三维显示的技术

3d光场屏原理3D光场屏（3D Light Field Display）是一种能够呈现真实的三维视觉效果的显示技术。

它的工作原理基于光场成像的概念，通过模拟光线在空间中的传播和交互，使观众能够看到物体的真实深度和逼真的立体效果。

以下是3D光场屏的基本原理：1.光场成像：光场是描述光线在三维空间中传播和传递信息的数学模型。

光场包括光线的方向、强度和相位等信息。

3D光场屏通过模拟和显示光场，使观众能够感知物体的深度和在真实空间中的位置。

2.微透镜阵列：3D光场屏通常使用微透镜阵列来捕捉和显示光场。

微透镜阵列是由许多微小透镜组成的阵列，每个微透镜都能够捕捉特定方向的光线。

这些微透镜捕捉到的光线经过适当的处理后，形成了可在特定视角看到的图像。

3.多视点显示：3D光场屏能够提供多视点显示，即在不同的观察角度下呈现不同的图像。

通过微透镜阵列的配置，屏幕能够同时向观众展示多个视角的图像，使观众在移动或改变视角时能够感知到立体效果。

4.视差效应：3D光场屏利用视差效应，即通过左眼和右眼观察到的图像之间的差异来模拟深度感。

通过微透镜阵列的设计，屏幕能够产生不同视角下的视差，使观众感知到物体的深度和距离。

5.透镜调制和计算技术：在3D光场屏中，透镜的调制和计算技术非常关键。

通过对透镜的精确调制和对捕捉到的光场进行复杂的计算，屏幕能够实现高质量的立体效果。

总体而言，3D光场屏通过模拟和处理光场，以多视点显示和视差效应为基础，为观众提供逼真的三维图像。

这种显示技术在虚拟现实、医学成像、设计领域等方面有着广泛的应用前景。

全息三维显示技术的研究与实现第一章绪论随着科技的不断发展，全息三维显示技术逐渐变得日益重要。

全息三维显示技术是一种生产和显示三维图像的过程，目前已经被广泛应用于医学、生物、军事、教育等领域。

本文将介绍全息三维显示技术的研究和实现情况。

第二章全息三维显示技术的研究2.1 原理和发展历史全息三维显示技术是基于全息术原理发展而来的。

全息术是一种从三维空间中获取、存储和呈现物体光学信息的方法。

在全息术中，由物体反射的光束被分成自然的波前和波后两个部分，然后利用镜面反射，把其中的一个部分光束从相应的表面中分开，通过光电效应产生干涉条纹。

干涉条纹记录了光波的相位和振幅信息，从而可以还原出三维物体的形状和位置，形成全息三维图像。

2.2 核心技术及其应用领域全息三维显示技术的关键技术包括全息记录和再现设备、全息材料和全息图像处理算法。

全息记录和再现设备是实现全息三维显示过程的基础，其中包括全息照相机、全息立体成像光源和全息显像装置等。

全息材料是记录全息图像所需的材料，通常是银盐或高分子复合物等。

全息图像处理算法是为了提高全息图像的清晰度和层次感，在全息技术的研究和应用中发挥着重要的作用。

全息三维显示技术有广泛的应用领域，例如医学、生物学、军事、文化遗产保护、教育和娱乐等。

在医学领域，全息三维显示技术已经被广泛应用于人体解剖学和疾病诊断等方面。

在其他领域，全息三维显示技术被用于模拟和分析燃烧过程、研究流体力学和模拟地震等自然灾害等。

第三章全息三维显示技术的实现3.1 设计和制作全息照相机全息照相机是实现全息三维显示的关键设备之一。

全息照相机的制作需要依据光学原理进行设计和制作。

全息照相机的制作分为五个步骤：制作初始参考光束、制作样品全息、制作参考光束和样品全息相遇的母盘、全息聚焦、复制。

其中，全息聚焦是制作全息照相机过程中最为关键的一步。

3.2 制作全息材料全息材料是实现全息三维显示的关键材料之一。

全息材料通常由两部分构成，即可散射成份和波长选择的光敏成份。

3D视频技术原理及应用内容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,如，眼镜式三维显示、三维体显示、全息显示等几大类。

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，最后介绍了３Ｄ技术在各个领域上的应用。

关键词：3Ｄ技术，分类,原理,特点,应用一、３Ｄ成像原理（一）什么是3Ｄ3D – 3 Dimension即三维立体,是相对于2D平面的一个概念。

我们人类所生存的世界就是一个三维的空间,我们在现实世界中观察到的物体也都具有三个维度：高度、宽度和深度，我们早已习惯了3D的世界。

然而由于技术发展的局限性，在电影、广播电视以及印刷等媒体世界中，我们被局限在了二维世界。

(二）3Ｄ影像的特点立体逼真：3D影像与人类现实生活中习惯的场景达成了一致，更加的逼真；临场感强：3D 影像的立体感、景深，让观者产生身临其境的感觉; 强烈视觉冲击：可以利用3D影像特点制造各种强烈的视觉冲击，如体育比赛直播、演唱会现场直播,以及各种宏大的电影场景。

