奶牛解析 实现4种显示器立体显示技术
4种主流立体显示技术的原理及实现方法
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:
分色: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。
注意,也有一些眼镜是右边为红色,这样第一次过滤时也要对调过来,购买产品时一般都会附赠配套的滤色眼镜,因此标准不统一也不用在意。以红、绿眼镜为例,红、绿两色互补,红色镜片会削弱画面中的绿色,绿色镜片削弱画面中的红色,这样就确保了两套画面只被相应的眼睛看到。其实准确的说是红、青两色互补,青介于绿和蓝之间,因此戴红、蓝眼镜也是一样的道理。目前,分色技术的第一次滤色已经开始用计算机来完成了,按上述方法滤色后的片源可直接制作成DVD等音像制品,在任何彩色显示器上都可以播放。
分光:常见的光源都会随机发出自然光和偏振光,分光技术是用偏光滤镜或偏光片滤除特定角度偏振光以外的所有光,让0度的偏振光只进入右眼,90度的偏振光只进入左眼(也可用45度和135度的偏振光搭配)。两种偏振光分别搭载着两套画面,观众须带上专用的偏光眼镜,眼镜的两片镜片由偏光滤镜或偏光片制成,分别可以让0度和90度的偏振光通过,这样就完成了第二次过滤。目前,分光技术的应用还主要停留在投影机上,早期必须使用双投影机加偏振光滤镜的方案,现在已经可以用单投影机来实现,不过都必须配合不破坏偏振光的金属投影幕才能使用。
分时:分时技术是将两套画面在不同的时间播放,显示器在第一次刷新时播放左眼画面,同时用专用的眼镜遮住观看者的右眼,下一次刷新时播放右眼画面,并遮住观看者的左眼。按照上述方法将两套画面以极快的速度切换,在人眼视觉暂留特性的作用下就合成了连续的画面。目前,用于遮住左右眼的眼镜用的都是液晶板,因此也被称为液晶快门眼镜,早期曾用过机械眼镜。
光栅:光栅技术和前三种差别较大,它是将屏幕划分成一条条垂直方向上的栅条,栅条交错显示左眼和右眼的画面,如1、3、5…显示左眼画面,2、4、6…显示右眼画面。然后在屏幕和观众之间设一层“视差障碍”,它也是由垂直方向上的栅条组成的,对于液晶这类有背光结构的显示器来说,视察障碍也可设在背光板和液晶板之间。视察障碍的作用是阻挡视线,如图,它遮住了两眼视线交点以外的部分,使左眼看到的栅条右眼看不到,右眼看到的左眼又看不到。不过,如果观看者的位置改变的话,那么视差障碍位置也要随之改变。为了方便移动视差障碍,小型光栅显示器都是采用液晶板来作为视差障碍的,而检测观看者位置的方法主要有两种,一种是在观看者头上戴一个定位设备,另一种是用两个摄像头像人眼一样的定位。