立体图像制作技术
立体图像制作技术
每天，我们张开双眼，就可以看到变化万千、绚丽多彩的世界。可是美好的事物总是会瞬间消失，人们用照相机捕捉这美好的画面，想要永远的保留，但美中不足的是，照片拍得再好，它们只能是以平面的形式来表现物体，缺乏立体的空间感觉。几百年来，许多科学家都在研究，怎样才能在平面的图象上，看到栩栩如生的立体景色、呼之欲出的人物呢？
今天我们要介绍的立体图像制作技术，就与这个问题有关。它的核心是距离产生美。
一、立体成像的原理
距离产生美
怎样理解距离产生美呢？这与我们的双眼有关。您闭上一只眼睛再来看周围的东西，它就没有距离的差别了，变成平面的了。你可能会说，不对，我看到的东西还是有距离差别的，我知道那个近，那个远。但是我们会告诉你，那是因为你对周围环境很熟悉了，它们的影像存在你的大脑里。还有许多辨别远近的习惯思维方法，在你大脑里起作用。其实你一个眼睛看东西时，是分不出哪个近哪个远的。
你不信，我们来做一个小小的实验：把一支笔竖在你的面前，你挡上一只眼睛，用手拿另一支笔，你能一次就将两个笔尖对在一起吗？再开着双眼试试。怎么样，你得承认，是双眼帮助我们，分清了物体的前后及其距离吧。
谁都知道我们人类拥有两只眼睛，它们呈水平状的排列在我们脸上，两眼瞳孔的间隔约为60mm。这就造成我们在看同一物体时，由于两只眼睛所处的位置略有不同，它们所能看到物体也是略有差别的。如用一排玻璃瓶，纵向排列在我们的前面。我们用左眼看，它所看到的是玻璃瓶的正面和它的左侧面的平面图，用右眼看，它所看到的是玻璃瓶的正面和它的右侧面的平面图，我们的大脑，能将两个眼睛所看到的不同图像，以我们自己都测觉不到的速度迅速地综合在一起，在大脑里形成一排纵向排列玻璃瓶的立体图。
这个长相奇怪的东西是什么呢？原来它是在清朝时用来探索立体视觉的立体观片器。现在我们模拟的做了一个。这是一个视框，我们人的眼睛从这里看出去，在中间有一块小板将两个眼睛的视线隔开，使左右眼睛分别只能看到左右不同的照片，我们将两张同一景物，在水平的不同位置上，拍摄的照片放在这里，可以看出它们略有差别。这个照片架子，可以前后调整照片到眼睛的距离，当距离调整好以后，我们大脑能把由两个眼睛看到的这两张不同的照片合成一张，而且还使照片里的各个物体之间产生有距离的感觉。现代的立体照片观片机，观看、体会立体效果的原理同清朝时的观片机是一样的。
科学家们用猫的眼晴做视觉实验，确定了这个被叫做“像差敏感细胞”的“中央眼”，是经过后天练习刺激才生成的。这个发现还在1981年获得了诺贝尔奖。
立体效果再现的主要方法
照像机就象人的一只眼睛，它所拍摄下来的照片都是平面的。要在这些平面的照片中再现双眼看到的立体效果，是一个非常困难的事情。数百年来，科学家们经过艰苦的努力，创造出了许多方法，努力的再现创造美感的距离。出现了诸如立体照片、立体电影等不少作品。
看过立体电影的人都知道，在观看立体电影时都要戴上一付红緑眼睛或偏振眼镜。
那么，能不能去掉加在我们眼睛上的辅助工具,在我们要看的照片上加上一种东西，使我们直接能看到立体画面的效果呢？
经过科研人员的不断努力探索，早在1928年就有了一种无须配戴眼镜，就能观看照片立体效果的办法，那就是在照片的上面，加一层透明的柱镜光栅，柱镜光栅一面是平的;另一面的表面是由一条条垂直、距离相同,透镜状的半圆柱形排列而成的。在平的一面，我们粘上用3张或3张以上不同视角拍摄的照片合成的光栅图，由于光栅上柱镜的作用，我们的左眼只能看光栅柱镜左边的图像，右眼只能看到光栅柱镜右边的图像。我们的大脑就能将两眼看到的图像迅速合成有距离感的立体图像。
知道了我们两个眼睛，在观察大千世界中辨别距离的作用，又知道了利用光栅制作立体图像的原理，接下来我们就要告诉您，如何具体制作立体图像的方法。
这里需要说明一点，由于我们是用摄像机来拍摄，把这一过程展示给大家，这就像用一只眼睛在看立体图像，无法表现立体效果。因此我们采用左右摆动立体图片的方法，在动态中让大家看到，立体图片中物体之间存在的空间感觉。最好还是在您看本完片后，自己动手做一幅立体图片，体会一下其中的奥妙。
二、立体图像制作技术
立体图像的制作主要有二种方法。
照相机多张照片合成
它拍摄的方法又分二种：一种是用几个照像机，同时对同一个景物进行一次拍摄。另一种是一个照像机对同一个景物进行多次拍摄。由于这种方法拍照的专业性太强，在这里就不作详细介绍。
（二）、单张图像软件制作合成
今天要介绍的是用一张照片，通过专业的软件，把它做成光栅图。
图片分层
首先在photoshop里将图中的景物，按照它在现实中所处的位置，一层层的将它们抠出来，要注意的是每抠出一层物体，要将所抠出的物体存为新的图层,当新的图层关了以后，要将原来图层空白处,用橡皮图章等工具，参照周围的纹理、颜色把它的四周填补上。因为新的图层往前位移了后，与原来的图层产生了一个距离,当斜着看这个距离时,原来空缺的地方就会漏出白厎来。这样会破坏立体图的效果。
