3) 1、三维立体技术概述 (3) 1.1、概念 (3) 1.2、特点 (3) 2、三维立体显示技术研究 (4) 2.1、眼镜式3D (4) 2.1.1、色差式 (4) 2.1.2、互补色 (4) 2.1.3、偏振光 (4) 2.1.4、时分式 (5) 2.2、裸眼式3D (5) 2.2.1、光屏障式 (5) 2.2.2、柱状透镜 (5) 2.2.3、指向光源 (6) 3、三维立体技术应用 (6) 3.1、应用范围 (6) 3.2、目前已存在的 (6) 4、三维立体技术发展存在的问题 (7) 4.1、技术壁垒 (7) 4.2、消费者体验 (7) 5、三维立体技术发展前景 (8) 【参考文献】 (8)
【摘要】本文主要介绍了3D立体技术在商业应用上的发展现状，以及其发展前景。首先介绍了3D立体技术的概念和相关特征，然后简要说明其分类和技术应用，主要介绍了在显示方面的技术，分析了其存在的技术壁垒、发展存在的问题和适用盲区，最后介绍了它的发展前景。 【关键词】3D立体技术显示技术眼睛式裸眼式现状分析发展前景 引言： 随着计算机技术和和网络技术的飞速发展，3D立体的应用研究也越来越受到广泛关注。它已然不止在高科技的商业上层出现，2008年北奥会开幕式的立体卷轴的设计，2010年欧洲出现了第一张3D报纸，同年在国际消费电子展上出现了3D电视，而电影《阿凡达》将全球影视视角提高到三维立体的角度，国内随后也有《龙门飞甲》的3D特效给观众带来了前所未有的体验。日本京都府精华町的东洋纺阪京研究所开发3D电子模特，也将3D技术应用到虚拟服装领域。目前，国内也出现了很多3D特效的商业广告，在昆明就有公交站台广告，一些整形医院也推出了一系列基于三维立体技术的平面广告，满足了消费者对整体或局部立体感的需求。这些都是三维立体技术在生活中的应用。 1、三维立体技术概述 1.1、概念 （1）、三维立体图：是一类能够让人从中感觉到立体效果的平面图像。观察这类图像通常需要采用特殊的方法或借助器材。 (2)、三维立体技术:利用先进的数码合成技术制作神奇三维立体，选择清晰的照片或底片将其扫描到电脑里，直接在电脑里利用专业的三维立体制图软件进行配图和数字处理，用高精度彩喷机打印出来，再用冷裱机装裱即可。 （3）、三维立体显示技术：将三维影像通过一定的手段显示出来，并被观众体验到的技术。 1.2、特点 （1）、视觉上层次分明色彩鲜艳，具有很强的视觉冲击力。 （2）、立体图给人以真实、栩栩如生，人物呼之欲出，有身临其境的感觉，有很高的艺术欣赏价值。 （3）、利用三维立体图像包装企业，使企业形象更加鲜明，突出企业实力和档次，增加影响力
立体显示技术简介 陈 曦 （四川长虹电器股份有限公司多媒体产业公司四川绵阳 621000） 【 摘 要 】 传统显示技术只显示二维平面的信息，而立体显示技术显示的是物体的深度信息，它利用人眼的立体视觉特性来复现立体图像。本文将对立体显示技术的发展历程、显示原理、常见立体显示技术以及长虹立体显示产品开发历程进行初步的介绍。 【 关键词 】立体显示、光栅法、分时法、分光法 一、引子 随着显示技术的飞速发展，电视机产品正在进行更新换代，以LCD、PDP为代表的新一代高清数字平板显示设备迅速崛起并快速取代了传统的CRT显示设备。这些新的显示技术的应用推广，虽然让电视画面的清晰度和主观效果得到了大幅度的提高，但显示技术仍停留在二维平面显示阶段。 随着3D标准的制定、HDMI1.4版本的发布以及蓝光碟机对3D的支持，3D产业链正在形成。现代显示技术在继数字化、高清化之后，正开始迎来立体化的新一轮升级大发展。美国、日本、韩国等国家或地区纷纷开播3D电视，尤其是2010CES消费电子展上各厂家纷纷推出3D显示设备，以及电影《阿凡达》的上映，在全球迅速掀起3D热潮，包括长虹在内的各大电视厂家纷纷研发出3D电视并上市销售。本文将对立体显示技术的显示原理、常见立体显示技术以及长虹立体显示产品开发历程进行初步的介绍。 二、立体显示原理 研究人员发现，无论用两只眼睛还是只用一只眼睛观察物体均可以获得立体感觉。