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能看3D的慧眼 在LCD上实现裸眼3D显示

2011-01-25王峰《微型计算机》2011年1月上

3D立体显示是近两年IT领域中热的一个词,如今不但支持3D立体显示的显示器、笔记本电脑、投影机等相关产品越来越多,电影、游戏等支持3D立体显示的应用也正蓬勃发展。但目前主流的3D立体实现方式如分色技术、分光技术以及分时技术,都需要借助专门的3D眼镜来实现立体显示。这或许会影响3D立体显示产品的普及速度,因为一来每次进行3D立体应用时都要佩戴眼镜显得不够方便,二来3D眼镜本身也是一笔不小的支出,特别是要想多人同时观看,每人都需要一副眼镜。而不需要任何3D眼镜就能够看到高质量的3D立体影像的裸眼3D技术,不但是每个3D爱好者的梦想,也是相关产品未来发展的终极目标。但由于技术成熟度及成本方面的原因,目前主流市场上还看不到相关的产品。但如果我们仔细研究一下裸眼3D显示的成像原理,其实也能自己动手在普通的显示屏上实现简易的裸眼3D显示。本文正是要跟大家分享如何自制一台裸眼3D立体显示器。

想玩裸眼3D?先把原理弄清楚

与其他教大家动手改造的文章不同,要在普通LCD或笔记本电脑的显示屏上实现裸眼3D的操作过程并不算复杂。而比较麻烦的是它实现的原理。如果你把它的实现原理弄得很透彻了,那么按照步骤来做可能就要简单许多。而如果只是根据改造步骤“知其然不知其所以然”,那么改造的结果很可能是失败的。所以在教大家如何改造前,我们先重点讲一下我们本次制作裸眼3D显示器所需要用到的原理。

裸眼3D显示器的实现方式有很多种,其中光栅式立体显示器是以裸眼3D立体图片技术为基础发展而来,实现起来比较简单,是目前有可能实现商业化的3D立体显示技术。而我们要制作的裸眼3D显示器,正是要利用光栅式立体显示器中名为视觉光栅的原理来实现。


图1 视觉光栅板透视原理图

由人眼视觉原理可知,人之所以具有立体视觉能力是由于人的两只眼睛可从不同的方位获取同一景物的信息,各自得到左右两幅二维图像。人的大脑通过对左右两幅图像以及两幅图像的视差进行分析和处理后产生了立体感。因此显示器要实现立体显示,要让显示屏上的左右图像分别进入左右眼睛,这样显示的效果在人眼看来就是立体的。而我们要做的就是将左右图像分别显示在屏幕上,再经过视觉光栅板透视以形成立体影像。


图2

图2是我们要制作的裸眼3D显示器的基本构造图。在屏幕上交互显示a(给右眼看的)及b(给左眼看的)图像。这时如果在该LCD上设置起遮光板作用的狭长切口(例如纵向条状遮光板),则上述交互显示的右眼图像将会只到达右眼,左眼图像只到达左眼。对于位于画面正前方的观看者而言,由于产生了双眼视差,便能获得立体视觉。

改造裸眼3D所需的LCD是否需要120Hz的产品?左图按照视觉光栅板透视原理所制,我们可以看到,它采用的是L、R左右图像同时刷新显示模式,显示方式由后台软件控制,和分时眼镜式刷新显示交替模式是完全不同的立体显示方式。

同时刷新模式和分时刷新模式的区别

你可能会有这样的疑问,用这么密集的光栅放在屏幕前,还能看到清晰的图像?通过针孔成像原理图可以看出,我们把透明的线条看成是垂直一排的光心(小孔),通过光心(小孔)的图像像素已经被放大。

在同时刷新模式和分时刷新模式的区别

当左眼看到左图像的系列图,右眼看到右图像的系列图,两个眼睛事实上还是可以观看到所有的图像,只是中间隔有间隔阴影线条,但是随着观看距离的增加阴影线条会越来越小,所以在距离60cm以上时,我们所看到的仍然会是一个高清的立体影像。

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用户评论

共有评论(3)

  • 2011.04.10 10:03
    3楼

    我在网上找过很久,包括淘宝上,可惜都没有找到卖立体光栅板的。请各位编辑给推荐一个能做光栅板的卖家吧!

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  • 2011.02.13 00:55
    2楼

    CRT老用户路过

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  • 2011.02.08 01:10
    1楼

    有时间试试

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