【導(dǎo)讀】傅里葉光學(xué)等有了一定的了解。3D電影的光學(xué)原理之一就是基于光的偏振特性，因此學(xué)生有完成此課題的理論基礎(chǔ)。找到創(chuàng)新點(diǎn)；另一方面，要求學(xué)生會(huì)用一些基本的辦公軟件和計(jì)算軟件。求學(xué)生有一臺(tái)電腦能夠上網(wǎng)下載文獻(xiàn)和完成相關(guān)計(jì)算。的一個(gè)重要方向。偏振光立體電影技術(shù)以其色彩表現(xiàn)豐富，畫(huà)面立體感強(qiáng)烈，觀?？捶奖愕葍?yōu)點(diǎn)稱(chēng)為當(dāng)今立體顯示的主流。點(diǎn)，給出更易實(shí)現(xiàn)的制作或顯示3D電影的方案。鍛煉學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立完。成課題，從文獻(xiàn)檢索、科學(xué)實(shí)驗(yàn)中獲取知識(shí)的能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。2020年1月~3月確定選題、文獻(xiàn)調(diào)研、開(kāi)題報(bào)告；2020年5月修改論文，提交最終定稿，準(zhǔn)備答辯。[3]周炳琨，高以智，陳倜嶸.激光原理.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2020.[5]許磊.立體影像技術(shù)的研究與實(shí)踐.碩士學(xué)位論文，2020.[7]穆良柱，張海君.立體影像顯示原理及其技術(shù)進(jìn)展.物理實(shí)驗(yàn)，2020，28：9~13.像，缺乏立體感和真實(shí)感。近年來(lái)，3D電影技術(shù)正在迅速發(fā)展。

　　

【正文】 現(xiàn)方式和過(guò)程。本章主要研究 3D 電影的實(shí)現(xiàn)方式 和過(guò)程，其過(guò)程包括目標(biāo)物體的圖像信息獲取、圖像信息處理和立體設(shè)備顯示。 著重對(duì)立體設(shè)備顯示方式展開(kāi)研究，介紹了體式顯示方式和自由立體顯示方式 兩種。 第四章 3D電影顯示技術(shù) 隨著廣大消費(fèi)者對(duì) 3D 顯示需求的增加，各種各樣的 3D 技術(shù)也在不斷發(fā)展 。3D顯示技術(shù) [13][14][16]主要可以分為裸眼 式和眼鏡式， 裸眼式 3D技術(shù)目前主要應(yīng)用在工業(yè)商用顯示市場(chǎng)，如 3D廣告牌；眼鏡式 3D技術(shù)則集中于消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)，如此次流行的 3D《阿凡達(dá)》普遍采用的是眼鏡式 3D 技術(shù)。眼鏡式 3D 技術(shù)可分為色差式、快門(mén)式和偏光式三種，而裸眼式 3D 技術(shù)可分為透鏡陣列、屏障柵欄和指向光源三種，每種技術(shù)的原理和成像效果都有一定的差別。 眼睛式 3D技術(shù) 目前市場(chǎng)上的 3D 電影，幾乎都是眼鏡式顯示技術(shù)，就是說(shuō)觀眾在觀看電影時(shí)必須戴上特制的眼鏡，才能體會(huì)到 3D 的立體效果。之所以采用這種技術(shù)，是因?yàn)檠坨R式顯示技術(shù)比裸眼式顯示技術(shù)效果更好 。眼鏡式 3D 技術(shù)可分為三類(lèi)：色差式、快門(mén)式和偏光式，下面簡(jiǎn)單介紹一下。 色差式 3D 技術(shù) 色差式技術(shù) 使用的是被 動(dòng)式紅 藍(lán) （或者紅 綠、紅 青 ） 濾色技術(shù)。這種技術(shù)歷史悠久，成像原理簡(jiǎn)單， 實(shí)現(xiàn)成本相當(dāng)?shù)土?，眼鏡成本僅為幾塊錢(qián)，但是獲得的 3D 效果也是最差的。色差式 3D 先使用兩種不同顏色的濾光片對(duì)左右視角圖像進(jìn)行畫(huà)面濾光，然后疊加到一個(gè)顯示平面上。觀看者使用色差 3D 眼鏡濾光后所看到的左右眼圖像分別對(duì)應(yīng)原來(lái)的左右視角圖像，從而形成 3D 立體的效果 。這樣的方法會(huì)大幅降低亮度，并且容易使畫(huà)面邊緣產(chǎn)生偏色。 色差式技術(shù)雖然效果不是很好，但成本低廉、容易實(shí)現(xiàn)，自己在家就可以制作，因此應(yīng)用還是比較廣泛。