我们把坐在椅子上看书的女孩子分成了六层，另外又加上三层画面作前后景。再把它保存为PSD格式。
勾画封闭的空间位置线
目前，用于制作立体照片的软件有不少，基本上大同小异。它们大都采用一种类似在地图上所用的等高线表示法。为形象的说明这一方法的原理，我们把红薯切成几片，作为例子来说明。当将切割线置于水平位置时，它就是一种等高线的表示，我们把它竖起来，可以看到有一条封闭线，它实际上代表着一个平面，如果这条线代表为海平面，我们可以理解为，在这个平面上的任何一点到海平面上的距离，都是一样的，所以叫等高线。
当我们将这个切成片的红薯垂直放置时，就表示为所切开的某一个平面上的所有点，它与我们眼睛的距离是一样的，我们可以将它理解为，我们的视线先看到最前面的，慢慢的往后面看，最后看到整个物体。在这些制作立体效果的软件里，基本上都是先沿着最前面的顶端，到物体某一平面的一个切片线，将它用封闭的线条勾画出来，它代表的是这条线形成的平面，以及这个平面向人眼睛方向的所有物体。然后再勾画后一条封闭线，就像是再往后切一个平面一样。至于这一个平面与后一个平面之间的过渡形状，软件会自动计算好。
明白这个道理，我们就可以开始勾画立体效果图了。这里我们采用的是国产的3DMagicⅡ软件。
在3DMagicⅡ软件中打开已在Photoshop中生成的PSD文件，在出来的对话框菜单中，指定我们要输出的尺寸，可以看到文件在这里打开，同样是九层。
在这个表格的右边，是每一原始图层的空间位置，它默认位置的数据就是在100中均分，如果我们要调整每一原始图层的空间位置，可以在这里移动指示标志，它在上面的空间位置数据就会跟着变化。
原始图层的空间位置设定好以后，进行立体效果的勾画，在最前面的原始图层点击右键，在出现的菜单中，选“勾画立体”，在下面按增加细节图层，到十层左右，太少了可以在后面再加，太多了可以在勾画完后删除，软件右上方的工具栏上，是勾图中要用的工具：依次是勾图工具、修改工具、选择工具、删除工具、缩放工具、移动工具及缩放到窗口的大小。
为了便于勾画，我们先将原始图层放大，用勾图工具将离我们眼睛距离最近的由小平面构成的几个点，勾画出来，每勾画好一个细节图层就好比往后退了一个距离，每次画的轮廓线都是封闭的，下面的一层范围包含了上面一层。退到最后,全勾画完了，就预览一次。
在这个对话框中，设定视图数量为10个左右。预览时可以选择与整个图像大小一致，也可以选择与图层大小一致。这里我们选与图层大小一致，预览勾画的立体效果时会发现，拿着书的手是围绕着书的前沿在作摆动，这是因为我们把这一原始图层的焦点，设定在最前面的书的细节图层上，为了与后面的原始图层中，身体处肘关节的衔接，我们把焦点移到这两个原始图层的交接点，也就是这个原始图层勾画手肘的那一细节图层，再次预览，我们就可以看到，拿着书的双手是围绕着手肘这点在做摆动。
这一层的空间位置怎么定呢？软件给了我们一个很方便的选择，点击“物体保持中景位置”左边的选项,就把经过立体勾画的，这一原始图层设为中景位置。
接着是把手图层，勾画好后预览。
在勾画身体这一层原始图层时,我们要从与第一个双手拿手书的原始图层,相连的手肘处开始一层一层地往后勾画细节图层。我们把焦点移到手肘这一细节层，这样整个身体就以这里为中心进行摆动了，预览，与原始层中的手肘正好衔接上。
勾画头部立体位置时，离我们双眼距离最近的是肩膀，就从这里开始勾画。如果出现没有勾画好的地方，不要紧，可以在同一层上面作补充，对这一层是不会有影响的。
要把人的眼睛设定为眼睛所在的原始图层的焦点，这样头的左右摆动是以眼睛为中心，人的眼睛才会清晰明亮。
预览时出现了头部与身体左右位移不一样，这实际上是前后距离没有调整好。水平位移越大，说明这两个物体前后距离越大。我们可以在这里调整这一原始图层的空间位置，点击取消“保持中景位置”选项。调整数据，找到合适的数据后，位移的问题也就解决了。
接着用同样的方法勾画后面几个原始图层，全部勾画好以后，我们再做一次预览。这时整幅图的立体效果已经跃出在眼前了。我们要将它保存为r3D格式。
三、配光栅
从电脑里面勾画并已经生成动态的立体效果图，到制作出立体照片，还需要将这个动态的立体图变成静态的光栅图，然后在光栅图上配上光栅板。
确定要使用的光栅板
光栅的一类为柱镜光栅，它利用柱镜的折射作用来获得立体图的成像。要达到好的立体效果，在挑选光栅板时，要注意表面光洁度要好，材质要透亮，如果板材上的光栅不整齐划一，甚至有凹陷是不能用的。
光栅的另一类为狭缝光栅，它利用的是遮光原理。在透明基材上，印上有规则排列的黑条，黑条用来遮盖画面，人的眼睛只能从黑条之间的狭缝中间看到画面，它要求黑线的均匀度要好。
两者的效果基本相同。用狭缝光栅制作的立体画，立体的效果要好一些。但它只适合于有强烈背光照明的场合。为了表现方便，我们以柱镜光栅为例进行介绍。
测准光栅的距离
光栅的栅距有许多规格。栅距小的适宜近看，栅距大的适宜远看。（加表格11）保证光栅图上的栅距与复盖上去的光栅的栅距一致，是立体光栅图还原立体效果的一个重要环节。
