3D显示技术的总体分类

3d显示原理
3D显示原理是指通过技术手段模拟人眼对物体深度感知的能力，使平面画面立体化的过程。

一般来说，3D显示技术可分为以下几种类型：
1. 眼镜式3D显示技术
这种技术需要观众佩戴特制的3D眼镜，其中左眼和右眼的视角有所不同，使得观众可以感受到立体效果。

这种技术主要有红蓝、偏振和活性式等不同的实现方式。

2. 自动视差3D显示技术
这种技术利用了人眼对视差的敏感度，通过控制不同区域对应的视差，使得观众可以感受到立体效果。

这种技术主要有亮度差异、颜色差异等不同实现方式。

3. 光栅式3D显示技术
这种技术利用了光栅在人眼中产生的扭曲效应，通过控制光栅的形状和运动，使得观众可以感受到立体效果。

这种技术主要有交叉式、线条式等不同实现方式。

总的来说，不同的3D显示技术都是通过模拟人眼的深度感知机制，从而实现平面画面的立体化。

未来，随着技术的不断进步，3D
显示技术将会更加完善和普及。

- 1 -。

3D显示技术论述UESTC 2805104003 denphen2010.12.1一、定义：3D（Three Dimension）即是指三维空间。

3D显示技术，是指显示三个维度显示的信息，产生三维信息感受。

相比普通的2D画面，3D更加立体逼真，让观众有身临其境的感觉。

二、3D原理：由于人的双眼分布在鼻子两侧，两瞳孔有一定的空间距离，人眼在观察物体的角度会略有差异，因此能够辨别物体空间位置，产生立体的视觉。

因而，3D显示技术也是以此为基本原理，让人眼两个眼睛接受具有一定夹角的信息而让人产生立体的视觉感受。

由不同的方法可以分为各种各样的3D技术。

三、3D技术的分类由是否佩戴眼睛可以把3D技术可以分为裸眼式和眼镜式两种。

如果细分的话，眼镜式3D技术可分为色差式、快门式和偏光式（也叫色分法、时分法、光分法）三种。

裸眼式3D技术可分为透镜阵列、屏障栅栏和指向光源三种。

每种技术的原理和成像效果都有一定的差别。

下面分析一下这六种3D技术的原理和优缺点。

四、3D技术的原理分析和优缺点分析1、眼镜式3D技术（1）色差式色差式利用颜色过滤原则，由旋转的滤光轮分出光谱信息，使用不同颜色的滤光片进行画面滤光，使得一个图片能产生出两幅图像，人的每只眼睛都看见不同的图像，从而实现立体显示。

色差式3D历史最为悠久，成像原理简单，实现成本低廉，但是3D画面效果也是最差的，需要配合色差式3D眼镜才能看到3D效果。

色差式3D先目前我们较为最常见的滤光片颜色通常是红/蓝，红/绿，或者红/青，目前采用这种技术已经落后，很少采用。

优点：技术难度低，成本低廉缺点：3D画质效果不是最好，画面边缘易偏色（2）快门式快门式3D技术是通过提高画面的快速刷新率（至少要达到120Hz）来实现3D效果，属于主动式3D技术。

当3D信号输入到显示设备后，120Hz的图像便以帧序列的格式实现左右帧交替产生，通过红外发射器将这些帧信号传输出去，负责接收的3D眼镜在刷新同步实现左右眼观看对应的图像，并且保持与2D视像相同的帧数，人的两只眼睛看到快速切换的不同画面，并且在大脑中产生3D效果。

3D显示技术全面解析● 由来已久的3D显示技术在春节后，三星和优派分别结合NVIDIA最新的3D Stereo技术推出了新款3D液晶显示器（请详见《游戏视觉革命优派发布全球首款3D液晶》和《画面有何不同？三星3D显示器全国首测》），很多网友都开始对这两款3D显示器产生了浓厚的兴趣，并且引发了新一轮3D显示的狂潮。

事实上，3D显示技术并不是第一次和广大消费者见面。

在三星2233RZ和优派VX2265wm发布之前，已经有不少支持3D显示的设备问世，不过它们和前两者采用的是完全不同的3D显示解决方案。

不少厂商已经推出了3D显示器事实上早在十几年前，3D立体显示技术雏形就已经被开发出来，以达到在2D显示设备上显示3D立体画面的效果。

在随后的时间内，很多厂商都推出了自己的3D显示解决方案，它们在显示原理以及实际效果上都有很大的区别。

大部分3D技术都需要专用眼镜的辅助在三星和优派分别推出3D显示器后，一部分网友并不以为然，认为它们所使用的3D技术和之前推出的相同。

但事实上并非如此。

接下来，我们就对目前常见的几种3D技术进行介绍，看看各种3D显示技术的优点和存在的问题。

【二】3D显示技术的总体分类● 3D显示技术的总体分类早期不论是使用显示器还是电影院中的大屏幕来作为显示设备，人们都需要佩戴特制的专用眼镜才能看到3D立体效果，不过随着技术的不断改进，一些厂商推出了不需要佩戴3D眼镜，就能够观察到立体画面的显示设备，因此总体上，3D显示设备可以分为需要佩戴3D眼镜和不需要佩戴3D眼镜这两大类。

接下来，我们分别按照这两大类技术进行一一介绍，首先我们来看看不需要佩戴专用眼镜的裸眼3D技术。

目前已经有包括三星在内的多家显示器厂商都推出了免佩戴专业眼镜就能看到3D立体画面的显示设备，它们最大的优势就是可以人们完全不需要佩戴眼镜就能体验到身临其境的效果。