（三）立体视觉的根源人天生具有两只眼睛，而两只眼睛间的距离大体为6~7厘米。

正是由于这6~7厘米的距离，当人的双眼注视一个物体时,双眼看到的景象并非一致，而是存在细微的差别.存在细微差别的两幅二维图像，经过大脑的合成最终呈现出立体感。

3D影像技术正是利用了双眼分视原理，在节目拍摄的过程中，摄像机在工作模式上模仿人的双眼，左右镜头分别拍摄一幅具有细微差别的二维图像.在观看3D影像时，采用各种技术，以保证让左眼只能看到摄像机的左镜头所拍摄的影像，而右眼只能看到摄像机的右镜头所拍摄的影像。

两幅存在细微差别的二维影像经过大脑的合成，产生立体影像。

（四）3Ｄ影像发展简史早在1839年,英国科学家查理·惠斯顿爵士根据“人类两只眼睛的成像不同”发明了一种立体眼镜，让人们的左眼和右眼在看看到两幅存在差异的图像以产生立体效果。

关于vr三维显示技术的文献VR三维显示技术是一种创新的技术，它能够将用户置身于一个虚拟世界，让用户身临其境地体验各种场景与情境。

随着VR技术的不断发展，三维显示技术在VR应用中扮演着重要的角色。

本文将介绍VR三维显示技术的原理、应用以及未来的发展趋势。

首先，我们来了解一下VR三维显示技术的原理。

VR三维显示技术通过模拟人类视觉系统的工作原理来创造出真实的三维感觉。

它利用两个显示器分别给左右眼提供不同的图像，再通过VR眼镜或头戴式显示设备将这些图像传递给用户的眼睛。

用户的大脑会将这两个图像融合在一起，产生出立体感。

接下来，我们来看一下VR三维显示技术的应用。

VR三维显示技术在娱乐、游戏、教育、医疗等领域都有广泛的应用。

在娱乐方面，用户可以使用VR眼镜来观看电影、玩游戏等，身临其境地享受沉浸式体验。

在教育方面，教师可以利用VR技术创建虚拟实验室、虚拟场景等，帮助学生更好地理解知识。

在医疗方面，医生可以使用VR技术进行手术模拟、治疗辅助等，提高治疗效果。

未来，VR三维显示技术有着广阔的发展前景。

随着计算机图形技术的不断进步，VR三维显示技术的图像质量将会得到更大的提升。

同时，随着硬件设备的更新换代，VR眼镜、头戴式显示设备等产品也会变得更加轻便、舒适。

此外，随着5G技术的普及和应用，VR三维显示技术也能够获得更快的数据传输速度，实现更低的延迟，从而提供更加流畅的用户体验。

总结来说，VR三维显示技术以其独特的体验效果在各个领域得到了广泛的应用。

随着技术的不断发展，VR三维显示技术的应用前景不可限量。

我们有理由相信，在不久的将来，VR三维显示技术将在我们的生活中发挥越来越重要的作用，为我们带来更加丰富、真实的虚拟体验。

杨　健　张　盼　刘　越北京理工大学三维立体显示技术在医学诊疗中的应用关键词：医学诊疗　三维显示何为医学三维立体显示提起三维显示技术，相信大家并不陌生。

在影院中，我们可以看到逼真的三维立体电影；玩三维游戏时的画面感场景使我们犹如身临其境；使用地图导航时，直观的立体景象使我们的出行更加方便；面对已经消逝的皇家园林——圆明园，通过增强现实显示技术，将模拟重建后的场景叠加到真实的废墟上，我们依旧可以一睹它昔日的辉煌。

三维立体显示技术已经渗透到我们生活中的每一个角落，它的应用无疑加强了我们对世界的感知和对生活的认识。

现实世界是三维的，人们在观看一个空间物体时，双眼可以得到两幅具有视差的图像，经视神经中枢的融合反射和视觉心理反应，便产生了三维立体感觉。

传统的图像显示方法是二维显示，它只能显示出物体在某一个方向上的平面信息，并不能准确地表示物体的相对位置并提供图像的深度数据，不能全面地传递人们所需要的信息。

根据人们的视觉需求,三维立体显示技术应运而生。

当前的主流技术是根据视差产生立体视觉的原理，通过特殊显示方法将两幅具有视差的左图像和右图像分别呈现给左眼和右眼，使人们获得如同实物再现般的三维感觉。

现代三维立体显示以其可视化、数字化等特点在众多领域中得到了广泛应用。

如在计算机图形学中，立体显示带给用户身临其境的体验；在考古学中，对古物进行立体还原，方便考古学家研究和保护古物；在遥感测绘中，三维立体显示可实现对地形地貌的精确观察和测量；在医学领域，三维立体显示也开始渗透到各个应用方向，并已得到一定程度的发展。