在3DMagicⅡ软件的界面上，打开测试光栅对话框。在基本设定里，如果使用的是EPSON（爱普生）打印机，将分辨率设为720DPI。我们在这儿输入由光栅供应商提供的光栅板栅距，35.5DPI，将测试的精度定为0.01，将文件存为TIF格式，在PS中打开保存的35.5的文件，根据我们使用的纸的材质，选择优秀照片的模式进行打印，把柱镜光栅复盖在打印出来的光栅测试图上，轻轻的左右摆动，可以看到在上面众多的测试条中,有一个测试条，在摆动时呈现出大部分黑或大部分白，拿掉光栅板我们看到，它的数值是35.03。我们把35.03重新输入到光栅测试对话框的初始光栅数据中，将测试的精度提高到0.001，再次生成和打印测试图，再把光栅板盖在新打印出来的光栅测试图上，左右摆动它，我们能看到有一条全部变成白或全部变成黑的测试条。它的数值是35.07851，这个数值就是我们要的栅距。
生成光栅图
打开刚才勾画好的立体效果图，在这输入35.07851的数值，重新预览，软件会按照这个栅距，重新计算满足立体效果图的各种数据。预览后点确定。在这个地方再进行一次“任务预览”，然后点击“关闭”。点击“输出选中的任务”，在出现的对话框中将图存为TIF格式，它生成的图就是我们需要的光栅图。
在PS 中打开刚才生成的光栅图，放大后我们可以看到，它是由许多根垂直的带有图案的线条组成，这就是光栅线。在没有加光栅以前，这个图是看不出立体效果的。
我们用打印机将它打印出来。
复光栅板
复光栅板的关键是，要将光栅板上的直线与光栅图上的直线，准确地叠在一起。
如何对准光栅图和光栅板上的直线呢？比较简便有效的方法是，打印前在光栅图的左边，打上光栅的校对线，把光栅覆盖在上面后，用左手按住光栅板，右手上下轻轻移动，到光栅板左端的校对线呈现出全黑或全白时，说明光栅板已与光栅图对直了。这时右手可放下右端的光栅板。
对于大型的图片，也可以将他们先用磁性吸附，固定在专门用于校准光栅线的灯箱上，退后两步看效果，然后轻轻敲击光栅板的边沿，进行调整，到光栅图上的校对线对齐，或眼睛看上去图像清晰了，就可以了。但这需要一定的经验。
将光栅板复合到光栅图上的方法很多，自动化程度比较髙，气动带动橡胶棍压紧，自动复合的冷裱机，适宜于产量比较高，图又比较大的情况下使用。产量比较低的，可以采用自动化程度比较低的冷裱机，拧两边的压紧杆，用手边转动橡胶棍、边压紧，慢慢复合。
复合的操作过程：
将有光栅的一面朝下，将略大于光栅板的双面胶平摊在光栅板上，将1/3左右送到两个橡胶棍中间，压下上面的橡胶棍，将双面胶的下面一层纸撕到一半的位置，从下方往回折，退出光栅板，前面部分的双面胶就已经粘合在板上了，再将它退回到两个橡胶棍中间，压紧，提起另一端的双面胶，将下面一层透明膜拉向上面，搓动上面的橡胶棍，一直到双面胶全部贴向光栅板。
将已经贴有双面胶的光栅板翻过来，压在光栅图上，对准右边的光栅校准线后，将它们的1/3左右放在两个橡胶棍中间，压紧。提起光栅图，撕开已在光栅板上的另一层没有粘性的透明膜回折，搓动橡胶棍，退出，这一端的双面胶，已把光栅图贴在光栅板上了。再把这一端送入两个橡胶棍中间，压紧，提起光栅图，继续拉这层没有粘性的那层透明膜，搓动橡胶棍，光栅图就完全粘在光栅板上了。
立体照片就这样制作完成了。接下来，我们就可以根据要求把它装入像框或灯箱里。一幅栩栩如生的立体照片将给您的家居锦上添花。
随着人们生活水平的提高，可以确定3D 影像行业将继续伴随人类的生活和广告业不断成长。
立体显示技术简介
立体显示技术简介 陈 曦 （四川长虹电器股份有限公司多媒体产业公司四川绵阳 621000） 【 摘 要 】 传统显示技术只显示二维平面的信息，而立体显示技术显示的是物体的深度信息，它利用人眼的立体视觉特性来复现立体图像。本文将对立体显示技术的发展历程、显示原理、常见立体显示技术以及长虹立体显示产品开发历程进行初步的介绍。 【 关键词 】立体显示、光栅法、分时法、分光法 一、引子 随着显示技术的飞速发展，电视机产品正在进行更新换代，以LCD、PDP为代表的新一代高清数字平板显示设备迅速崛起并快速取代了传统的CRT显示设备。这些新的显示技术的应用推广，虽然让电视画面的清晰度和主观效果得到了大幅度的提高，但显示技术仍停留在二维平面显示阶段。 随着3D标准的制定、HDMI1.4版本的发布以及蓝光碟机对3D的支持，3D产业链正在形成。现代显示技术在继数字化、高清化之后，正开始迎来立体化的新一轮升级大发展。美国、日本、韩国等国家或地区纷纷开播3D电视，尤其是2010CES消费电子展上各厂家纷纷推出3D显示设备，以及电影《阿凡达》的上映，在全球迅速掀起3D热潮，包括长虹在内的各大电视厂家纷纷研发出3D电视并上市销售。本文将对立体显示技术的显示原理、常见立体显示技术以及长虹立体显示产品开发历程进行初步的介绍。 二、立体显示原理 研究人员发现，无论用两只眼睛还是只用一只眼睛观察物体均可以获得立体感觉。