【正文】 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：色差式、快門式和偏光式，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坨R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(duì)左右視角圖像進(jìn)行畫面濾光，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(shù) 快門式技術(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，不過其匹配的3D眼鏡價(jià)格較高。主動(dòng)快門式3D主要是通過LCD技術(shù)控制鏡片透光率來實(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，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，人眼就感覺不到鏡片開關(guān)帶來的閃爍?？扉T式3D技術(shù)能夠保持畫面的原始分辨率，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技術(shù)。偏光式3D是利用光線有“振動(dòng)方向”的原理來分解原始圖像的，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(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)察覺到戴上立體眼鏡觀看3D電影時(shí)，所呈現(xiàn)的畫面要比摘下眼鏡時(shí)的畫面亮度暗。這無疑會(huì)損失掉許多畫面的細(xì)節(jié)。除此還有一個(gè)問題就是，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(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：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2009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，給觀眾帶來了方便。關(guān)鍵問題是如何克服裸眼式顯示技術(shù)的不好效果問題？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，這個(gè)問題一定會(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)狀與問題研究. 重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2012：93.[2] 信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化. 我國(guó)啟動(dòng)立體影像技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作. 信息技術(shù). 2009，12.[3] 紀(jì)成剛. 3D電影的成像原理簡(jiǎn)介和聲音制作探討. 現(xiàn)代電影技術(shù)，2009：17~23.[4] 胡佳寧. 基于立體影像技術(shù)的產(chǎn)品展示設(shè)計(jì)研究. 藝術(shù)探索，2011，25（2）.[5] 許磊. 立體影像技術(shù)的研究與實(shí)踐. 碩士學(xué)位論文，2009，3~11.[6] 黃干. 立體影像攝制系統(tǒng)開發(fā)與關(guān)鍵技術(shù)研究. 碩士學(xué)位論文，2004：3~6.[7] 呂乃光. 傅里葉光學(xué). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006：227~230.[8] ，. Visionguided mobile robot navigation using neural network. Image and Signal Processing and Analysis，2001，21（19）：355~361[9] 青云. 全息電視呈現(xiàn)完美立體影像. 知識(shí)就是力量，2012（7）.[10] 戴晨光，張永生，黃小波，潘申林. 基于微機(jī)的3維景觀立體顯示技術(shù). 測(cè)繪通報(bào). 2002，9：1 8~20.[11] 黃安詳. 空間立體仿真視景的技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2001，13(3).[12] Hajime Noto，Akihiko Hashimoto，Kazuo Kimura. Relieflike Depth Generation Algorithm. The Institute of lmage Information and Television Engineers. 2005，59(1 0)：41~49.[13] 張應(yīng)均. 基于DMD的3D顯示算法研究. 碩士學(xué)位論文. 2011. 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. 2012（3）.[15] 王穎鑫. 不只是電視,界，2010,09（8）.[16] 李欣. 3D電視探析. 中國(guó)有線電視，2012（6）.致 謝 時(shí)光飛逝，轉(zhuǎn)眼間大學(xué)四年生活就快結(jié)束了。在這短短的四年里，我學(xué)會(huì)了很多，不僅僅是書本上的知識(shí)，還包括如何對(duì)待生活、對(duì)待朋友。我體會(huì)到了大學(xué)的酸甜苦辣，也體會(huì)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(xué)生涯教會(huì)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(xué)和朋友。本學(xué)位論文是在李艷玲老師的悉心指導(dǎo)下順利完成的，李老師淵博的知識(shí)背景、開闊的研究思路和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度始終指導(dǎo)著我論文工作的開展，使我深受鼓舞并將終身受益。大學(xué)期間，教過我的老師們：吳軍、肖慶生、鐘陽萬、邱鑫等老師個(gè)個(gè)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(yuǎn)是我學(xué)習(xí)的楷模。謹(jǐn)向老師們表示衷心的感謝和誠(chéng)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(xué)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(tuán)結(jié)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(xué)業(yè)上所給予我的關(guān)懷和支持，他們的殷切期待始終鼓舞著我不斷進(jìn)取。謹(jǐn)以此論文獻(xiàn)給所有關(guān)心、支持和幫助過我的親人、師長(zhǎng)、同學(xué)和朋友們！