下面通過(guò)圖 41 介紹一下 6 步完成立體眼鏡的制作過(guò)程 [15]。 圖 41 六步制作立體眼鏡 快門(mén)式 3D 技術(shù) 快門(mén)式技術(shù)將 LCD 技術(shù)應(yīng)用到 3D 眼鏡鏡片上。這種 3D 技術(shù)因?yàn)樵陔娨暫屯队皺C(jī)上應(yīng)用得最為廣泛 ，資源相對(duì)較多，而且 3D 效果出色，受到很多廠商推崇和采用，不過(guò)其匹配的 3D 眼鏡價(jià)格較高。主動(dòng)快門(mén)式 3D 主要是通過(guò) LCD 技術(shù)控制鏡片透光率來(lái)實(shí)現(xiàn) 3D 效果。當(dāng) 3D 信號(hào)輸入到顯示設(shè)備 （ 諸如顯示器、投影機(jī)等 ） 后，圖像以左右?guī)惶娴姆绞斤@示。通過(guò)紅外發(fā)射器將這個(gè)幀同步信號(hào)傳輸出去，負(fù)責(zé)接收的 3D 眼鏡根據(jù)同步信號(hào)控制左右鏡片的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)左右眼看到各自對(duì)應(yīng)的圖像。由于左右眼看到的圖像快速切換，因此在大腦中產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，便觀看到立體影像。用于人眼的反應(yīng)速度有限，只要刷新率足夠高，人眼就感覺(jué)不到鏡片開(kāi)關(guān)帶來(lái)的閃爍?？扉T(mén)式 3D 技術(shù) 能夠保持畫(huà)面的原始分辨率，且不受視角視距和佩戴姿勢(shì)影響，因此能獲得很好的 3D 效果。 偏光式 3D 技術(shù) 偏光式技術(shù) 使用的是被動(dòng)式偏振光技術(shù)。偏光式 3D 技術(shù)的圖像效果比色差式好，而且眼鏡成本也不算太高，目前電影院普遍采用的即是該類(lèi)技術(shù)。偏光式3D 是利用光線有“振動(dòng)方向”的原理來(lái)分解原始圖像的，在顯示時(shí)會(huì)送出垂直方向偏振光和水平方向偏振光兩組畫(huà)面，然后 3D 眼鏡左右分別采用不同偏振方向的偏光鏡片，這樣人的左右眼就能接收兩組畫(huà)面，呈現(xiàn)立體影像。在偏光式3D 系統(tǒng)中，目前市場(chǎng)中較為主流的有 RealD 3D 系統(tǒng) 、 MasterImage3D、杜比 3D系統(tǒng)三種。特別是 RealD 3D 技術(shù)，其市場(chǎng)占有率最高，而且不受面板類(lèi)型的影響，可以幫助任何支持 3D 功能的電視和顯示器產(chǎn)生出高清 3D 影像，擁有這項(xiàng)技術(shù)的 RealD 公司主要是通過(guò)技術(shù)授權(quán)進(jìn)行推廣，目前已經(jīng)和東芝、索尼、 JVC、三星等公司達(dá)成了合作，在 3D 影院方面其占有率也遙遙領(lǐng)先。偏光式 3D 技術(shù)會(huì)降低圖像的水平分辨率，同時(shí)也會(huì)降低亮度，而且偏光眼鏡的佩戴姿勢(shì)必須固定才能獲得較好的立體感。 裸眼式 3D 技術(shù) [16] 由于 在畫(huà)面的亮度和分辨率上 3D 電影比起 2D 電影仍 然存在諸多差距 。 有3D 觀影經(jīng)驗(yàn)的觀眾必然會(huì)察覺(jué)到戴上立體眼鏡觀看 3D 電影時(shí) ， 所呈現(xiàn)的畫(huà)面要比摘下眼鏡時(shí)的畫(huà)面亮 度 暗 。 這無(wú)疑會(huì)損失掉許多畫(huà)面的細(xì)節(jié) 。 除此 還有一個(gè)問(wèn)題就是 ， 目前由于技術(shù)的限制 ， 觀看 3D 電影的觀眾還必須戴上特制的 3D 眼鏡 。許多觀眾戴上這種眼鏡觀看立體電影會(huì)有頭暈等不舒適之感 ， 近視眼的觀眾需要同時(shí)戴著兩副眼鏡 ， 非常不方便 。 同時(shí) ， 觀眾也 會(huì) 對(duì) 3D 眼鏡的衛(wèi)生問(wèn)題有所擔(dān)憂 。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善 ，裸眼式 3D 技術(shù)的出現(xiàn) ，使 這些問(wèn)題 都 迎刃而解 。 裸眼式主要利用顯示器件對(duì)左右眼形成不同的光路，從而實(shí)現(xiàn) 3D 的 立體效果 。