[計(jì)算機(jī)硬件及網(wǎng)絡(luò)]計(jì)算機(jī)圖形學(xué)第6章立體視技術(shù)-文庫(kù)吧資料
2025-03-28 02:05本頁(yè)面
【正文】 晶透鏡代替膜狀鏡實(shí)現(xiàn)高速可變焦點(diǎn)光學(xué)系統(tǒng)的方法。膜狀的鏡子由于振動(dòng)從凸面鏡向凹面鏡高速變化而具有變焦距反射鏡的功能，與此同時(shí)，CRT的表示內(nèi)容高速切換，利用殘像效果光學(xué)地生成三維像。實(shí)現(xiàn)體積表示的硬件設(shè)備可分為下述三種。無(wú)論哪種方法，結(jié)果都是把圖像元素變換到對(duì)稱(chēng)的位置，如圖 所示。無(wú)論哪種方法，結(jié)果都是把圖像元素變換到對(duì)稱(chēng)的位置，如圖 所示。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 73 積分照相方式 但是，應(yīng)該在表示面后側(cè)再生的立體像，卻再生于表示面的前面，圖 (b)所示。再生時(shí)把被提示的表示單元置于原來(lái)攝像單元的位置，這些圖像元素通過(guò)前面的透鏡單元觀察。為此，以大畫(huà)面具有震撼力的 3D表示為目標(biāo)，提出了投射型 DFD表示方式，圖，圖 到的立體圖像。圖(b)的方式是把前后兩塊 LCD（沒(méi)有偏光板）配置在兩塊偏光板間，在前面 LCD和后面 LCD的各個(gè)偏光角度進(jìn)行加算，采用看起來(lái)好象作為全體正好前后的 LCD表示輝度加算。但如果如圖 ，考慮3D像周?chē)牧炼龋?3D像向前后兩面的外側(cè)飛出擴(kuò)張是可能的。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 67 2. 飛出方式 像基本方式一樣，這種方式利用圖像的亮度變化?？紤]物體的 3D像的亮度比時(shí)， 3D像的深度范圍限定在兩面之間，如圖(b)所示。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 65 1. 基本方式 對(duì)應(yīng)物體深度位置使前后兩面像的亮度比發(fā)生變化（如圖 (b)左圖），就會(huì)感覺(jué)到其深度位置的連續(xù)變化，如圖 (b)右圖所示。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 64 1. 基本方式 DFD錯(cuò)視現(xiàn)象的概要如圖 ，把想表示的 3D像（在此是長(zhǎng)方形板）的透明投影圖像，在前后表示面從觀察位置看重合在一起（圖 (a)左圖）。特別是關(guān)于幾何學(xué)的錯(cuò)視，以其種類(lèi)多而廣為人知。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 63 深度信息表示方式 錯(cuò)視是指由帶有視覺(jué)欺騙的圖像引起的視覺(jué)上的錯(cuò)覺(jué)。 這種方式雖然限定觀察位置 ， 但裝置簡(jiǎn)單 ， 沒(méi)有疲勞感 ，而且不需要戴眼鏡就能夠形成立體視 。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 60 超多眼方式 超多眼的方式有集束化光源陣列 （ Focused Light Array:FLA） 方式 、 投影光學(xué)系扇形配列 （ Fun Like array projection optics:FAPO）方 式 和 高 密 度 指 向 （ HighDensity Directional： HDD） 方式等 。把解決這兩個(gè)問(wèn)題的立體顯示叫做 自然立體顯示。多眼式雖然有所改善，但也是有限的，不連續(xù)的。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 57 超多眼式 上述的兩眼式和多眼式除自身的缺點(diǎn)外，還存在兩個(gè)問(wèn)題。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 56 多眼式 透鏡狀的一個(gè)透鏡與一組八列的像素相對(duì)應(yīng)，按照設(shè)計(jì)要求，像素的像能成像于某個(gè)特定觀看距離的面上。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 53 多眼式 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 54 多眼式 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 55 多眼式 這是一種給顯示器許許多多條形透鏡來(lái)控制觀看方向的方式。存在于兩眼式 50%的逆視，在四眼式成為 25%。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 52 多眼式 多眼式顯示技術(shù)是針對(duì)兩眼式提出來(lái)的，包括視差壁障方式、透鏡狀方式等幾種方式。 1．動(dòng)畫(huà)表示困難； 2．?dāng)?shù)據(jù)量太大； 3．需要高分辨率材料。 多眼式、超多眼式、 DFD方式 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 51 積分照相方式、全息、體積掃描式 積分照相方式 1．不需要戴眼鏡； 2．只需要自然光 1．分辨率低； 2．圖像的精細(xì)化和大型化困難。 深度信息表示方式（深度方向垂直斷面 采樣 法）DepthFused 3D DFD 1．不需要戴眼鏡； 2．?dāng)?shù)據(jù)量相對(duì)較少。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 49 103寸自由立體顯示器 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 50 多眼式 1．不需要戴眼鏡 2．能實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà) 3．