总的说来，立体视觉的形成因素包括双眼视觉差异、透视感觉、画面细腻程度的差异、光照造成的阴影深浅变化、物体运动导致其大小及角度的变化等。其中双眼视觉差异是获取立体感觉的主要因素，这是由于人的两只眼睛之间存在约65毫米左右的距离，因此在观察物体时，两只眼睛所获取的图像信息会存在一定的细微差异。正是基于双眼视觉差异产生立体感觉的原理，研究者们绞尽脑汁，设计出了多种不同的方法来重现立体图像。 三、常见立体显示技术 常见的立体显示技术主要有分色法、分光法、分时法、分屏法、光栅法以及全息法等。其中分色法、分光法、分时法、分屏法等均需要佩戴专用的眼镜，而光栅法、全息法属于自由立体显示技术，适用于裸眼观看。 通常在发送端用两台或多台摄像机，从不同方位模拟双眼进行摄像，得到具有视觉差异的图像信号，再通过一定的处理方法融合一路信号传送，电视机接收到上述信号后解码还原成分别供两眼观看的图
利用红蓝分色原理制作三维图片及三维视频
实验二 一、问题描述 根据人眼三维视觉形成的原理，利用红蓝分色原理制作三维图片与三维视频。 二、问题分析 三维图像: 步骤： 1.利用手机/相机等摄像设备，拍摄大小相同的左眼图与右眼图 2.利用OpenCV读入左眼图与右眼图，假设左眼图像第i个像素颜色向量为(R1_i,G1_i,B1_i)； 右眼图像第i个像素颜色为(R2_i,G2_i,B2_i),则合成后的立体图像第i个像素为(R1_i,G2_i,B2_i)；利用OpenCV显示并保存合成后的图像 3.利用红蓝眼镜观察立体效果是否明显，如果不明显，请重复1~2 难点： 在拍摄左眼图与右眼图时有技巧：由于人的两眼间存在一个不足 5 厘米的间距，因此在盯住同一景物时，两个眼球的角度并不相同。因此我们的拍摄也必须模拟这一原理，对同一景物拍摄两张照片，而且拍摄时需要略微变换一下拍摄角度（这个角度很小，约5~10 度）。其次为了达到更好的合成效果，目标最好选择一些前背景比较分明的景物，如果能用单反拍摄出背景虚化的照片就更好。
三维视频： 利用拍摄图片的方法拍摄左眼视频与右眼视频，然后利用OpenCV读取左眼与右眼视频中的每一帧图像，利用上述方法合成三维图像，并利用OpenCV保存成.avi格式的视频。 难点：如何保持左眼视频与右眼视频在时间上的同步 三、详细设计（从算法到程序） 1.主模块设计 三维图片： #include"iostream" #include"cmath" using namespace std; using namespace cv; int main() { Mat left = imread("211.jpg");//加载图片
3D立体显示技术综述
3D立体显示技术综述 Tuesday, May 24, 2011 09:44 引言 理想的视觉显示与日常经历中的场景对比，在质量、清晰度和范围方面应该是无法区分的，但是当前的技术还不支持这种高真实度的视觉显示。随着2009年底卡梅隆导演的《阿凡达》热映，三维立体(3D Stereo)显示技术成为目前火热的技术之一，通过左右眼信号分离，在显示平台上能够实现的立体图像显示。立体显示是VR虚拟现实的一个实现沉浸交互的方式之一，3D(3 dimensional)立体显示可以把图像的纵深，层次，位置全部展现，观察者更直观的了解图像的现实分布状况，从而更全面了解图像或显示内容的信息。 电影《阿凡达》热映的后时代，全民步入了3D立体的时代，随着技术的发展和对3D技术关注度的剧增，3D显示技术的普及化应用已进入紧锣密鼓的实用阶段。本文旨在介绍目前各种系统或设备对三维立体实现方式，推广三维立体的认知度。 1、3D立体显示原理 3D立体显示的基本原理如图表1所示。图中表示两眼光轴平行的情况，相当于两眼注视远处。内瞳距（IPD）是两眼瞳孔之间的距离。两眼空间位置的不同，是产生立体视觉的原因。F是距离人眼较近的物体B上的一个固定点。右面的两眼的视图说明，F点在视图中的位置不同，这种不同就是立体视差。人眼也可以利用这种视差，判断物体的远近，产生深度感。这就是人类的立体视觉，由此获得环境的三维信息。 人眼的另一种工作方式是注视近处的固定点F。这时两眼的光轴都通过点F。两个光轴的交角就是图中的会聚角。因为两眼的光轴都通过点F，所以F点在两个视图中都在中心点。这时，与F相比距离人眼更远或更近的其他点，会存在视差。人眼也可以利用这种视差，判断物体的远近，产生深度感。
基于双眼视觉的立体显示技术概述
