【正文】 主要是由觀察者移動身體以使空間物體的相互位置變化，從而判斷物體間的前后位置。 ? 焦深△ D由下式?jīng)Q定 : ? 式 ((6. 1)中 r為瞳孔直徑， ε分辨率， D為屈光度。 書 脊 成 像 過 程 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 ? 與人的正常立體視覺機(jī)制有關(guān)的只有兩個 :調(diào)節(jié)和單眼運(yùn)動視差。物體距離眼睛太遠(yuǎn)時，就不會產(chǎn)生有深度感的視覺了。當(dāng)左右眼視網(wǎng)膜產(chǎn)生的影像同時傳向視覺中樞時，人就能感到眼前的這本書有立體感 (見下圖 )。視差的產(chǎn)生是由于人的左右眼之間有一定的距離。 目前有 mediaconverter7 軟件可以將二維的圖像、 視頻等轉(zhuǎn)換成三維形式。雙目注視 S點，即通過自適應(yīng)調(diào)節(jié)聚焦到 S點，由于輻輳效應(yīng)，左右眼中的 S合成一點。由于兩眼在空間有不同的位置，同一景物在左右兩眼所成的像有微小的差別 ,這就是視差。從以上雙眼立體信息的機(jī)理可知，雙眼視差和輻輳是人眼立體視覺的生理因素，是以人眼的生理活動為基礎(chǔ)的，而不像單眼立體信息中含有很多的經(jīng)驗因素。反之，當(dāng)眼球的輻輳固定于某一點時，也允許眼球的調(diào)節(jié)在一定范圍內(nèi)變化。但二者不是單值函數(shù)關(guān)系。 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 ? 實驗證明，輻輳和調(diào)節(jié)之間有密切關(guān)系。兩眼對一觀察點的兩視線所夾的角稱為輻輳角，如右下圖，其中 a 1, a 2分別為點 Fl和 F2的輻輳角。 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 ? 單只眼睛無法體現(xiàn)空間視覺的例子： ? 從不同方向 (A, B)來的光，落在視網(wǎng)膜的不同區(qū)域 (a, b)上，因此可以加以辨別，但是由于在同一方向上的所有各點 (A1,A2, A3)投射于視網(wǎng)膜的同一區(qū)域，則無法確定哪一點更遠(yuǎn)或哪一點近，因此視網(wǎng)膜點只能表明客體的方向不能表明它的距離。單眼視野約為 30度到 40度，每側(cè)只有一只眼的視線可以到達(dá)，不能形成立體視圖對，因而不能產(chǎn)生立體視覺效果。此區(qū)域因雙眼視線均可到達(dá)，是兩眼的共同視野，與三維空間辨認(rèn)有密切的關(guān)系，也時稱為立體視野。 左右（藍(lán)色未標(biāo)），且左右眼對稱的橢圓區(qū)域，其長寬比近似為 16∶ 9 。當(dāng)雙眼注視于一點，雙眼所能看到的全部范圍稱為雙眼視野。眼保持平直注視方向，此時所感受的視野稱為絕對視野。 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 人眼的視差 ? 當(dāng)人眼向前平直注視時所能看到的空間范圍稱為視野，視野就是整個視網(wǎng)膜對外界的感光范圍。看遠(yuǎn)物時晶狀體較扁平，而看近物時較凸起，人眼的這種保證被觀察的對象在視網(wǎng)膜上清晰成像的功能稱為晶狀體調(diào)節(jié)功能。脈絡(luò)膜是視網(wǎng)膜外面包圍著的一層黑色膜，作用是吸收透過視網(wǎng)膜的光線。 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 人眼的會聚 ? 人眼的結(jié)構(gòu)特點 人 眼 結(jié) 構(gòu) 功 能 圖 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 ? 前房是由角膜、虹膜和晶狀體共同包圍的空間，虹膜位于晶狀體前面，中央是瞳孔，晶狀體后面的后房空間為玻璃體。 – 人的立體感是這樣建立的：雙眼同時注視某物體，雙眼視線交叉于一點，叫注視點，從注視點反射回到視網(wǎng)膜上的光點是對應(yīng)的，這兩點將信號轉(zhuǎn)入大腦視中樞合成一個物體完整的像。古代尚且能以此實現(xiàn)立體視覺的夢想，當(dāng)代的人們就更不滿足于立體的場景由于平面顯示器的限制，而使得人眼的立體視覺功能空余遺憾。大部分都把臉表達(dá)成側(cè)面的姿態(tài)，顯示出額頭、鼻子和嘴唇的輪，而眼睛和軀體的位置都是正面的，整個人物從頭到腳有兩次90度的轉(zhuǎn)向。第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 第 6章 立體多媒體技術(shù) 學(xué)習(xí)要點 掌握立體視覺的基本原理 掌握立體電影的基本原理 掌握立體電視的基本原理 熟悉立體畫基本設(shè)計方法 ● ● ● ● 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 ? 立體視覺的基本原理 ? 人眼的會聚 ? 人眼的視差 ? 深度形成的生理因素 ? 深度形成的心理因素 ? 立體電影原理 ? 基本原理 ? 色分法 ? 時分法 ? 偏振法 ? 立體電視原理 ? 立體電視的發(fā)展 ? 基本原理 ? 視差照明式 ? 光柵式 ? 應(yīng)用與實例 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 ? 