总的说来，立体视觉的形成因素包括双眼视觉差异、透视感觉、画面细腻程度的差异、光照造成的阴影深浅变化、物体运动导致其大小及角度的变化等。其中双眼视觉差异是获取立体感觉的主要因素，这是由于人的两只眼睛之间存在约65毫米左右的距离，因此在观察物体时，两只眼睛所获取的图像信息会存在一定的细微差异。正是基于双眼视觉差异产生立体感觉的原理，研究者们绞尽脑汁，设计出了多种不同的方法来重现立体图像。 三、常见立体显示技术 常见的立体显示技术主要有分色法、分光法、分时法、分屏法、光栅法以及全息法等。其中分色法、分光法、分时法、分屏法等均需要佩戴专用的眼镜，而光栅法、全息法属于自由立体显示技术，适用于裸眼观看。 通常在发送端用两台或多台摄像机，从不同方位模拟双眼进行摄像，得到具有视觉差异的图像信号，再通过一定的处理方法融合一路信号传送，电视机接收到上述信号后解码还原成分别供两眼观看的图
浅谈三维显示技术 摘要：目前许多研究者已经把三维显示系统作为下一代最有潜力的显示系统，并已经提出了许多三维显示技术，三维立体显示技术在未来几年必将掀起了一场3D 视觉革命。当前研究中的三维立体显示器件可以分成三类：戴眼镜式、多视点 裸眼式、真三维显示。当前市场上可以看到的三维显示器件主要是戴眼镜式和 多视点裸眼式，上述两种显示技术的主要问题是长时间观看会产生视觉疲劳。 真三维显示可以消除视觉疲劳，特别是近几年，全息立体显示技术发展迅速， 包括硅基液晶、光折变材料、表面等离子体等技术实现新型的全息立体显示方 式。三维显示技术的已成为当前的研究得热点，其中可以真实得再现出与真实 物体一样的深度和视差信息的全息显示技术，被认为是最理想的三维显示。可 以预见在未来的5至10年以后，具有高临场感、浸入式的三维立体显示技术将 无处不在。本文首先介绍了三维显示技术的背景和发展概况，接着简要介绍了 各种三维显示技术的原理及特点。 我们生活的世界是立体的，我们的眼睛在现实世界中获取的视觉信息，有很多都具有立体的三维信息。当然我们在现实生活中所接触到的大量图像信息中也有很多都是平面视觉信息，例如在报纸、杂志、电视机上看到的图片或者视频图像，这些信息均是对三维实物或场景的二维投影表达，从而失去了诸如：立体视差，移动视差等的心理暗示，没有真正的立体感。今天我们周围出现了越来越多用计算机模拟出来的三维景物。它们主要应用于各种各样三维显示的软硬技术中。这些技术无一例外都必须符合人眼立体感知的机理，提供足够多的三维感知因素使人们能有一种强烈的立体感。现有的一些三维技术，虽然能实现一定的三维显示功能，但长时间观看会有头晕、疲惫的感觉，主要原因在于技术设计上。没有很好地考虑人眼立体感知的工作机理。目前国内外已有不少这方面的研究，但大多分布在认知心理学、计算机科学等几个领域内的零散文献中。真实地再现世界始终是成像技术的重要发展方向。近几年来，由于计算机性能和处理能力的大大提高，计算机图形图像技术也得到了快速的发展，进而出现了各种各样的三维图像，并且在三维显示方法和系统实现方面也做了不少研究。 按基本工作原理是否为双目视差将三维立体显示分为两大类。基于双目视差原理的三维立体显示主要有眼镜立体显示和光栅式自由立体显示，这类三维立体显示的技术相对成熟并有相应产品；非基于双目视差原理的三维立体显示主要有全息立体显示、集成成像立体显示和体显示等,这类三维立体显示的技术较不成熟,大多没有相应产品。接下来对这些三维立体显示的器件结构、工作原理以及各自的特性进行阐述。 首先，必须了解什么是视差。视差就是从有一定距离的两个点上观察同一个目标所产生的方向差异。从目标看两个点之间的夹角，叫做这两个点的视差，两点之间的距离称作基线。只要知道视差角度和基线长度，就可以计算出目标和观测者之间的距离。 基于戴眼镜的三维立体显示技术的原理如下：此种三维立体显示是在观看者双眼前各放置一个显示屏, 观看者的左右眼只能分别观看到显示在对应屏 上的左右视差图,从而提供给观看者一种沉浸于虚拟世界的沉浸感。这种立体显示存在单用户性、显示屏分辨率低、及易给眼睛带来不适感等固有缺点。