從技術(shù)上來(lái)看，裸眼式 3D 可分為光屏障式、柱狀透鏡 技術(shù)和指向光源三種。 光屏障式技術(shù) 光屏障式技術(shù) 利用 了 安置在 背 光模塊 及 LCD 面板間 的“ 視差障壁 ” ， 在立體顯示模 式 下 ， 應(yīng)該由左眼看到的圖像顯示在液晶屏上 時(shí)， 不透明的條紋會(huì)遮擋右眼 ； 同理 ， 應(yīng)該由右眼看到的圖像顯示在液晶屏上時(shí) ， 不透明的條紋會(huì)遮擋左眼 ， 通過(guò)將左眼和右眼的可視畫(huà)面分開(kāi) ， 使觀者看到 3 D 影像 。 柱狀透鏡技術(shù) 柱狀透鏡技術(shù) ， 在液晶顯示屏的前面加上一層柱狀透鏡 ，使 液晶屏的像平 面位于透鏡的焦平面上 ， 這樣 在每個(gè)柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個(gè)子像素 ，透鏡就能以不同的方向投影每個(gè)子像素 ， 雙眼從不同的角度觀看顯示屏 ， 就看 到不同的子像素 。 指向光源技術(shù) 指向光源技術(shù) ， 搭配兩組 LED， 配合快速反應(yīng)的 LCD 面板和驅(qū)動(dòng)方法 ， 讓 3D內(nèi)容以排序方式進(jìn)入觀看者的左右眼互換影像產(chǎn)生視差 ， 進(jìn)而讓人眼感 受到 3D三維效果 。 本章小結(jié) 本章主要介紹了 3D 電影的顯示技術(shù)，分為兩類(lèi)：眼鏡式和裸眼式技術(shù)。其中，眼鏡式憑借 3D 效果好，目前占主要市場(chǎng)；但是由于眼鏡式技術(shù)必須佩戴眼鏡，導(dǎo)致觀眾不方便甚至不舒服。所以， 裸眼式技術(shù)是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。 第五章 總結(jié)與展望 本論文 主要 目的是對(duì) 3D 電影的 光學(xué)原理 進(jìn)行探討，前面幾個(gè)章節(jié)圍繞著 3D電影的光學(xué)原理展開(kāi)介紹，分別介紹了 3D電影的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀、 3D電影的光學(xué)參數(shù)和制作方法、 3D電影的實(shí)現(xiàn)方式和過(guò)程及 3D電影的顯示技術(shù)。 早在上世紀(jì) 50 年代 ，就有立體影像的出現(xiàn)，但由于技術(shù)不成熟、市場(chǎng)缺少關(guān)注等原因，一直未得到普及和發(fā)展。直到 2020 年《 阿凡達(dá) 》 的出現(xiàn)，重新掀起了 3D 電影的熱潮。 3D 電影的原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，主要利 用人類(lèi)兩眼的視差而產(chǎn)生的。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與完善， 3D 電影與數(shù)字技術(shù)的結(jié)合得到了前所未有的突破。這也是重新掀起 3D 熱潮的 直接原因，但是 3D顯示技術(shù)一直沒(méi)有很大的突破，所以一直阻礙著 3D 電影的發(fā)展與普及。 本人結(jié)合 3D電影的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀，預(yù) 測(cè)裸眼式顯示技術(shù)將是 3D電影發(fā)展的新方向，因?yàn)槁阊凼郊夹g(shù)摘掉了眼鏡這個(gè)障礙，給觀眾帶來(lái)了方便。關(guān)鍵問(wèn)題是如何克服裸眼式顯示技術(shù)的不好效果問(wèn)題？這就要利用到 3D 電影與數(shù)字技術(shù)的相結(jié)合。相信在不久的將來(lái)，這個(gè)問(wèn)題一定會(huì)得到解決， 到時(shí)候 3D 立體顯示器將會(huì)帶 3D電影 走向普 通家庭 ，而且不用再花高昂的費(fèi)用購(gòu)買(mǎi) 3D立體眼鏡就能在家看 3D 電影，享受 3D 電影帶給我們親臨其境的效果。 參考文獻(xiàn) [1] 洪艷，陳佩怡 . 3D 電影的現(xiàn)狀與問(wèn)題研究 . 重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)， 2020： 93. 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