【正文】 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 。是他們幫助我一次次克服困難、解決問題。謹(jǐn)向老師們 表示衷心的感謝和誠摯的祝福 。 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 。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。 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)， 2020： 93. [2] 信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化 . 我國啟動(dòng)立體影像技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作 . 信息技術(shù) . 2020， 12. [3] 紀(jì)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(shù)， 2020： 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， 2020， 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， 2020， 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， 2020： 3~6. [7] 呂乃光 . 傅里葉光學(xué) . 北京：機(jī)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(jī)的 3 維景觀立體顯示技術(shù) . 測繪通 報(bào) . 2020， 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) . 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(yīng)均 . 基于 DMD 的 3D 顯示算法研究 . 碩士學(xué)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(jìn)化真實(shí)幻境穿梭 3D 體驗(yàn)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(shí)光飛逝，轉(zhuǎn)眼間大學(xué)四年生活就快結(jié)束了。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。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。 3D 電影的原理其實(shí)很簡單，主要利 用人類兩眼的視差而產(chǎn)生的。 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、市場缺少關(guān)注等原因，一直未得到普及和發(fā)展。所以， 裸眼式技術(shù)是未來發(fā)展的趨勢。 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)。 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 。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。 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 。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 。 這無疑會(huì)損失掉許多畫面的細(xì)節(jié) 。 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 。特別是 RealD 3D 技術(shù)，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(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 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。 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)。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。通過紅外發(fā)射器將這個(gè)幀同步信號傳輸出去，負(fù)責(zé)接收的 3D 眼鏡根據(jù)同步信號控制左右鏡片的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)左右眼看到各自對應(yīng)的圖像。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。 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。 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。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(yīng)原來的左右視角圖像，從而形成 3D 立體的效果 。這種技術(shù)歷史悠久，成像原理簡單， 實(shí)現(xiàn)成本相當(dāng)?shù)土?，眼鏡成本僅為幾塊錢，但是獲得的 3D 效果也是最差的。眼鏡式 3D 技術(shù)可分為三類：色差式、快門式和偏光式，下面簡單介紹一下。 眼睛式 3D技術(shù) 目前市場上的 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。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，如 3D廣告牌；眼鏡式 3D技術(shù)則集中于消費(fèi)級市場，如此次流行的 3D《阿凡達(dá)》普遍采用的是眼鏡式 3D 技術(shù)。 