免专用眼镜3D显示技术成像方式这项技术一般被称为“裸眼多视点”技术，也就是不通过任何工具就能让左右两只眼睛从显示屏幕上看到两幅具有视差的、有所区别的画面，将它们反射到大脑，人就会产生立体感。

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。

3D显示技术及原理目前，主流的3D显示技术主要包括以下几种：活动式立体显示技术（Active Stereo Display）、自动立体显示技术（Autostereoscopic Display）、延迟立体显示技术（Lenticular Display）、亮点调制立体显示技术（Parallax Barrier Display）和体感互动立体显示技术（Interactive Stereoscopic Display）。

下面对这几种技术进行详细介绍。

活动式立体显示技术是通过佩戴一副特殊的眼镜实现的。

这种眼镜通过活动式的方式，在用户的左右眼分别显示不同的图像，从而使得用户产生立体感。

这种技术的优点是成本相对较低，缺点是需要佩戴特定的眼镜才能够获得立体效果。

自动立体显示技术是一种无需佩戴额外设备就能够获得立体效果的技术。

这种技术利用了视差（parallax）原理，通过在屏幕上显示不同深度的图像，使得观众在不同角度观看时能够看到不同的图像。

这种技术的优点是使用方便，不需要额外设备，缺点是视角受限，仅适合单个观众使用。

延迟立体显示技术是通过在屏幕前方放置特殊的透镜来实现的。

这种透镜可以将左右眼的图像进行分隔，并且能够根据观众的位置调整透镜的倾斜程度，从而使得观众在不同位置观看时能够看到不同的图像。

这种技术的优点是观看角度较大，缺点是视角范围内存在图像的失真。

亮点调制立体显示技术是通过在屏幕上放置像素级的透镜来实现的。

这种透镜能够根据左右眼的视点位置调整透镜的透光率，从而使得观众的左右眼看到不同的图像。

这种技术的优点是图像清晰度高，缺点是成本较高，且需要较高的分辨率支持。

体感互动立体显示技术是将3D显示技术与体感技术相结合的一种显示技术。

这种技术通过传感器等设备获取观众的体感数据，根据观众的动作姿态来调整显示的立体图像，从而使得观众能够实现虚拟世界中的互动体验。

这种技术的优点是增强了用户的沉浸感和参与感，缺点是设备复杂且成本较高。

3D显示技术概述
3D显示技术是一种把三维信息呈现在其中一种物体表面上的显示技术，目的是使人们通过视觉感受到三维的现实空间。

它主要应用于工业、医疗、建筑、娱乐、科学研究等行业，利用三维立体图像及模型来展示三维场景，可以让用户更深入地了解想要研究的内容，为用户提供更完整更准确的视觉信息。

3D显示技术可以通过光学显示器、电子显示器等设备来实现，根据显示器类型的不同，可以分为两类：一类是光学显示器，它们可以通过平均分布的细小折射体来实现立体效果，其核心部件可以包括折射率变化的折射体、镜片组等，通过其组合可以实现物体表面三维图像的立体效果；另一类是电子显示器，它们可以利用电子立体投影技术，用两台投影仪将模型中的不同面投射到不同屏幕上，从而实现真实的三维效果。

三种3D立体成像显示技术三种3D立体成像显示技术3D显示（或称立体成像）技术有几百年的历史。

从原理上大致可分为三大类：立体图像对技术(Stereo Pair)、体显示技术(Volumetric Displays)、全息技术(Holography)。

立体图像对是目前发展最成熟也是应用最广泛的3D显示技术，戴立体眼镜看3D电影和裸眼就能看到立体效果的显示屏都是基于这种技术实现的。

它的基本原理是，先产生场景的两个视图或多个视图，然后用某种机制（如佩戴眼镜）将不同视图分别传送给左右眼，确保每只眼睛只看到对应的视图而看不到其他视图。

如果观察者无需佩戴立体眼镜即可看到立体效果，则称为“裸眼立体显示”。

虽然立体图像对技术能够提供立体感，但它本质上只是空间中两张或多张平面图像，通过“欺骗”人眼视觉系统而立体成像。

这类技术会使人眼产生矛盾的晶状体焦距调节和视线汇聚调节，长时间观看会产生视觉疲劳。

而体显示技术与之不同，它物理上显示了三个维度，能在空间中产生真正的3D效果。

成像物体就像在空间中真实存在，观察者能看到科幻电影中一般“悬浮”在半空中的3D透视图像。

从数字图像处理技术来说，平面图像对应了二维数组，每个元素被称为像素；而三维图像对应三维数组，每个元素被称为体素。

体显示技术正是在空间中表现了这个三维数组。

根据是否有机械结构，体显示可分为两种实现方式，扫描体显示(Swept Volume)和静态体显示(Static Volume)。

扫描体显示技术利用高速旋转的平面反射光线，并通过视觉记忆而立体成像。

一个成功的产品是Actuality系统公司的Perspecta 3D显示器。

而静态体显示的典型产品是Felix3D公司的SolidFelix，它以含有稀土元素的晶体作为显示介质，使用两束相干激光照射晶体内部空间点发光。

另一个静态体显示技术的产品是DepthCube 系统，它使用20块液晶屏层叠而成，任何时刻只有一块屏工作，其他都是透明的，而图像也只投射到工作的显示屏上。