在传统的医疗诊断中，医生主要通过观察各个切面的断层图像从而实现对病灶的诊疗。

但仅凭医生“在头脑中重建”患者的三维组织结构难以准确地确定病灶的空间位置、大小、严重程度以及与周围生物组织之间的空间关系。

传统诊疗方法很大程度上依赖于医生的主观判断，难以对病情做出精确分析。

因此，临床诊疗迫切需要一种有效的技术，使医生能从三维医学数据中提取所蕴涵的信息，并将这些复杂的信息及其相互关系直观地显示出来，帮助医生对病灶和周围组织进行全面准确的分析，制定精确的治疗计划，提高诊治的准确性和有效性。

三维显示技术概念
三维显示技术概念
随着科技的快速发展，人们对于图像的需求也越来越高。

三维显示技
术应运而生，为人们呈现了更为真实的图像效果。

三维显示技术是一
种将平面图像以立体形式呈现的技术，这种技术不仅可以在娱乐方面
得到应用，还广泛应用于医疗、工业等各个领域。

三维显示技术的核心是如何将平面图像转变为立体图像。

这种技术可
以通过使用3D建模软件或者相机的三维成像来实现。

然后，通过将左右两张视角稍微不同的图像投射到分别对应的左右眼睛上，让人类视
觉产生错觉，从而呈现出立体图像效果。

三维显示技术不仅拥有更加丰富的图像效果，还可以帮助人们更好地
获取信息。

比如，在医疗领域，三维显示技术可以将人体呈现为立体
模型，医生们可以通过对这些模型的观察诊断病情、进行手术规划等。

在工业领域，三维显示技术可以用来帮助制作样品，也可以用来进行
物流规划等。

在娱乐领域，三维显示技术则是带给人们更加真实的视
觉效果，使得观看电影、玩游戏等成为更加美好的体验。

三维显示技术发展至今已经取得了一系列重大成果，比如可以实现全息立体图像、曲面折射立体图像等。

这种技术的发展已经不再局限于制造立体眼镜，我们已经可以看到越来越多采用裸眼3D显示技术的电视、电影等产品，而随着技术的不断进步，我们相信未来三维显示技术将会有更加广泛的应用场景。

总之，三维显示技术的出现使得人们的视觉体验更加真实且丰富，也为人类在诊断、规划等方面提供了更好的帮助。

相信在不久的将来，三维显示技术将会越来越成熟，为人们带来更加惊喜的效果。

高分辨真三维显示中的体素化及均匀化方法高分辨真三维显示中的体素化及均匀化方法引言随着计算机科学和图形学的不断发展，三维图形技术也得到了广泛的应用。

而高分辨真三维显示作为图形学领域中的一项重要技术，对于三维图形的显示和处理具有很大的帮助。

在高分辨真三维显示中，体素化技术和均匀化方法是两个必不可少的技术，可以提高三维图形的显示效果和用户体验。

本文主要介绍高分辨真三维显示中的体素化技术和均匀化方法，希望能够为读者提供一些参考和帮助。

一、体素化技术体素化是指将三维物体转换成一系列体素（三维像素）的过程。

体素化技术可以将三维图形处理成一个个虚拟的立方体，这些立方体可以表示三维场景中的每一个物体。

其中，每一个立方体像素的颜色都可以用来描述场景中该立方体的物体的颜色或属性。

在高分辨真三维显示中，体素化技术主要包括以下几个方面：1、体素数据结构体素数据结构是一种用于存储三维图形的数据结构。

通常情况下，体素数据结构可以分为三种类型：块状体素、栅格体素和自适应体素。

其中，块状体素和栅格体素是比较基本的体素数据结构，而自适应体素则是一种更加先进的体素数据结构。

块状体素和栅格体素都是由固定大小的立方体体素组成的，区别在于块状体素的立方体必须是相邻的，而栅格体素则可以是不相邻的。

2、体素模型重建体素模型重建是指根据输入的点云数据集建立起符合点云表面特征的三维模型。

体素模型重建技术可以使用各种算法进行，例如基于网格重建的方法、基于流形理论的方法、基于深度图像的方法等。

其中，基于深度图像的方法是一种常用的体素模型重建方法，可以使用深度相机采集场景深度图像，并使用基于解析法的体素模型重建算法，将二维图像转换成三维模型。

3、体素叶子节点的表示体素树（VoxTree）是将物体划分成立方体体素后所得到的一种层次结构。

在体素树中，每一个叶子节点都可以存储着一个立方体体素。

可以使用不同的叶子节点表示方法，如图片压缩技术、树状体素分割算法、分段算法等。

虚拟现实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，但不完全重叠，左眼画面要稍微偏左边一些，这样就完成了第一次过滤。