著重對立體設(shè)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。 圖 38 垂直視差 圖 39光屏障式技術(shù) 本章小結(jié) 我們知道 3D 電影 原理和制作方法之后，需要了解它的實(shí)現(xiàn)方式和過程。 這種采用垂直視差 (圖 38)的現(xiàn)實(shí)方式是以犧牲水平分辨率為代價(jià)的，成像的時(shí)候水平分辨率將大幅下降，而垂直分辨率卻沒有變化，顯示圖像嚴(yán)重失真。 圖 37 多視圖顯示系統(tǒng) (四相機(jī) ) 若要實(shí)現(xiàn)右 眼看到顯示屏上全部的奇像素列所構(gòu)成的圖像， 而看不到顯示屏上任何偶像素列，左眼只看到顯示屏上全部的偶像素列所構(gòu)成的圖像，而看不到顯示屏上任何奇像素列，還必須正確地配置立體顯示器的結(jié)構(gòu)參數(shù)。多視圖經(jīng)過視差柵板的遮擋，形成多視圖區(qū)域。原理如圖 37所示，首先將觀察目標(biāo)用 4 臺攝像機(jī)從連續(xù)的四個(gè)角度進(jìn)行曝光，每相鄰的兩臺攝像機(jī)模仿人的雙眼組成一對雙目攝像機(jī)，得到 的圖片經(jīng)過圖像轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后在平面顯示面扳上形成多視圖。 圖 35 線光源照明 法原理圖 根據(jù)此方法立體顯示原理可知，左眼圖片和右眼圖片分別顯示在顯示器的奇行像素區(qū)和偶行像素區(qū) （分別成 L 區(qū)和 R區(qū) ） ，因此，立體片源制作過程如圖 36所示 ：首先得到左右并列顯示的左眼和右眼圖片 (a)，再把左眼圖片按像素列離散化，使之分離成梳狀映射到 L 區(qū) (b)，同樣再把右眼圖片按像素列離散化，使之分離成梳狀映射到 R區(qū)，此時(shí)左眼圖像和右眼圖像在屏幕上是交錯(cuò)分布的 (C)。 圖 35是線光源照明法的示意圖， h 為照明層和 像素層 的距離 ， P為顯示器像素間距， L為顯示器到人眼的距離， E 為瞳孔距離， ? 為視場分離角。 1．線光源照明法 線光源照明法是在立體顯示器 LCD或 TFT的像素層后使用一系列并排的線狀光源給像素提供背光照明，線光源寬度極小且與顯示器的列像素平行。在視覺區(qū)域內(nèi)， 觀看者無需佩戴立體眼鏡即可觀察到立體效果。因此， 偏振光立體顯示系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。 ，如表 31 所示。 當(dāng)前電影院，博物館，展覽館等大型場合的3D 實(shí)現(xiàn)均采用此種方式。偏振光除了水平極化和垂直極化外，還有互為正交的斜極化偏振和互為旋轉(zhuǎn)的圓極化偏振。 圖 33 分光法演示圖 利用偏振光的這一特性，讓投射左眼圖片和右眼圖片的光分別經(jīng)過相互正交的偏振片，觀看者帶上相應(yīng)的偏振眼鏡后，由于偏振眼鏡的“檢偏作用”，左眼和右眼分別接受到左眼圖片和右眼圖片，再經(jīng)過大腦合成，可產(chǎn)生立體感。 由于偏振片的“起偏’’特性，只允許和起偏方向一致的光通過，如 33 圖所示。 分光法立體顯示系統(tǒng)是基于偏振光平臺的 [11]。隨著計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)的提高，分色技術(shù)可應(yīng)用于動(dòng)態(tài)立體顯示，即將立體視頻流里的左右眼圖像分別渲染成不同顏色，觀看者通過佩戴相應(yīng)補(bǔ)色眼鏡觀察獲得立體感。 紅綠分色實(shí)現(xiàn)立體的方法成本低廉，實(shí)現(xiàn)容易，觀看者只需佩戴紅綠濾光片，觀看方便。 分色法是將左眼圖片和右眼圖片分別用不同顏色顯示 [10]， 觀看者佩戴相應(yīng)的補(bǔ)色眼鏡觀察。所以，在使用這種液晶眼鏡的時(shí)候，要求顯示器的垂直刷新率至少達(dá)到 120Hz。人眼基本可以接受。如果眼鏡中左右眼的畫面刷新速度不夠快，顯示畫面會(huì)出現(xiàn)明顯閃爍，這將導(dǎo)致觀看者眼部不適合和頭暈。因此，從液晶眼鏡看顯示器時(shí)。左右液晶快門以高頻率交替開關(guān)，由 于人眼的視覺延遲作用，觀看者就可以觀看到立體圖像。觀看者佩戴液晶眼鏡，液晶眼鏡上設(shè)置有液晶快門，液晶快門受邏輯控制電路中紅外信號控制，該紅外信號與顯示器交替顯示左右眼圖像對的信號同步。該方法是指將左右圖像按幀 (場 )序交替顯示，通過單一顯示器用液晶閑閉的方式實(shí)現(xiàn)圖像分像。這三種方式都需要通過播放平臺將左眼圖像和右眼圖像 分離 再 顯示，觀看者在觀看時(shí)佩戴相應(yīng)眼鏡，使左右眼分別接收到左眼圖片和右眼圖片。 體視顯示方式借助眼鏡、頭盔等 設(shè)備， 使人的雙眼同時(shí)分別看到具有視差的立體圖像對，以形成立體視覺；而自由顯示方式大都采用光學(xué)板，觀看者不需要佩戴輔助設(shè)備就能看到立體影像?，F(xiàn)在主流的立體軟件有 3D Studio， Maya 等。與多相機(jī)拍攝不同，通過立體掃描 觀看者可以在任何角度看到立體效果。兩臺攝像機(jī)的角度和距離模仿人的雙眼，拍攝產(chǎn)生具有一對視差的左眼圖像和右眼圖像，然后編碼成視頻信號儲(chǔ)存起來。 圖 31 3D 電影的實(shí)現(xiàn)過程 立體圖像獲取 由雙目立體視覺原理可知， 要想產(chǎn)生立體感，立體圖像必須包含至少一對具有一定視差的立體圖像對，即一對左眼圖像和右眼圖像，并且這種視差要符合人眼的生理結(jié)構(gòu)。最后，簡單介紹了 3D 電影的兩種制作方法。 本章小結(jié) 本章主要介紹了 3D 電影的概念 ，在此基礎(chǔ)上探討了 3D 電影的光學(xué)原理，主要有 偏光原理和 光學(xué)全息技術(shù) 。不同于平面銀幕投影僅僅在二維表面通過透視、陰影等效果實(shí)現(xiàn)立體感，全息投影技術(shù)是真正呈現(xiàn) 3D 的影像，可以從 3601