基于双眼视觉的立体显示技术概述 摘要：战场环境是一切军事行动的空间基础，战场环境仿真是目前军事作战模拟领域研究的热点。本文讨论了用于实现战场环境感知仿真的基于双眼视觉的立体显示技术。 运用虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR;又译作灵境、幻真）实现战场环境仿真，其目的就是构成多维的、可感知的、可度量的、逼真的虚拟战场环境，借此提高参训人员对战场环境的认知效率。对于大多数应用而言，营造立体视觉效果是实现“沉浸”的关键，即根据人类的双目立体视觉原理，借助于一定的设备，使观察者在生理水平上对被观察的场景产生强烈的立体感。由于在虚拟现实系统中，场景是由计算机生成的（非实地拍摄），为了达到立体效果，就需要对图像的生成、显示与观察各环节进行适人化的处理，因此该技术也被成为“人造立体视觉技术”。 一立体视觉基本原理 透视效果是观看三维世界时的基本规律，是画面产生立体感的基本要求。 人眼在看真实的圆柱体和看屏幕上显示的圆柱体时，视差角有明显的不同，看屏幕时的视差角实际上和看平板玻璃时是一样的，因此不管屏幕上显示的内容如何变化，立体感始终是一个平面，这也是普通显示器无法实现立体显示的原因。既然如此，首先想到的解决办法自然就是把显示器做成圆柱体形状，这样当然可以完美的显示圆柱体，不过这样的显示器不管显示什么内容时都会机械的制造出中间近、两边远的效果。 那么为了完美显示每一种物体，显示电风扇时就得用电风扇形的显示器，显示飞机又要用飞机形状的显示器，如果要显示宇宙该用什么形状的显示器呢？显
然，这样就走入了一条死胡同，因此必须找到其它的方法。 设法分别向两眼输送两个拍摄角度略有不同的画面，给左眼的画面只让左眼看到，给右眼的只让右眼看到，那么如同前面提到的立体眼镜，调节两幅画面之间的细微差距就相当于调节视差角。 既然可以人为的控制视差角，我们就可以在显示圆柱体时调节视差角产生圆柱体的立体感，显示电风扇、飞机时产生电风扇和飞机的立体感，显示宇宙时产生宇宙中每个星球的立体感等等。按照这个方法不就可以实现完美的立体显示了吗？事实上，当今主流的4种立体显示技术都是基于这个原理的。 实现基于双眼视觉的立体显示需要经过两大步骤，首先，要准备好两套分别供左眼和右眼观看的画面。目前，这种画面的来源有三种途径： 一、双机拍摄。拍摄电影或图片时将两台照像机或摄像机并排放置，两机间的角度和距离都模拟人的双眼。 二、从3D场景中提取。由于3D场景本来就被设计用来可供任何角度观看，所以从中提取两套画面自然不难，提取的两套画面相互间的角度要模拟人的双眼。 三、用软件智能模拟。这是利用计算机根据原始画面重新生成两套画面，可用于将现有的普通视频和图片转换为立体显示的片源，但效果略差。 片源准备好以后，第二个步骤就是将它们输送给双眼，并且要点是给左眼观看的画面只能让左眼看到。在输送时其实并不需要刻意的调节两套画面的差距，只要能将上述途径获得的片源按要求输送给双眼，那么人眼就会自动产生与画面对应的立体感了。为了实现这一步，各种立体显示技术采用了不同的方式，4种
三维立体电影制作流程
1、三维立体电影制作流程 三维立体电影，即我们常说的4D电影，是立体电影和特技影院结合的产物。随着三维软件在国内越来越广泛的应用，4D电影也得到了飞速的发展。运用三维软件制作立体电影有其独特的优势，如三维场景本身就具有立体特性，与立体成像相关的各种参数非常容易在软件环境中调节等。本文具体讲解了三维立体电影制作的原理及常见问题的解决方法，以后我们还会在具体的制作方面继续探讨，希望广大对立体电影感兴趣的朋友不要错过。 4D电影：4D电影是立体电影和特技影院结合的产物。除了立体的视觉画面外，放映现场还能模拟闪电、烟雾、雪花、气味等自然现象，观众的座椅还能产生下坠、震动、喷风、喷水、扫腿等动作。这些现场特技效果和立体画面与剧情紧密结合，在视觉和身体体验上给观众带来全新的娱乐效果，犹如身临其境，紧张刺激。4D影院最早出现在美国，如著名的蜘蛛侠、飞跃加州、T2等项目，都广泛采用了4D电影的形式。近年来，随着三维软件广泛运用于立体电影的制作，4D电影在国内也得到了飞速的发展，画面效果和现场特技的制作水平都有了长足的进步，先后在深圳、北京、上海、大连、成都等地出现了几十家4D影院。这些影院大都出现在各种主题公园（乐园）、科普场所中，深受观众和游客的喜爱。
运用三维软件制作立体电影有其独特的优势，如三维场景本身就具有立体特性，与立体成像相关的各种参数非常容易在软件环境中调节等。所以，计算机三维技术应用于影视行业后，很快就出现了三维立体电影，如大家俗称的3D电影、4D电影。美国迪士尼乐园中的蜘蛛侠（SpiderMan），更是解决了“三维立体跟踪渲染”技术，使画面中的立体场景能够根据游客的运动轨迹自动地转换透视关系，能够适时地保持虚景（三维画面）和实景（现场布景）一致和连续的透视关系，大大提高了画面的真实感。那么，怎样运用三维软件来制作立体电影？制作过程中要注意哪些问题？本文将通过对三维立体电影的制作原理的详细分析，探讨一些常见问题的解决方法。 人眼的立体成像原理 在现实生活中，人们通过眼睛观察的周围环境之所以是立体的，是因为人的两只眼睛所处的空间位置不同，可以从两个不同的视角同时获得两幅不同的场景图像，人的大脑对这两幅图像进行处理后，不仅能分辨出所观察物体的颜色、质感等光学信息，还能根据两幅图像的差异判断出物体