能表示運(yùn)動(dòng)視差 1．輻輳和焦點(diǎn)調(diào)節(jié)不一致； 2．提高分辨率困難； 3．視差柵式不具有垂直視差。為了使這個(gè)狹窄的觀察范圍得到改善，可以采用頭跟蹤技術(shù)。與視差壁障方式一樣，在視差壁障層的后方，將左右眼圖像在垂直方向交替配置，利用透鏡的折射原理分離左右眼圖像。 逆視是指左眼像入右眼或右眼像入左眼，在深度發(fā)生逆轉(zhuǎn)知覺(jué)的現(xiàn)象 。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 45 （ 1）視差柵壁障方式 所謂視差柵壁障（ parallax barrier）方式是通過(guò)具有窄縫的垂直條紋遮擋形成視差壁障，從而達(dá)到分離左右眼圖像的目的。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 40 （ 3）液晶快門(mén)方式 液晶快門(mén)方式是小型立體顯示技術(shù)的主流，隨著液晶顯示技術(shù)的快速發(fā)展，其性能也不斷提高。 切換頻率一般可設(shè)為電視場(chǎng)頻的 2倍 （ 如 120Hz） ，這樣單眼的場(chǎng)頻仍然是電視場(chǎng)頻 （ 60Hz） ，觀察者不會(huì)感到閃爍 。將左右眼圖像賦予正交的直線偏振光并且重疊投影，觀察者佩戴左右眼鏡片具有濾光片極化方向正交的偏振光眼鏡，就可以分離出左右眼圖像。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 36 （ 2）偏振光方式 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 38 （ 2）偏振光方式 偏振光可以是直偏光也可以圓偏光。 最近幾年 ， 3D電影的發(fā)展非常迅速 ， 詹姆斯 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 32 兩眼式 一、眼鏡式 眼鏡方式可分為：互補(bǔ)色、偏振光和快門(mén)眼鏡等方式。 裸眼式 （視差柵 壁障、透 鏡板等） 1. 不需要戴眼鏡； 2. 能實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)。 2. 數(shù)據(jù)量??； 3. 容易實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)； 4. 容易與 HMD對(duì)應(yīng)。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 31 各種立體視技術(shù) 兩眼式是最為成熟的立體顯示方式，根據(jù)是否需要戴特殊眼鏡可分為眼睛式和裸眼式兩類(lèi)。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 30 各種立體視技術(shù) 按照體視圖像的表示方法 ， 可以把立體視技術(shù)分為：兩眼式 、 多眼式 、 超多眼式 、 全息式 （ 波面再生式 ） 、 深度信息表示式和體積掃描式 ， 其中的超多眼式 、 光波面再生式和深度信息表示式屬空間像方式 。 色相 ：冷色遠(yuǎn)，暖色近。 陰影 ：根據(jù)光源的位置判斷。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 26 心理因素 遮擋 ：被遮擋的物體感覺(jué)遠(yuǎn)，沒(méi)有被遮擋的物體感覺(jué)近。 疏密 ：密集處感覺(jué)遠(yuǎn)，稀疏處感覺(jué)近。 包括 大小 ：小的物體感覺(jué)遠(yuǎn)，大的物體感覺(jué)近，即近大遠(yuǎn)小。多眼式從多個(gè)方向提示視差信息 ， 即使觀察者移動(dòng) ， 再現(xiàn)運(yùn)動(dòng)視差也是可能的 。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 23 生理因素 如圖 ， 假定 O為觀察者單眼的位置 ，當(dāng)觀察者以速度從點(diǎn) O向點(diǎn) F移動(dòng)時(shí) ， 為了分辨出對(duì)象物體 A、 B距離的不同 ， 必要的運(yùn)動(dòng)視差 vtDDvtΔDDDΔDΔDDvtDvt221 )(?????????????vD DvΔDDD ΔDdtd 2)()( ???? ????北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 24 生理因素 觀察兩眼式的體視圖像時(shí) ， 當(dāng)觀察者水平移動(dòng) ， 立體映像也會(huì)隨著移動(dòng) ， 形成不正確的立體感 ， 這就是由于在體視圖像中沒(méi)有考慮運(yùn)動(dòng)視差造成的 。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 22 生理因素 單眼運(yùn)動(dòng)視差 （ Monocular Movement Parallax） 運(yùn)動(dòng)視差是再現(xiàn)空間自然狀態(tài)的重要因素 。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 21 生理因素 由于輻輳和焦點(diǎn)調(diào)節(jié)不一致 ， 在生理上造成一種 不自然 的狀態(tài) ， 長(zhǎng)時(shí)間觀察就可能會(huì)引起視覺(jué)疲勞 。 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2022/4/14 20 生理因素 觀察實(shí)物時(shí) ， 兩眼視差 、 輻輳和焦點(diǎn)調(diào)節(jié)因素有機(jī)地結(jié)合在一起 ， 使觀察者能得到自然的實(shí)物視 ， 如圖 (a)所示 。 眼睛這種本能地改變光焦度以看
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