【導讀】傅里葉光學等有了一定的了解。3D電影的光學原理之一就是基于光的偏振特性，因此學生有完成此課題的理論基礎。找到創(chuàng)新點；另一方面，要求學生會用一些基本的辦公軟件和計算軟件。求學生有一臺電腦能夠上網下載文獻和完成相關計算。的一個重要方向。偏振光立體電影技術以其色彩表現(xiàn)豐富，畫面立體感強烈，觀?？捶奖愕葍?yōu)點稱為當今立體顯示的主流。點，給出更易實現(xiàn)的制作或顯示3D電影的方案。鍛煉學生運用所學知識獨立完。成課題，從文獻檢索、科學實驗中獲取知識的能力，提高學生的科學素養(yǎng)。2020年1月~3月確定選題、文獻調研、開題報告；2020年5月修改論文，提交最終定稿，準備答辯。[3]周炳琨，高以智，陳倜嶸.激光原理.北京：國防工業(yè)出版社，2020.[5]許磊.立體影像技術的研究與實踐.碩士學位論文，2020.[7]穆良柱，張海君.立體影像顯示原理及其技術進展.物理實驗，2020，28：9~13.像，缺乏立體感和真實感。近年來，3D電影技術正在迅速發(fā)展。

　　

【正文】 現(xiàn)方式和過程。本章主要研究 3D 電影的實現(xiàn)方式 和過程，其過程包括目標物體的圖像信息獲取、圖像信息處理和立體設備顯示。 著重對立體設備顯示方式展開研究，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 隨著廣大消費者對 3D 顯示需求的增加，各種各樣的 3D 技術也在不斷發(fā)展 。3D顯示技術 [13][14][16]主要可以分為裸眼 式和眼鏡式， 裸眼式 3D技術目前主要應用在工業(yè)商用顯示市場，如 3D廣告牌；眼鏡式 3D技術則集中于消費級市場，如此次流行的 3D《阿凡達》普遍采用的是眼鏡式 3D 技術。眼鏡式 3D 技術可分為色差式、快門式和偏光式三種，而裸眼式 3D 技術可分為透鏡陣列、屏障柵欄和指向光源三種，每種技術的原理和成像效果都有一定的差別。 眼睛式 3D技術 目前市場上的 3D 電影，幾乎都是眼鏡式顯示技術，就是說觀眾在觀看電影時必須戴上特制的眼鏡，才能體會到 3D 的立體效果。之所以采用這種技術，是因為眼鏡式顯示技術比裸眼式顯示技術效果更好 。眼鏡式 3D 技術可分為三類：色差式、快門式和偏光式，下面簡單介紹一下。 色差式 3D 技術 色差式技術 使用的是被 動式紅 藍 （或者紅 綠、紅 青 ） 濾色技術。這種技術歷史悠久，成像原理簡單， 實現(xiàn)成本相當?shù)土?，眼鏡成本僅為幾塊錢，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左右視角圖像進行畫面濾光，然后疊加到一個顯示平面上。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應原來的左右視角圖像，從而形成 3D 立體的效果 。這樣的方法會大幅降低亮度，并且容易使畫面邊緣產生偏色。 色差式技術雖然效果不是很好，但成本低廉、容易實現(xiàn)，自己在家就可以制作，因此應用還是比較廣泛。下面通過圖 41 介紹一下 6 步完成立體眼鏡的制作過程 [15]。 圖 41 六步制作立體眼鏡 快門式 3D 技術 快門式技術將 LCD 技術應用到 3D 眼鏡鏡片上。這種 3D 技術因為在電視和投影機上應用得最為廣泛 ，資源相對較多，而且 3D 效果出色，受到很多廠商推崇和采用，不過其匹配的 3D 眼鏡價格較高。主動快門式 3D 主要是通過 LCD 技術控制鏡片透光率來實現(xiàn) 3D 效果。當 3D 信號輸入到顯示設備 （ 諸如顯示器、投影機等 ） 后，圖像以左右?guī)惶娴姆绞斤@示。通過紅外發(fā)射器將這個幀同步信號傳輸出去，負責接收的 3D 眼鏡根據(jù)同步信號控制左右鏡片的開關，實現(xiàn)左右眼看到各自對應的圖像。由于左右眼看到的圖像快速切換，因此在大腦中產生錯覺，便觀看到立體影像。用于人眼的反應速度有限，只要刷新率足夠高，人眼就感覺不到鏡片開關帶來的閃爍。快門式 3D 技術 能夠保持畫面的原始分辨率，且不受視角視距和佩戴姿勢影響，因此能獲得很好的 3D 效果。 偏光式 3D 技術 偏光式技術 使用的是被動式偏振光技術。偏光式 3D 技術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技術。