三维立体显示技术发展现状与前景分析
三维立体显示技术现状分析与应用前景
目录 引言： (3) 1、三维立体技术概述 (3) 1.1、概念 (3) 1.2、特点 (3) 2、三维立体显示技术研究 (4) 2.1、眼镜式3D (4) 2.1.1、色差式 (4) 2.1.2、互补色 (4) 2.1.3、偏振光 (4) 2.1.4、时分式 (5) 2.2、裸眼式3D (5) 2.2.1、光屏障式 (5) 2.2.2、柱状透镜 (5) 2.2.3、指向光源 (6) 3、三维立体技术应用 (6) 3.1、应用范围 (6) 3.2、目前已存在的 (6) 4、三维立体技术发展存在的问题 (7) 4.1、技术壁垒 (7) 4.2、消费者体验 (7) 5、三维立体技术发展前景 (8) 【参考文献】 (8)
【摘要】本文主要介绍了3D立体技术在商业应用上的发展现状，以及其发展前景。首先介绍了3D立体技术的概念和相关特征，然后简要说明其分类和技术应用，主要介绍了在显示方面的技术，分析了其存在的技术壁垒、发展存在的问题和适用盲区，最后介绍了它的发展前景。 【关键词】3D立体技术显示技术眼睛式裸眼式现状分析发展前景 引言： 随着计算机技术和和网络技术的飞速发展，3D立体的应用研究也越来越受到广泛关注。它已然不止在高科技的商业上层出现，2008年北奥会开幕式的立体卷轴的设计，2010年欧洲出现了第一张3D报纸，同年在国际消费电子展上出现了3D电视，而电影《阿凡达》将全球影视视角提高到三维立体的角度，国内随后也有《龙门飞甲》的3D特效给观众带来了前所未有的体验。日本京都府精华町的东洋纺阪京研究所开发3D电子模特，也将3D技术应用到虚拟服装领域。目前，国内也出现了很多3D特效的商业广告，在昆明就有公交站台广告，一些整形医院也推出了一系列基于三维立体技术的平面广告，满足了消费者对整体或局部立体感的需求。这些都是三维立体技术在生活中的应用。 1、三维立体技术概述 1.1、概念 （1）、三维立体图：是一类能够让人从中感觉到立体效果的平面图像。观察这类图像通常需要采用特殊的方法或借助器材。 (2)、三维立体技术:利用先进的数码合成技术制作神奇三维立体，选择清晰的照片或底片将其扫描到电脑里，直接在电脑里利用专业的三维立体制图软件进行配图和数字处理，用高精度彩喷机打印出来，再用冷裱机装裱即可。 （3）、三维立体显示技术：将三维影像通过一定的手段显示出来，并被观众体验到的技术。 1.2、特点 （1）、视觉上层次分明色彩鲜艳，具有很强的视觉冲击力。 （2）、立体图给人以真实、栩栩如生，人物呼之欲出，有身临其境的感觉，有很高的艺术欣赏价值。 （3）、利用三维立体图像包装企业，使企业形象更加鲜明，突出企业实力和档次，增加影响力
立体显示技术
3D立体显示技术 虚拟现实是一种新兴的、极有应用前景的计算机综合性技术。采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视觉、听觉、触觉一体化的特定范围的虚拟环境。立体显示是虚拟现实的关键技术之一，它使人在虚拟世界里具有更强的沉浸感，立体显示的引入可以使各种模拟器的仿真更加逼真。研究立体成像技术并利用现有的微机平台，结合相应的软硬件系统在平面显示器上显示立体视景。一、立体显示原理 由于人眼有 4 - 6cm的距离，所以实际上我们看物体时两只眼睛中的图象是有差别的。两幅不同的图象输送到大脑后，我们看到的是有景深的图象。这就是计算机和投影系统的立体成像原理。依据这个原理，结合不同的技术水平有不同的立体技术手段。 只要符合常规的观察角度，即产生合适的图象偏移，形成立体图象并不困难。从计算机和投影系统角度看，根本问题是图象的显示刷新率问题，即立体带宽指标问题。如果立体带宽足够，任何计算机、显示器和投影机显示立体图象都没有问题。 二、四种立体显示技术 下面就介绍4种技术如何将片源输送给双眼，其中前三种，分色、分光、分时技术的流程很相似，都是需要经过两次过滤，第一次是在显示器端，第二次是在眼睛端： 1)分色技术： 分色技术的基本原理是让某些颜色的光只进入左眼，另一部分只进入右眼。我们眼睛中的感光细胞共有4种，其中数量最多的是感觉亮度的细胞，另外三种用于感知颜色，分别可以感知红、绿、蓝三种波长的光，感知其它颜色是根据这三种颜色推理出来的，因此红、绿、蓝被称为光的三原色。要注意这和美术上讲的红、黄、蓝三原色是不同的，后者是颜料的调和，而前者是光的调和。 显示器就是通过组合这三元色来显示上亿种颜色的，计算机内的图像资料也大多是用三原色的方式储存的。分色技术在第一次过滤时要把左眼画面中的蓝色、绿色去除，右眼画面中的红色去除，再将处理过的这两套画面叠合起来，但
主动式光学三维成像技术
万方数据