全息三维显示技术的研究现状 随着现代科技的进步，以及人类生活水平的提升，二维显示技术已经不能够满足人类的生活需求，并且我们开始逐步向还原真实的三维场景所靠拢。文章围绕三维显示技术中的全息显示技术，详细介绍了其的研究现状，并对未来发展趋势做出了展望。 标签：全息；三维显示技术；研究；现状 引言 早期的三维显示技术中是利用人眼双目视差原理，左眼与右眼之间瞳距约为10CM，左右眼所呈现出不同视角的图像，经过大脑的融合，从而产生三维立体感。但是這种方法只有心里景深，没有物理景深，进而缺乏真实的3D感。现有的三维显示技术除了利用视差原理的伪三维显示技术之外，还包括具有深度信息的真三维显示技术，如全息式、集成成像式、体显式。其中，全息式因能够记录光波的完整信息而成为实现真三维显示的最佳途径[1]。日本[2]、土耳其[3]等国家都在对全息显示技术方面进行大量的研究，并取得了丰硕的成果。目前，根据全息显示技术原理的不同，可将其分为传统的光学全息和电子全息两类。 1 传统光学全息 传统光学全息采用卤化银、明胶、光聚合物等来记录全息图，这些记录材料具有空间高分辨率、高衍射率和视场角大的特点，能够记录每个细节信息，但他的实验条件很严格，后期的处理过程复杂，因此制约了光学全息技术的发展[4]。随着光电转换技术的发展，光电器件逐渐出现并运行于全息技术，如空间逛调制器。根据光电器件在传统光学的作用不同可以将传统光学三维显示技术分为可更新显示的全息显示技术，扫描式全息技术，多光源式彩色全息显示技术。 1.1 可更新显示的全息显示技术 可更新显示的全息显示技术，也是可重复显示的全息显示技术。利用记录材料可以在特定波长光线的照射下，改变其自身的透明或有色状态的特性，实现数据的记录和擦除[5]，长春光机所、西安光机所和中科院等均研究了SA/PMMA 材料的反复擦写功能[6]。可重复擦写的能力因其环保、应用型广泛等原因被国内外的科研团队广泛关注，2008年亚利桑那大学和日东电工技术公司合作将可更新特性用于光折变聚合物记录材料，使得光学全息技术克服了一次性光学记录的缺点。物光由SLM产生，每当移动记录装置的位置时，记录材料上也会记录下相应的全息图，等待记录全部完成，根据衍射理论，用再现光照射全息图将会显示原物体的立体像。 1.2 扫描式全息技术
3D立体显示技术综述 Tuesday, May 24, 2011 09:44 引言 理想的视觉显示与日常经历中的场景对比，在质量、清晰度和范围方面应该是无法区分的，但是当前的技术还不支持这种高真实度的视觉显示。随着2009年底卡梅隆导演的《阿凡达》热映，三维立体(3D Stereo)显示技术成为目前火热的技术之一，通过左右眼信号分离，在显示平台上能够实现的立体图像显示。立体显示是VR虚拟现实的一个实现沉浸交互的方式之一，3D(3 dimensional)立体显示可以把图像的纵深，层次，位置全部展现，观察者更直观的了解图像的现实分布状况，从而更全面了解图像或显示内容的信息。 电影《阿凡达》热映的后时代，全民步入了3D立体的时代，随着技术的发展和对3D技术关注度的剧增，3D显示技术的普及化应用已进入紧锣密鼓的实用阶段。本文旨在介绍目前各种系统或设备对三维立体实现方式，推广三维立体的认知度。 1、3D立体显示原理 3D立体显示的基本原理如图表1所示。图中表示两眼光轴平行的情况，相当于两眼注视远处。内瞳距（IPD）是两眼瞳孔之间的距离。两眼空间位置的不同，是产生立体视觉的原因。F是距离人眼较近的物体B上的一个固定点。右面的两眼的视图说明，F点在视图中的位置不同，这种不同就是立体视差。人眼也可以利用这种视差，判断物体的远近，产生深度感。这就是人类的立体视觉，由此获得环境的三维信息。 人眼的另一种工作方式是注视近处的固定点F。这时两眼的光轴都通过点F。两个光轴的交角就是图中的会聚角。因为两眼的光轴都通过点F，所以F点在两个视图中都在中心点。这时，与F相比距离人眼更远或更近的其他点，会存在视差。人眼也可以利用这种视差，判断物体的远近，产生深度感。
