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1、 3D成像原理探究小组阶段性汇报 汇报人 张维殷卫指导老师 曹胜南组员 刘力铭罗雷组长 吴承泽 简介 经组员研究了解 3D显示技术可以分为眼镜式和裸眼式两大类 其中在眼镜式3D技术中 我们又可以细分出三种主要的类型 色差式 被动偏光式 主动快门式 裸眼3D技术则分为视差障壁技术和柱状透镜技术 我们小组研究的是被动偏光式 还有主动快门式与部分裸眼3D简单原理 注 由于效果较差 色差式3D技术没有广泛使用 在此不予研究 而裸眼3D技术属于新技术 尚未大幅推广 条件原因本组也未深究 组员分工 殷卫 负责被动式偏光技术收集 总结资料及汇报材料 张维 负责被动式偏光技术收集并学习基本原理技术并讲解 罗雷
2、 负责被动式偏光技术通过了解 合作制作简易模型 刘力铭 主动快门式及裸眼3D技术收集资料了解其发展 及成像基本原理 吴承泽 主动快门式及裸眼3D技术合作制作简易模型 整理全部资料 总结成果与后期制作 1 被动式偏光技术2 主动快门式及裸眼3D技术 被动偏光技术 偏振式3D技术 3D 配合使用的是被动式偏光眼镜 偏光式3D技术的图像效果比色差式好 而且眼镜成本也不算太高 目前比较多电影院采用的也是该类技术 不过对显示设备的亮度要求较高 下面介绍下专业知识及研究成果 收集 张维 基本原理 收集 张维 偏光式3D是利用光线有 振动方向 的原理来分解原始图像的 先通过把图像分为垂直向偏振光和水平向偏振
3、光两组画面 然后3D眼镜左右分别采用不同偏振方向的偏光镜片 这样人的左右眼就能接收两组画面 再经过大脑合成立体影像 收集 张维 3D技术中左右眼的视觉差不同 要出现效果 左右眼看到的东西也不会一样 收集 张维 偏振光 偏振光是一种电磁波 电磁波是横波 而振动方向和光波前进方向构成的平面叫做振动面 光的振动面只限于某一固定方向的 叫做平面偏振光或线偏振光 收集 殷卫 首先同学们要知道 光是一种电磁波 是由与传播方向垂直的电场和磁场交替转换的振动形成的 它与无线电波没有本质的区别 仅波长更短一些而已 这种振动方向与传播方向垂直的波我们称之为横波 声波是靠空气或别的媒质前后压缩振动传播的 它的振动方
4、向与传播相同 这类波我们称之为纵波 横波有一个特性 就是它的振动是有极性的 在与传播方向垂直的平面上 它可以向任一方向振动 我们一般把光波电场振动方向作为光波振动方向 如果一束光线都在同一方向上振动 我们就称它们是偏振光 或严格一点 称为完全偏振光 一般的自然光在各个方向振动是均匀分布的 是非偏振光 但是 光滑的非金属表面在一定角度下 称为布儒斯特角 与物质的折射率有关 反射形成的眩光是偏振光 偏离了这个角度 就会有部分非偏振光混杂在偏振光里 我们称这种光线为部分偏振光 部分偏振光是有程度的 偏离的角度越大 偏振光的成分越少 最终成为非偏振光 在以下的原理性讨论中 我们将不严格区分偏振光和部分
5、偏振光 图 光是一种电磁波 收集 殷卫 自然光和部分偏振光 收集 殷卫 偏振镜所谓偏振 基本原理其实和一些偏光的相机镜头或者太阳镜差不多 目前分为线偏振和圆偏振两种类型 1 线偏振比较简单 使用XY两个偏转方向 也就是通过眼镜上两个不同偏转方向的偏振镜片 让两只眼睛分别只能看到屏幕上叠加的纵向 横向图像中的一个 从而观看到立体效果 当然也可叫做 分时技术 2 圆偏振是新一代的3D偏振技术 眼镜技术相比XY偏振那薄薄的塑料片要复杂许多 顾名思义 它的镜片偏振方式是圆形旋转的 一个向左旋转 一个向右旋转 这样两个不同方向的图像就会被区分开 这种偏振方式使它基本上可以达到全方位感受3D 不会像XY线