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主动式光学三维成像技术 作者：周海波， 任秋实， 李万荣 作者单位：上海交通大学激光与光子生物医学研究所,上海,200030 刊名： 激光与光电子学进展 英文刊名：LASER & OPTOELECTRONICS PROGRESS 年，卷(期)：2004,41(10) 被引用次数：6次 参考文献(23条) 1.Noguchi M;Nayar S K Microscopic shape from focus using active illumination[外文会议] 1994(01) 2.Cohen F S;Patel M A A new approach for extracting shape from texture,Intelligent Control,1990 1990 3.Nayar S K;Watanabe M;Noguchi M Real-time focus range sensor[外文期刊] 1996(12) 4.Ghita O;Whelan P F A bin picking system based on depth from defocus[外文期刊] 2003(04) 5.POSDAMER J L;Altschuler M D Surface measurement by space-encoded projected beam systems[外文期刊] 1982(01) 6.WOODHAM R J Photometric method for determining surface orientation from multiple images 1980(01) 7.Miyasaka T;Kuroda K;Hirose M High speed 3-D measurement system using incoherent light source for human performance analysis 2000 8.Carrihill B;Hummel R Experiments with the intensity ratio depth sensor 1985 9.Maruyama M;Abe S Range sensing by projecting multiple slits with random cuts[外文期刊] 1993(06) 10.Caspi D;Kiryati N;Shamir J Range imaging with adaptive color structured light[外文期刊] 1998(05) 11.Horn E;Kiryati N Toward optimal structured light patterns[外文期刊] 1999(02) 12.Rocchini C;Cignoni P;Montani M A low cost 3D scanner based on structured light 2001(03) 13.Inokuchi S;Sato K;Matsuda F Range imaging system for 3-D object recognition 1984 14.Horn B K P;Brooks M Shape from Shading 1989 15.Schubert E Fast 3D object recognition using multiple color coded illumination[外文会议] 1997 16.Pulli K Acquisition and visualization of colored 3D objects[外文会议] 1998 17.Sato K;Inokuchi S Three-dimensional surface measurement by space encoding range imaging 1985(02) 18.Daniel Scharstein;Richard Szeliski High-Accuracy Stereo Depth Maps Using Structured Light[外文会议] 2003 19.Batlle J;Mouaddib E;Salvi J Recent progress in coded structured light as a technique to solve the correspondence problem: a survey[外文期刊] 1998(07) 20.Yoshizawa T The recent trend of moiremetrology 1991(03) 21.Li Zhang;Curless B;Seitz S M Rapid Shape Acquisition Using Color Structured Light and Multi-pass Dynamic Programming[外文会议] 2002 22.Sato T Multispectral pattern projection range finder 1999 23.EL-Hakim S F;Beraldin J A;Blais F A Comparative Evaluation of the Performance of Passive and Active 3-D Vision Systems 1995 本文读者也读过(2条) 1.欧阳俊华.OUYANG Jun-hua近距离三维激光扫描技术[期刊论文]-红外2006,27(3)