基于双眼视觉的立体显示技术概述 摘要：战场环境是一切军事行动的空间基础，战场环境仿真是目前军事作战模拟领域研究的热点。本文讨论了用于实现战场环境感知仿真的基于双眼视觉的立体显示技术。 运用虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR;又译作灵境、幻真）实现战场环境仿真，其目的就是构成多维的、可感知的、可度量的、逼真的虚拟战场环境，借此提高参训人员对战场环境的认知效率。对于大多数应用而言，营造立体视觉效果是实现“沉浸”的关键，即根据人类的双目立体视觉原理，借助于一定的设备，使观察者在生理水平上对被观察的场景产生强烈的立体感。由于在虚拟现实系统中，场景是由计算机生成的（非实地拍摄），为了达到立体效果，就需要对图像的生成、显示与观察各环节进行适人化的处理，因此该技术也被成为“人造立体视觉技术”。 一立体视觉基本原理 透视效果是观看三维世界时的基本规律，是画面产生立体感的基本要求。 人眼在看真实的圆柱体和看屏幕上显示的圆柱体时，视差角有明显的不同，看屏幕时的视差角实际上和看平板玻璃时是一样的，因此不管屏幕上显示的内容如何变化，立体感始终是一个平面，这也是普通显示器无法实现立体显示的原因。既然如此，首先想到的解决办法自然就是把显示器做成圆柱体形状，这样当然可以完美的显示圆柱体，不过这样的显示器不管显示什么内容时都会机械的制造出中间近、两边远的效果。 那么为了完美显示每一种物体，显示电风扇时就得用电风扇形的显示器，显示飞机又要用飞机形状的显示器，如果要显示宇宙该用什么形状的显示器呢？显
然，这样就走入了一条死胡同，因此必须找到其它的方法。 设法分别向两眼输送两个拍摄角度略有不同的画面，给左眼的画面只让左眼看到，给右眼的只让右眼看到，那么如同前面提到的立体眼镜，调节两幅画面之间的细微差距就相当于调节视差角。 既然可以人为的控制视差角，我们就可以在显示圆柱体时调节视差角产生圆柱体的立体感，显示电风扇、飞机时产生电风扇和飞机的立体感，显示宇宙时产生宇宙中每个星球的立体感等等。按照这个方法不就可以实现完美的立体显示了吗？事实上，当今主流的4种立体显示技术都是基于这个原理的。 实现基于双眼视觉的立体显示需要经过两大步骤，首先，要准备好两套分别供左眼和右眼观看的画面。目前，这种画面的来源有三种途径： 一、双机拍摄。拍摄电影或图片时将两台照像机或摄像机并排放置，两机间的角度和距离都模拟人的双眼。 二、从3D场景中提取。由于3D场景本来就被设计用来可供任何角度观看，所以从中提取两套画面自然不难，提取的两套画面相互间的角度要模拟人的双眼。 三、用软件智能模拟。这是利用计算机根据原始画面重新生成两套画面，可用于将现有的普通视频和图片转换为立体显示的片源，但效果略差。 片源准备好以后，第二个步骤就是将它们输送给双眼，并且要点是给左眼观看的画面只能让左眼看到。在输送时其实并不需要刻意的调节两套画面的差距，只要能将上述途径获得的片源按要求输送给双眼，那么人眼就会自动产生与画面对应的立体感了。为了实现这一步，各种立体显示技术采用了不同的方式，4种
一、单通道三维立体投影显示系统 单通道三维立体投影显示系统是一套基于高端PC 虚拟现实工作站平台的入门级虚拟现实三维投影显示系统，该系统通常以一台图形计算机为实时驱动平台，两台叠加的立体版专业LCD或DLP投影机作为投影主体显示一幅高分辨率的立体投影影像，所以通常又称之为单通道立体投影系统。我们采用成熟的偏振光成像技术或世界最先进的光谱分离立体成像技术来生成单通道立体图像。 采用光谱分离立体成像技术最大的优点是三维立体图像色彩饱和度更高、立体感更强，为虚拟仿真用户提供一个有立体感的沉浸式虚拟三维显示和交互环境，同时也可以显示非立体影像，而由于虚拟仿真应用的特性和要求，通常情况下均使用其立体模式。 在虚拟现实应用中用以显示实时的虚拟现实仿真应用程序，该系统通常主要包括专业投影显示系统、悬挂系统、成像装置等三部分，在众多的虚拟现实三维显示系统中，单通道立体投影系统是一种低成本、操作简便、占用空间较小（可选择正投或背投）具有极好性能价格比的小型虚拟三维投影显示系统，其集成的显示系统使安装、操作使用更加容易方便，被广泛应用于高等院校和科研院所的虚拟现实实验室中。投影系统是正投或背投，应该依据展示空间面积大小与实际需要来选择。正投系统更为紧凑，占用的空间更小，投影幕墙具有较好的稳定性。背投主要适用于空间比较大，而且投影前需要讲解人的场合。由于光线从另一侧打在投影幕上，讲解人不会挡住光线，也不会被强烈的光线损伤视力。 系统结构示意图
