學‧生‧論‧文‧獎‧專‧欄顯示器專欄
3D立體顯示技術之發展與研究
Development and Researches of Real 3D Display Technologies
【許精益、黃乙白】 Ching-Yi Hsu, Yi-Pai Huang 中文摘要…
3D立體顯示器是利用人類的兩眼視差，分別提供給兩眼不同影像而產生立體感。本文中簡介了各種不同的立體影像產生的方式。無論是須配戴眼鏡的或裸眼式。並也再將裸眼式又細分為全像式、多平面式及立體影像對的方式。也分別分析了目前各種技術所面臨的問題及缺點。
■關鍵字：3D立體顯示器、兩眼視差；移動視差、紅藍式眼鏡、快門式眼鏡、偏極式眼鏡、頭戴式顯示器、全像式、多平面式、立體影像對、柱狀透鏡、視差遮屏
Abstract…
3D display produces three-dimensional sense for human by using of binocular parallax which gives two different images to different eyes. In this article, several different ways to generated 3D images whether with or without glasses are introduced. The detail of glasses-less 3D displays, such as holographic, volumetric and multiplexed type, are described.
■Keywords：3D display, Binocular parallax, Motion parallax, Anaglyph, Shutter glasses, Polarizing glasses, Head mounted display, Holography, Volumetric, Parallax images, Lenticular lens, Parallax barrie
全息技术vs 3D显示对比解析
2014-08-26
全球首款全息手机钛客takee1已经发布，但却不似宣传的那般神奇，那么全息技术究竟指的是什么？与3D显示技术相比，全息技术有何不同，下面笔者就为大家科普一下全息技术与3D显示技术的区别。
“全息手机”的概念非常热闹，消费者们都翘首以盼希望能够见证一款全新产品的面世，事与愿违，最终并没有出现超出预想的产品。固然我们是要埋怨拿这个概念出来让消费者心痒痒的家伙，不过说到底，我们也没有真正认识过全息到底指的是什么，甚至连3D是怎么回事，恐怕也很多人不了解，我们就来个买一送一，一起解说。
首先当然是“全息”的概念了，先不提技术上能否实现，全息这个概念通常是指通过光学技术干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术，是立体显示技术的一种。具备全息技术的投影不仅可以产生立体的空中幻像，还可以使幻像与表演者产生互动，一起完成表演，产生令人震撼的演出效果。关于全息投影，最知名的当属“初音未来”演唱会，使用的其实是德国Sax3D公司的3D全息透明屏完成的，本质上来说依然是2.5D的投影效果，还不能脱离屏幕来实现。目前主流的几个全息投影技术包括空气投影、激光投影和全息显示屏三种。这也给我们带来一个疑问，之前全息手机所说的计算全息算是什么呢？其实这里有个概念混淆的问题，在全息技术里面有一个概念为Dynamicholography(动态全息，也称为计算全息)，而全息手机选择的计算全息其实是擦边球，因为从技术层面来讲它不是Dynamicholography，而是DynamicPerspective(动态视角，也称为动态3D)。至于动态视角或者动态3D这个技术的表现形式我们从六月份发布的FirePhone就可以知道了。
首先当然是“全息”的概念了，先不提技术上能否实现，全息这个概念通常是指通过光学技术干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术，是立体显示技术的一种。具备全息技术的投影不仅可以产生立体的空中幻像，还可以使幻像与表演者产生互动，一起完成表演，产生令人震撼的演出效果。关于全息投影，最知名的当属“初音未来”演唱会，使用的其实是德国Sax3D公司的3D全息透明屏完成的，本质上来说依然是2.5D的投影效果，还不能脱离屏幕来实现。目前主流的几个全息投影技术包括空气投影、激光投影和全息显示屏三种。这也给我们带来一个疑问，之前全息手机所说的计算全息算是什么呢？其实这里有个概念混淆的问题，在全息技术里面有一个概念为Dynamicholography(动态全息，也称为计算全息)，而全息手机选择的计算全息其实是擦边球，因为从技术层面来讲它不是Dynamicholography，而是DynamicPerspective(动态视角，也称为动态3D)。至于动态视角或者动态3D这个技术的表现形式我们从六月份发布的FirePhone就可以知道了。
3D显示技术的总体分类
在人获得的外界信息中，视觉信息占80%以上。长期以来，表达可视信息的图片、视频等都是二维的。然而，现实世界是三维的，二维图像在和采集和显示的过种中丢掉了实际事物大量、重要的第三维信息。这些二维图像无法满足人类大脑信息处理的习惯，人脑更需要获取与现实事物完全一致的“全部信息”，即三维的信息。
自古以来，人们就一直存在对三维成像技术的追求。15世纪初的欧洲的文艺复兴时期，意大利建筑师Bruneselleschi 对“绘画透视” 进行了首次论证。达芬奇(Leonardo da Vinci)也曾在他的着作"Trattato della Pittura"中引用了"透视框"的概念作为他研究远景透视的依据。如艺术家需要将一张画纸夹在玻璃板上，再通过一个目镜观察画纸上场景的投影画面，然后在画纸上描绘下场景的轮廓，就可以得到一幅具有真实透视的草图。
绘画透视和雕塑艺术研究和实践就表明：只有给两只眼睛分别提供相对独立的图像，在恢复了双眼视差的情况下，才可能获得真实的立体视觉。
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。
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。
人类的双眼是横向并排，之间大约有 6～7 厘米的间隔，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”，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。这意味着假如你看着一个物体，两只眼睛是从左右两个视点分别观看的。左眼将看到物体的左侧，而右眼则会看到她的中间或右侧。当两眼看到的物体在视网膜上成像时，左右两面的印象合起来，就会得到最后的立体感觉。而这种获得立体感的效应就是“视觉位移”。
3D显示技术论述
UESTC 2805104003 denphen
2010.12.1
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。