6、偏振那样必须保持眼镜的水平 垂直角度 因为主要利用了镜片对光线的偏转 因此也称为 分光 技术 收集 罗雷 偏振镜图 收集 罗雷 我们查找了网络找到此类眼镜的大概市价 淘宝 中关村网提供 线偏光偏振立体眼镜 大概市价几十元至百元不等圆偏光偏振立体眼镜 市价几百元至千元不等 收集 罗雷 2 裸眼3D技术及主动快门式 快门是靠液晶眼镜的液晶颗粒快速开关来切换前后不同的两帧图像 产生左右眼不同的图像接受 这种需要一个带电源的眼镜和一个刷新率高 最好120hz 的液晶屏或投影机 裸眼的是指不要带眼镜 利用一种光学玻璃罩在液晶屏前 使左右眼看到的图像角度不同 从而产生立体感 类似于小时候卖的一种尺子 带立
7、体图像的 这种只要一台液晶电视即可 不要讲究刷新率 也不要眼镜 但分辨率会比一般液晶屏低 收集 刘力铭 吴承泽 快门式 快门式3D主要是通过提高画面的刷新率来实现3D效果的 通过把图像按帧一分为二 形成对应左眼和右眼的两组画面 连续交错显示出来 同时红外或者蓝牙信号发射器将同步控制快门式3D眼镜的左右镜片开关 使左 右双眼能够在正确的时刻看到相应画面 这项技术能够保持画面的原始分辨率 很轻松地让用户享受到真正的全高清3D效果 而且不会造成画面亮度降低 一般情况下 3D液晶电视屏幕刷新频率达到120Hz以上 也就是让左 右眼均接收到频率在60Hz以上的图像 才能保证用户看到连续而不闪烁的3D图像
8、效果 收集 吴承泽 优点 1 不用贴附3D偏光膜 杜绝2D画面损失和3D画面损失 黑条现象 2 不用增加背光亮度 低碳低功耗 3 可视角度不受限制 前后 上下 左右任何角度都能随意观看 换角度观看3D效果损失较少 缺点 1 戴上眼镜之后 会存在亮度衰减 2 快门3D眼镜在正视电灯等光源观看时因为快门技术开合现象原因会产生轻微闪烁 但是在观看3D影像时不会有任何闪烁感 3 快门式3D眼镜因为控制芯片和液晶片的支持来实现3D效果 所以售价相对较贵 并且需要电源供电 收集 吴承泽 收集 吴承泽 收集 吴承泽 收集 吴承泽 快门式3D眼镜 快门式3D眼镜是一种新式的视频眼镜 属于头戴虚拟显示器的一种
9、快门式3D眼镜又称为眼镜式显示器 随身影院 这种利用快门式3D技术设计的高端视频眼镜主要通过提高画面的快速刷新率 至少要达到120Hz 来实现3D效果 属于主动式3D技术 当3D信号输入到显示设备 诸如显示器 投影机等 后 图像便以帧序列的格式实现左右帧交替产生 通过红外发射器将这些帧信号传输出去 负责接收的3D眼镜在刷新同步实现左右眼观看对应的图像 并且保持与2D视像相同的帧数 观众的两只眼睛看到快速切换的不同画面 并且在大脑中产生错觉 摄像机拍摄不出来效果 便观看到立体影像 收集 吴承泽 裸眼3D技术 裸眼式3D技术大多处于研发阶段 从技术上来看 裸眼式3D可分为光屏障式柱状透镜技术和指向
10、光源三种 裸眼式3D技术最大的优势便是摆脱了眼镜的束缚 但是分辨率 可视角度和可视距离等方面还存在很多不足 收集 刘力铭 这是由机器本身发出的光 顾名思义不需要眼镜也可以产生视觉差 收集 刘力铭 裸眼3D技术的实现方法是使用一个开关液晶屏 偏振膜和高分子液晶层 利用液晶层和偏振膜制造出一系列方向为90 的垂直条纹 收集 刘力铭 收集 刘力铭 收集 刘力铭 收集 刘力铭 收集 刘力铭 收集 刘力铭 课题活动地点 万达电影院 亲身体验3D技术观看影片 5 时间 2010年11月20日 ENDPPT整理制作人 殷卫吴承泽材料提供者 全组文字整理人 刘力铭罗雷 此课件下载可自行编辑修改 供参考 感谢您的支持 我们努力做得更好