二、双通道立体投影显示系统 为了拓宽观察视角，满足控制室与演示中心多面板现实的需要，我们使用两套立体投影设备拼接成为宽幅面的双通道平板立体显示系统。 双通道显示系统的宽度适宜进行平 板显示（如果是更大的视角，使用柱面环 幕则更有利于产生视野封闭的巨大沉浸 感。） 对于双通道立体投影显示系统而言， 各通道间的亮度与色彩平衡也是至关重 要的技术要求。目前通常采用偏振立体成 像技术实现被动式三维立体成像，就是在 输出左右立体像对的两台高亮度的LCD 或DLP投影机前安装具有不同极化方向 的偏振片。但其所使用的投影幕必须是具 有高增益指数的金属投影幕，而且投影幅 面一般应该控制在150英寸范围以内，否则在不同的视点观看时会出现因高增益而引起的“太阳效应”，所以不适用于多通道立体投影显示系统。目前，一种全新的基于光学虑波的技术成功解决了这个问题，它就是来自德国的Infitec plus，Infitec plus是目前世界最先进的立体成像技术，中铭科技推出的多通道虚拟现实系统正是基于该项技术的一套完美的多通道虚拟现实投影显示系统解决方案。 偏振技术成像的太阳效应Infitec立体成像技术的效果Infitec技术（干涉滤波技术）采用高质量滤光技术，分离光谱以便适合人的每只眼睛，生成无重像的被动立体图像，所以，无需特殊的具有偏振特性的屏幕或电子眼镜，只需配戴专业Infitec眼镜即可，Infitec 眼镜不需要配备电源和复杂 的电路，因此舒适感和沉浸 感更好，眼镜轻便，由于不 需信号同步发射器，所以配 戴者的头部可随意移动，配 戴者互相之间不会产生干 扰，这样Infitec还可以满足 有大量观众场合的应用。
裸眼交互技术概述 、裸眼虚拟交互技术简介 裸眼交互技术，是以虚拟现实交互技术为基础，融入了全新的裸眼显示技术，让观看者能够无须穿戴任何辅助设备，就能够直接在显示设备上观看到真实效果。更重要的是，借助虚拟现实交互的强大交互体验，观看者能够通过鼠标键盘、手势和语音等交互方式和虚拟场景进行互动。 裸眼显示可以说从技术层面全面革新了以往广告传媒、新闻等领域的展现实物的表现方式，这种极具感染力的表现方式将会成为日后发展的主流趋势。 、裸眼虚拟交互技术背景 >虚拟现实技术（简称） 又称灵境技术。是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。他综合利用了计算机图形学、仿真技术学、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其他客观限制，感受到真实世界中无法亲身经历的体验。 >立体显示技术 在虚拟现实系统中本来就是纯三维场景，传统的是二维显示，在本软件平台已经实现了一键切换红绿立体现实功能，带上红绿眼镜，整个场景就变成了立体感十足的立体效果，就像看立体电影的效果； >交互技术 虚拟现实技术中的人机交互目前处在了键盘和鼠标的模式，不久将来，利用数字头盔、数字手套等复杂的传感器设备，三维交互技术与语音识别、语音输入技术成为重要的人机交互手段； 、裸眼虚拟交互技术优势 >强烈的视觉冲击力，沉浸式的体验发挥到极致。