早在五千多年前的古埃及，人們就己經(jīng)有了對二維成像技術(shù)的追求。考古發(fā)現(xiàn)當(dāng)時對人物形象的畫法造型，全身側(cè)面造型，唯有雙肩體位保持正面。真人或站或坐都無法保持這種姿勢，但這種奇特的造型卻可使人物具有立體感和厚重感。 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 古埃及壁畫 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 ? 再如右圖亦是如此 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 立體視覺的基本原理 ? 立體視覺 (stereoscopic vision ) ? 定義： – 雙眼觀察景物能分辨物體遠(yuǎn)近形態(tài)的感覺。不但看清了這一點，而且這一點與周圍物體間的距離、深度、凸凹等等都能辨別出來，這樣成的像就是立體的像，這種視覺也叫立體視覺。視網(wǎng)膜由視銳度極為敏銳的中央凹區(qū)、視銳度略差的黃斑區(qū)、以及只對運(yùn)動圖像敏感的周邊區(qū)構(gòu)成。 ? 當(dāng)在特定距離觀察一個物體時，眼睛的睫狀肌會調(diào)節(jié)晶狀體的屈度，盡可能使影像落在視網(wǎng)膜的中央凹上，以保證網(wǎng)膜影像的清晰。 ? 人是用兩只眼睛來進(jìn)行觀察的，當(dāng)觀察一個物體時，兩眼的視軸會在被觀察物體的某一點上相交，該點的視像會落在兩只眼睛中央凹的位置上，這就是雙眼會聚。立體顯示時圖像信息要滿足在合理的視野范圍內(nèi)才能完成二維視覺。在眼和頭都保持不動的情況下，視野受到眼附近組織的影響，此條件下的視野稱為相對視野。 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 ? 圖 6. 2 左右眼球的相對視野（視標(biāo)： 5mm） ? 測正常人用 5毫米白色視標(biāo)，（用黑箭頭標(biāo)記的）白視野最大，而紅、綠色視野依次縮小 10176。 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 ? 雙眼視野區(qū)分成三個部分，中間部分為左右眼視野的重疊區(qū)，約為 120度。立體視野外側(cè)是月牙形的單眼視野。 ? 視覺的數(shù)據(jù)是由點、線、輪廓、陰影和線與線之間的位置關(guān)系組成的，這些數(shù)據(jù)到達(dá)眼睛后形成視網(wǎng)膜圖像。 單眼成像的原理 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 ? 眼球的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動稱之為輻輳，形容人或物聚集像車輻集中于車轂一樣，如左下圖所示。 Fl和 F2兩點遠(yuǎn)近不同，因此，輻輳角 a 1, a 2也不同，眼球旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的程度也不一樣，這樣就產(chǎn)生了深度感覺。輻輳引起調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)也引起輻輳。當(dāng)眼球為聚焦而進(jìn)行的調(diào)節(jié)固定于某一視距時，允許輻輳在一定范圍內(nèi)變化。如果兩者的變化超過各自的允許范圍時，就會在三維顯示時引起視覺疲勞。 ? 產(chǎn)生遠(yuǎn)近感覺最主要的原因是雙目的視差。 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 ? 立體顯示的技術(shù) 如圖所示 ,L和 R分別代表左眼和右眼所在位置， S和 T在LR的中垂線上 ,PQ∥ LR。點 T1和 T2分別代表 T點在左右眼中形成的 2個像，讓這 2個像互不干擾地進(jìn)入左右眼，由于大腦已經(jīng)習(xí)慣了看輻輳以后的效果， 所以大腦會自動將 T1和 T2合成 T點，和參考點 S相 比， T點有了縱深的效果， 從而產(chǎn)生立體的感覺。 （詳見此文件夾內(nèi)） 產(chǎn)生立體視覺的原理 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 用 mediaconverter7轉(zhuǎn)換的立體視覺示例 ? 左眼視圖（即原圖） 右眼視圖 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 ? 在觀看空間某個對象時，人的雙眼就從左右兩邊稍有差別的角度進(jìn)行觀察，因此被觀察的物體在人的左右眼視網(wǎng)膜上所形成的像有存在略微的差異，這種差異就是雙眼視差。 ? 把一本書放在眼睛正前方大約 25厘米的地方，使書脊朝向人臉并向下傾斜 45度角，這時左眼就能看到書的封底，而右眼能看到書的封面。 第六章 三維立體多媒體技術(shù) 大慶師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 ? 當(dāng)把書逐漸離開觀察者時，書上的每一點相對左右眼所形成的視角就逐漸減小，所形成的視差也就逐漸變小，到達(dá)一定距離時，視差消失。所以，物體越近，視差越明顯，人眼就是由此獲得