偏光式3D 是利用光線有“振動方向”的原理來分解原始圖像的，在顯示時會送出垂直方向偏振光和水平方向偏振光兩組畫面，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面，呈現(xiàn)立體影像。在偏光式3D 系統(tǒng)中，目前市場中較為主流的有 RealD 3D 系統(tǒng) 、 MasterImage3D、杜比 3D系統(tǒng)三種。特別是 RealD 3D 技術，其市場占有率最高，而且不受面板類型的影響，可以幫助任何支持 3D 功能的電視和顯示器產生出高清 3D 影像，擁有這項技術的 RealD 公司主要是通過技術授權進行推廣，目前已經和東芝、索尼、 JVC、三星等公司達成了合作，在 3D 影院方面其占有率也遙遙領先。偏光式 3D 技術會降低圖像的水平分辨率，同時也會降低亮度，而且偏光眼鏡的佩戴姿勢必須固定才能獲得較好的立體感。 裸眼式 3D 技術 [16] 由于 在畫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 觀影經驗的觀眾必然會察覺到戴上立體眼鏡觀看 3D 電影時 ， 所呈現(xiàn)的畫面要比摘下眼鏡時的畫面亮 度 暗 。 這無疑會損失掉許多畫面的細節(jié) 。 除此 還有一個問題就是 ， 目前由于技術的限制 ， 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有頭暈等不舒適之感 ， 近視眼的觀眾需要同時戴著兩副眼鏡 ， 非常不方便 。 同時 ， 觀眾也 會 對 3D 眼鏡的衛(wèi)生問題有所擔憂 。 隨著科學技術的不斷發(fā)展和完善 ，裸眼式 3D 技術的出現(xiàn) ，使 這些問題 都 迎刃而解 。 裸眼式主要利用顯示器件對左右眼形成不同的光路，從而實現(xiàn) 3D 的 立體效果 。從技術上來看，裸眼式 3D 可分為光屏障式、柱狀透鏡 技術和指向光源三種。 光屏障式技術 光屏障式技術 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 ， 應該由左眼看到的圖像顯示在液晶屏上 時， 不透明的條紋會遮擋右眼 ； 同理 ， 應該由右眼看到的圖像顯示在液晶屏上時 ， 不透明的條紋會遮擋左眼 ， 通過將左眼和右眼的可視畫面分開 ， 使觀者看到 3 D 影像 。 柱狀透鏡技術 柱狀透鏡技術 ， 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 在每個柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個子像素 ，透鏡就能以不同的方向投影每個子像素 ， 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 指向光源技術 ， 搭配兩組 LED， 配合快速反應的 LCD 面板和驅動方法 ， 讓 3D內容以排序方式進入觀看者的左右眼互換影像產生視差 ， 進而讓人眼感 受到 3D三維效果 。 本章小結 本章主要介紹了 3D 電影的顯示技術，分為兩類：眼鏡式和裸眼式技術。其中，眼鏡式憑借 3D 效果好，目前占主要市場；但是由于眼鏡式技術必須佩戴眼鏡，導致觀眾不方便甚至不舒服。所以， 裸眼式技術是未來發(fā)展的趨勢。 第五章 總結與展望 本論文 主要 目的是對 3D 電影的 光學原理 進行探討，前面幾個章節(jié)圍繞著 3D電影的光學原理展開介紹，分別介紹了 3D電影的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀、 3D電影的光學參數(shù)和制作方法、 3D電影的實現(xiàn)方式和過程及 3D電影的顯示技術。 早在上世紀 50 年代 ，就有立體影像的出現(xiàn)，但由于技術不成熟、市場缺少關注等原因，一直未得到普及和發(fā)展。直到 2020 年《 阿凡達 》 的出現(xiàn)，重新掀起了 3D 電影的熱潮。 3D 電影的原理其實很簡單，主要利 用人類兩眼的視差而產生的。 隨著科學技術的不斷發(fā)展與完善， 3D 電影與數(shù)字技術的結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顯示技術一直沒有很大的突破，所以一直阻礙著 3D 電影的發(fā)展與普及。 