3D立体显示技术 虚拟现实是一种新兴的、极有应用前景的计算机综合性技术。采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视觉、听觉、触觉一体化的特定范围的虚拟环境。立体显示是虚拟现实的关键技术之一，它使人在虚拟世界里具有更强的沉浸感，立体显示的引入可以使各种模拟器的仿真更加逼真。研究立体成像技术并利用现有的微机平台，结合相应的软硬件系统在平面显示器上显示立体视景。一、立体显示原理 由于人眼有 4 - 6cm的距离，所以实际上我们看物体时两只眼睛中的图象是有差别的。两幅不同的图象输送到大脑后，我们看到的是有景深的图象。这就是计算机和投影系统的立体成像原理。依据这个原理，结合不同的技术水平有不同的立体技术手段。 只要符合常规的观察角度，即产生合适的图象偏移，形成立体图象并不困难。从计算机和投影系统角度看，根本问题是图象的显示刷新率问题，即立体带宽指标问题。如果立体带宽足够，任何计算机、显示器和投影机显示立体图象都没有问题。 二、四种立体显示技术 下面就介绍4种技术如何将片源输送给双眼，其中前三种，分色、分光、分时技术的流程很相似，都是需要经过两次过滤，第一次是在显示器端，第二次是在眼睛端： 1)分色技术： 分色技术的基本原理是让某些颜色的光只进入左眼，另一部分只进入右眼。我们眼睛中的感光细胞共有4种，其中数量最多的是感觉亮度的细胞，另外三种用于感知颜色，分别可以感知红、绿、蓝三种波长的光，感知其它颜色是根据这三种颜色推理出来的，因此红、绿、蓝被称为光的三原色。要注意这和美术上讲的红、黄、蓝三原色是不同的，后者是颜料的调和，而前者是光的调和。 显示器就是通过组合这三元色来显示上亿种颜色的，计算机内的图像资料也大多是用三原色的方式储存的。分色技术在第一次过滤时要把左眼画面中的蓝色、绿色去除，右眼画面中的红色去除，再将处理过的这两套画面叠合起来，但
不用戴眼镜就能看到立体图像的技术被称为“裸眼立体显示技术”，裸眼3D电视就属于这一类。裸眼立体显示可以通过在普通平面显示器前放置狭缝光栅或柱镜光栅实现。图1以双视图为例示意性说明了其原理。显示器的像素沿水平方向被分为两组，比如一组为奇数列的像素，另一组为偶数列的像素。这两组像素被分别用来显示左右视图，或者说，左右视图以列交错的方式显示在屏幕上。 图a在显示器平面前放置狭缝光栅，狭缝方向竖直并与像素分组配合。狭缝光栅类似于生活中的栅栏，光只能从狭缝中通过。观察者前后调整与显示器的距离，在某个特定距离下，透过狭缝每只眼睛刚好能看到属于其中一个视图的那组像素，而不能看到属于另一个视图的像素。这种效果也可由柱镜光栅实现（如图b所示），柱镜光栅由细长的半圆柱形透镜排列而成，其焦点落在显示屏表面，柱镜将像素发出的光平行投射出去。柱镜位置要与像素位置严格配准，使不同视图像素发出的光到达不同的眼睛。 狭缝光栅制作成本较低，但狭缝光栅法挡住了一部分光，图像看上去较暗。柱镜光栅加工精度要求高，而且由于显示平面发热还要考虑柱镜材料的热胀冷缩系数，这个问题在制作大尺寸显示器时尤为突出。这两种光栅实现方法一般适用于液晶显示器或等离子显示器，而不适用于旧式的CRT显示器，因为CRT显示器的像素显示位置会有漂移从而影响立体成像。光栅也可以用于纸质印刷品上，这就是我们见到的立体相册和立体画。 虽然光栅法能实现裸眼立体显示，但不能保证在任意位置都能看到立体效果，它有一个最优观看距离。从附图可以看出，在最优距离下左右移动头部有50%的机会看到的是左右颠倒的图像，而不能立体成像。如果不在这个最优观看距离上，则会进一步减少看到立体效果的机会。增加视图的个数可以改善这种情况。现在产品化的裸眼立体显示器多采用8个视图，此时在最优距离下也有1/8的可能性看不到正确的立体匹配。然而，增加视图数量却是以牺牲清晰度为代价。不同视图的像素按特定交错方式显示在屏幕上，视图总数越多，属于每个视图的像素数就越少，立体成像的分辨率也就越低。 除光栅法外，还有很多其他方法实现裸眼立体显示，如前面提到的帧切换方法和多投影仪方法。帧序列方法用单一的显示设备高速切换显示多视图，每个视图在时间上是断续的，
