奶牛解析 实现4种显示器立体显示技术
如图显示,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。
世界上倒也的确有类似的技术,比如有一种国家专利的“立体眼镜”,它就是通过光学手段把输送给两眼的画面作处理,把给其中一只眼的画面扭曲成平行四边形。这样就相当于把画面下部的视差角增大了,产生了近的感觉,画面的上部则感觉比较远。虽然是十分单纯的欺骗眼睛的手段,对于大部分画面来说这种效果倒也不错。但是,它并不能算是立体显示技术。
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。我们继续思考的话可以想到,视差角之所以存在都是因为我们有两只眼睛,那么我们可以从这一点着手。
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。
立体显示技术的种类非常多,大部分还在实验室中,目前投入应用比较多的是分色、分光、分时和光栅4种技术。
根据上面的介绍,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。
在第一步中,三种获取途径是通用的,但实际的产品中通产只采用某一种方式。
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种技术的区别也就在于此。