本人結合 3D電影的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀，預 測裸眼式顯示技術將是 3D電影發(fā)展的新方向，因為裸眼式技術摘掉了眼鏡這個障礙，給觀眾帶來了方便。關鍵問題是如何克服裸眼式顯示技術的不好效果問題？這就要利用到 3D 電影與數(shù)字技術的相結合。相信在不久的將來，這個問題一定會得到解決， 到時候 3D 立體顯示器將會帶 3D電影 走向普 通家庭 ，而且不用再花高昂的費用購買 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 [1] 洪艷，陳佩怡 . 3D 電影的現(xiàn)狀與問題研究 . 重慶郵電大學學報， 2020： 93. [2] 信息技術與標準化 . 我國啟動立體影像技術標準化工作 . 信息技術 . 2020， 12. [3] 紀成剛 . 3D 電影的成像原理簡介和聲音制作探討 . 現(xiàn)代電影技術， 2020： 17~23. [4] 胡佳寧 . 基于立體影像技術的產品展示設計研究 . 藝術探索， 2020， 25（ 2） . [5] 許磊 . 立體影像技術的研究與實踐 . 碩士學位論文， 2020， 3~11. [6] 黃干 . 立體影像攝制系統(tǒng)開發(fā)與關鍵技術研究 . 碩士學位論文， 2020： 3~6. [7] 呂乃光 . 傅里葉光學 . 北京：機械工業(yè)出版社， 2020： 227~230. [8] ， . Visionguided mobile robot navigation using neural work. Image and Signal Processing and Analysis， 2020， 21（ 19）： 355~361 [9] 青云 . 全息電視呈現(xiàn)完美立體影像 . 知識就是力量， 2020（ 7） . [10] 戴晨光，張永生，黃小波，潘申林 . 基于微機的 3 維景觀立體顯示技術 . 測繪通 報 . 2020， 9： 1 8~20. [11] 黃安詳 . 空間立體仿真視景的技術研究與實現(xiàn) [J]. 系統(tǒng)仿真學報 . 2020， 13(3). [12] Hajime Noto， Akihiko Hashimoto， Kazuo Kimura. Relieflike Depth Generation Algorithm. The Institute of lmage Information and Television Engineers. 2020， 59(1 0)： 41~49. [13] 張應均 . 基于 DMD 的 3D 顯示算法研究 . 碩士學位論文 . 2020. 3~12. [14] 李銘 . 怎樣制作紅青雙色立體影像 . 數(shù)字與縮微影像 . 2020（ 3） . [15] 王穎鑫 . 不只是電視 ,立體影像的全面進化真實幻境穿梭 3D 體驗第二波 .數(shù)碼 界， 2020,09（ 8） . [16] 李欣 . 3D 電視探析 . 中國有線電視 ， 2020（ 6） . 致 謝 時光飛逝，轉眼間大學四年生活就快結束了。在這短短的四年里，我學會了很多，不僅僅是書本上的知識，還包括如何對待生活、對待朋友。我體會到了大學的酸甜苦辣，也體會到生活的喜怒哀樂，也慢慢發(fā)現(xiàn)人生中的真、善、美。短短的大學生涯教會了我這么多，都要感謝我的父母、我身邊的老師、 我身邊的同學和朋友。 本學位論文是在 李艷玲 老師 的悉心指導下順利完成的 ，李老師 淵博的知識背景 、開闊的研究思路和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度始終指導著我論文 工作的開展 ， 使 我深受鼓舞并 將終身受益 。大學期間 ，教過我的老師們：吳軍、肖慶生、鐘陽萬、邱鑫等老師個個 虛懷若谷的胸懷 、 謙遜寬厚的為人 、 以及孜孜不倦的奮斗精神 ，將永遠是我學習 的楷模 。謹向老師們 表示衷心的感謝和誠摯的祝福 。 在論文制作期間，我曾遇到過種種 困難和問題，在這里要感謝我寢室的室友們和班里的同學們。是他們幫助我一次次克服困難、解決問題。在生活上，我們互幫互助、團結友愛，才讓我在快樂中度過這寶貴的四年。 最后要深深感謝多年來父母在生活上 、 學業(yè)上所給 予我 的關懷和支持 ， 他們的殷切期待始終鼓舞著我不斷進取 。 謹以此 論 文獻給所有關心 、 支持和幫助過我的親 人 、 師長 、同學 和朋友們 ！