立体显示技术介绍 一、.什么是立体显示？ 立体显示或者称为3D显示，是指采用光学等多种技术手段来模拟实现人眼的立体视觉特性，将空间物体以3D信息再现出来，呈现出具有纵深感的立体图像的一种显示方式。相比于2D显示，3D显示提供给观看者更加强有力的沉浸感和震撼力。 人们之所以能够轻易地判断出物体在空间中的位置及不同物体间的相对位置，是因为人眼具有立体视觉。人们用以感知空间的主要生理机能有焦点调节、两眼集合、双目视差及单眼移动视差等。其中，双目视差担负着立体空间知觉的核心任务。焦点调节是为了把所注视的物体清晰地成像到视网膜上的眼球动作；两眼集合是当人在注视某个物体时左右眼视线往注视点上交汇而产生的眼球动作；双目视差是指由于人的左右眼从不同角度观看物体，从而成像于左右眼视网膜上的图像略有差异；单眼移动视差是指当观看者或被观看物体发生移动时人眼将看到物体的不同侧面。3D显示就是以人眼的立体视觉特性为基础的。 二、立体显示的实现方法 立体显示的实现方法可分为两大类，为助视3D显示和裸眼3D显示。 ?助视3D显示是靠眼睛佩戴助视设备来实现，如大家熟悉的偏光眼镜，这方面技术已成熟，但是也存在一定的缺陷，如亮度低，佩戴舒适度差等。 ?裸眼3D显示是通过光栅、集体成像、体3D和全息技术来实现3D立体成像，人眼无需佩戴任何设备，应用前景广泛，是目前显示研究的重点课题。 1．什么是光栅3D显示？ 光栅3D显示器由光栅和2D显示器精密耦合而成。其中，光栅作为分光元件，对光线传播的路径进行一定方式的控制，使观看者的左右眼观看到不同的视差图像。可应用于手机、笔记本电脑显示和电视。如光栅3D显示手机就是采用双摄像头采集图像形成3D效果来实
三维显示技术 摘要: 平面三维显示技术是近年来最新出现的虚拟现实显示技术,其最大的特点是观察者无需使用任何辅助附加设备,直接用肉眼就可看到屏幕上显示的三维图像。为推进三维显示技术的发展,进一步研究了视差立体成像原理,本文主要简单介绍了3D眼镜的分类及偏振眼镜立体式电影的原理。 正文: 三维显示技术是虚拟现实的关键技术之一,同时也是虚拟现实系统的基本要求。在信息时代,三维显示技术是一种应用广泛,而且对其它科学技术的研究有着极大促进作用的应用技术。随着三维显示在各个领域的广泛应用以及它对人们的生产和生活带来的极大便利,三维显示技术已成为当前世界上显示技术领域的一个研究热点。各国、各科研机构都投入了大量的人力和物力进行了深入探索和研究,使三维显示技术得到了日新月异的发展。美国、日本等许多发达国家对三维显示技术的研究工作开展较早,取得了许多突破性的进展并有相应的产品或原型机发布;而中国对于三维显示技术的研究和开发还处于初始阶段,对三维显示的研究只是限于在现有原理的基础上开发相应的产品。由于大多数三维显示设备价格都比较昂贵,因此开发若干结构简单、易于实现的三维显示系统并使其为大众所接受和应用是当前研究开发的最终目的。三维显示分为全息三维显示和非全息三维显 示两种。全息三维显示由于计算量过大以及当前技术的限制,适用于静态图像的摄取和显示; 非全息障栅三维显示由于具有易于实现的特点,为当今广泛采用的三维显示技术。 视差立体成像原理 人眼的立体感能将视场(即眼睛所观看到的景物区域)中的物体区别出远近,一般把左右两眼所获得的不同图像分别称作左图像和右图像。在显示技术中,如果同时在屏幕上显示出左图像和右图像,又利用一定的装置使得左眼只能看到左图像,右眼只能看到右图像,那么,经大脑融合就能还原成立体图像。如图1 ,图中A1、A2分别是同一物点A 在屏幕上所显示的左图像点与右图像点; B1、B2分别是同一物点B 在屏幕上所显示的左图像点与右图像点。如果左眼只能看到A1、
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