第二次过滤是观众带上专用的滤色眼镜，眼镜的左边镜片为红色，右边的镜片是蓝色或绿色，由于右眼画面同时保留了蓝色和绿色的信息，因此右边的镜片不管是蓝色还是绿色都是一样的。

光场显示技术原理光场显示技术是一种新兴的三维显示技术，其原理是通过对光场进行采集、处理和再现，实现对观察者眼睛的不同焦点的投影，从而呈现出逼真的三维图像。

光场显示技术的应用范围广泛，包括虚拟现实、增强现实、医学影像、工业设计等领域。

光场是指光波从一个点或一个物体表面上的每一个点传播出去的方向、强度和相位等信息的集合。

在光场显示技术中，首先需要通过一种特殊的相机或传感器对目标场景的光场进行采集。

这种相机或传感器能够同时记录下每一个像素点的颜色、方向和强度等信息，从而形成完整的光场数据。

采集到光场数据后，接下来需要对数据进行处理。

光场数据的处理包括对光场的解码和重构。

解码是指将光场数据转化为可视化的图像数据，以便后续的显示。

重构是指在显示设备上生成逼真的三维图像，使观察者感觉到目标物体的深度和立体感。

为了实现光场的解码和重构，需要借助计算机图形学、光学等相关技术。

在解码过程中，光场数据经过算法处理，将其转化为一系列的图像，每一张图像对应于不同的焦点位置。

而在重构过程中，通过光栅、透镜、反射镜等光学元件的组合，将这些图像重新投射到观察者的眼睛上。

在光场显示技术中，观察者的眼睛起到了至关重要的作用。

观察者的眼睛对光场的接收和感知决定了最终的观看效果。

因此，在光场显示系统中，通常会根据观察者的眼睛位置来调整光场的显示参数，以保证观察者能够获得清晰、逼真的三维图像。

光场显示技术的优势在于能够提供更加真实、逼真的观看体验。

相比传统的立体显示技术，光场显示技术能够在不佩戴任何特殊眼镜的情况下实现naked eye 3D效果，大大提高了观看的舒适度和自由度。

同时，光场显示技术还能够实现观察者对图像的焦点调节，使得观看体验更加自然和真实。

值得注意的是，光场显示技术还面临一些挑战。

首先，光场的采集需要大量的计算和存储资源，对硬件设备有一定的要求。

其次，光场的解码和重构算法需要较高的计算能力和图像处理技术。

此外，观察者的眼睛位置和光场的匹配也是一个难点，需要通过精确的校准和调整来实现最佳的观看效果。

《科技传播》155作者简介：燕展，宋征，陈卓，中国人民解放军陆军装甲兵学院信息通信系。

三维显示技术的分类概述与发展燕 展，宋 征，陈 卓摘 要 区别于二维显示技术，三维显示能够提供全视差、大景深、平滑连续的场景变换，使观众具有身临其境、触手可及的感觉，因此，三维显示技术在诸如医疗、教育、娱乐等国民生活的各个领域具有广阔的应用价值。

关键词 三维显示；双目视差；全息；体三维；集成成像中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2021）278-0155-031 概述人类对外部世界的感知信息有70%～80%来源于视觉系统，而人脑有50%左右的功能与视觉图像处理相关[1]，在世界总人口中，有65%的人属于视觉学习者，与处理文字类信息相比，人脑对图像类信息处理的过程更为简单，速度也更快，因此，人类在视觉和图像的认知方面优势明显[2]。

显示技术的发展使得人类可以通过手机、电脑等设备获取二维的平面图像信息，极大地丰富了人们的生活。

然而传统的二维平面图像缺少第三维的深度信息，与真实的三维世界差异明显，限制了我们对客观世界的认识。

因此，显示技术从二维到三维的发展是科技进化的必然。

三维显示技术在各个领域均有广泛应用，全球范围内的主要国家已经将三维显示技术作为信息产业方面的战略性和基础性产业，我国也将发展三维显示技术列为一项国家战略，在《国家中长期科学与技术发展规划纲要(2006—2020年)》《“十三五”国家科技创新规划》《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》《中国制造2025》中，3D 显示技术均被列入了重点研究方向。

2 三维显示技术的分类人类能够观察到三维物体，主要是因为来源于物体本身的深度信息进入人眼，然后经过人脑处理产生了三维感知。

三维感知的获得途径多种多样，在物理深度信息上，主要因为双目观察到的内容略有差异，进而使人眼肌肉收缩和聚焦功能等发生变化，此外相对运动造成的视差变化也会改变深度信息；在意识上，三维感知则是由于经验所获得的透视、遮挡、阴影、纹理细节等。