第39卷第5期测绘与空间地理信息 GEOMATICS ＆SPATIAL INFOＲMATION TECHNOLOGY Vol．39，No．5收稿日期：2016－01－12 作者简介：陈育新（1975－），男，福建惠安人，高级工程师，硕士，2009年毕业于华侨大学土木工程管理领域专业，主要从事不动产测 绘地理信息的生产管理和研究工作。 真三维立体显示技术在不动产登记统一 平台中的应用研究 陈育新 （泉州市房地产测绘队，福建泉州362000） 摘 要：随着国家不动产统一登记制度的实施，城市房屋、林地、草原、土地等不动产统一整合、调查和管理工作 迫在眉睫。基于机载多角度倾斜摄影和激光雷达扫描技术的创新，真三维数据可为不动产登记提供真实统一、 高精度、多层次的空间载体，保证了城市不动产登记应用创新和制度创新。关键词：不动产登记；机载激光扫描；倾斜摄影；全景真三维中图分类号：P273 文献标识码：A 文章编号：1672－5867（2016）05－0107－03 Application Ｒesearch of Ｒeal Estate Ｒegistration Platform Based on True 3D Display Technology CHEN Yu －xin （Quanzhou City Ｒeal Estate Survey Team ，Quanzhou 362000，China ） Abstract ：With the establishment of national real estate registration system ，data integration of urban housing ，woodland ，grassland ，and other real estate information is imminent．Based on oblique airborne photogrammetry and airborne LiDAＲscanning technology ，the Panoramic Photorealistic 3D models will provide 3D true ，high －precision ，multi －level 3D data ，to ensure the city＇s real estate regis-tration application and system innovation． Key words ：real estate registration ；airborne LiDAＲscanning ；oblique airborne photogrammetry ；panoramic photorealistic 3D models 1不动产登记统一平台的背景 2013年3月14日，第十二届全国人大一次会议在人 民大会堂举行第四次全体会议，会议表决通过了关于“国务院机构改革和职能转变方案”的决定草案。该国务院机构改革和职能转变方案明确提出 ：“减少部门职责交叉和分散，最大限度地整合分散在国务院不同部门相同或相似的职责，理顺部门职责关系。房屋登记、林地登记、草原登记、土地登记的职责，城镇职工基本医疗保险、城镇居民基本医疗保险、新型农村合作医疗的职责等，分别整合由一个部门承担。”建立统一的不动产登记制度由此被正式提上日程， 由国土资源部、住房城乡建设部会同法制办、税务总局等有关部门负责。 国务院目的明确，即通过建立不动产统一登记制度，更好地落实2007年颁布实施的《中华人民共和国物权法》，保障不动产交易安全。按照物权法确定的原则， 2014年12月22日，中国政府网正式公布《不动产登记暂行条例》，自2015年3月1日起施行。为贯彻落实《不动产登记暂行条例》 ，积极稳妥、规范有序地推进不动产权籍调查工作，全力保障不动产登记工作的顺利开展，2015年3月31日公布关于做好不动产权籍调查工作的通知，明确了针对不动产进行统一的权籍调查的试行技术方案。该方案细化了不动产权籍调查的内容：以宗地、宗海为单位， 查清宗地、宗海及其房屋、林木等定着物组成的不动产单元状况， 包括宗地信息、宗海信息、房屋（建、构筑物）信息、森林和林木信息等。 2不动产登记统一平台数据层面的问题 为满足不动产登记的相关要求，通过内外业核实、实 地调查测量的方法，完成不动产权属调查和不动产测量等工作后，将产生大量的数据资料，如调查前已有的不动产权籍调查、登记，以及前期审批、交易、竣工验收等成果
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。