铸造工艺模型立体图制作
铸造陈列室是陈列铸造工艺模型的地方，是用来存放铸造课程教学所用模型，并供学生参观学习的场所。 陈列室的模型大概分类，分别为砂箱模型，模底板模型，芯盒模型，铸造工艺模型，芯头模型，浇注系统模型 一．整理陈列室 陈列室很久没有进行清洁了，无论柜子上还是模型上都积攒了许多灰尘．为了之后进行模型制图和新柜子的高计，我们需要将所有模型从柜子里面取出，进行分类整理，同时还要进行清洁。 将模型从柜子里取出后先是凌乱地摆放到桌子和地上，然后一件一件开始清洗。有些形状复杂的模型清洗起来十分困难，而且其中几个木制的模型更是只能用布小心擦拭以防受潮。 将模型清洗完后开始分类，但发现许多模型都已损坏，于是在分类前我们将模型中已经损坏地先堆放到一边，再将完好的模型进行区分。 正式开始分类时才发现有些模型没有名称，有些还好，从外观可以看出其功用和类型，但有些就无法确认了，于是我们将那些没有名字又看不出用途的模型放置一边，将剩下的进行细分。 最后我们将模型分为了以下几类：工装模型（包括砂箱模型和模底板模型）、铸件工艺模型、铸件设计参考模型、金属型铸造系列模型、浇注系统模型、芯盒模型、砂芯模型。还有几个独立的模型不属于上述任何一类。 二．绘制三维立体图
我们的任务主要是绘制三维立体图形，用的是ＰＲＯＥ软件，proe 是美国PTC公司旗下的产品Pro/Engineer软件的简称。Pro/E （Pro/Engineer操作软件）是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，简称PTC）的重要产品。是一款集CAD/CAM/CAE功能一体化的综合性三维软件，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM软件之一。 虽然之前学过这个软件，但由于有一段时间没有接触，对这个软件有些生孰了，再次打开这个软件时首先要做的是重新熟悉这个软件的界面和各个命令，以便之后绘图。 ＰＲＯＥ的界面有些复杂，有控制坐标轴、坐标面、转动控制的开关，也有常用工具的陈列，还有最基本的文件编辑栏，当然，主要的是绘图框部分，不过只有进入草绘命令时才可以在绘图框内绘图，否帽只能观察图形的立体结构。 ＰＲＯＥ最复杂的是一些不常被使用的命令，比如混合和扫描，这些命令甚至不在工具栏里面出现，只有在最上面编辑命令的展开里面才能找到。诸如此类的困难数不胜数，但经过一段时间的实际应用和摸索后，大多数问题都迎刃而解了。
立体显示工作原理
立体显示技术介绍 一、.什么是立体显示？ 立体显示或者称为3D显示，是指采用光学等多种技术手段来模拟实现人眼的立体视觉特性，将空间物体以3D信息再现出来，呈现出具有纵深感的立体图像的一种显示方式。相比于2D显示，3D显示提供给观看者更加强有力的沉浸感和震撼力。 人们之所以能够轻易地判断出物体在空间中的位置及不同物体间的相对位置，是因为人眼具有立体视觉。人们用以感知空间的主要生理机能有焦点调节、两眼集合、双目视差及单眼移动视差等。其中，双目视差担负着立体空间知觉的核心任务。焦点调节是为了把所注视的物体清晰地成像到视网膜上的眼球动作；两眼集合是当人在注视某个物体时左右眼视线往注视点上交汇而产生的眼球动作；双目视差是指由于人的左右眼从不同角度观看物体，从而成像于左右眼视网膜上的图像略有差异；单眼移动视差是指当观看者或被观看物体发生移动时人眼将看到物体的不同侧面。3D显示就是以人眼的立体视觉特性为基础的。 二、立体显示的实现方法 立体显示的实现方法可分为两大类，为助视3D显示和裸眼3D显示。 ?助视3D显示是靠眼睛佩戴助视设备来实现，如大家熟悉的偏光眼镜，这方面技术已成熟，但是也存在一定的缺陷，如亮度低，佩戴舒适度差等。 ?裸眼3D显示是通过光栅、集体成像、体3D和全息技术来实现3D立体成像，人眼无需佩戴任何设备，应用前景广泛，是目前显示研究的重点课题。 1．什么是光栅3D显示？ 光栅3D显示器由光栅和2D显示器精密耦合而成。其中，光栅作为分光元件，对光线传播的路径进行一定方式的控制，使观看者的左右眼观看到不同的视差图像。可应用于手机、笔记本电脑显示和电视。如光栅3D显示手机就是采用双摄像头采集图像形成3D效果来实
3D立体成像技术简介
3D立体成像技术简介 3D立体成像技术其实并不是一个新鲜事物。如果从时间上看,3D立体成像 技术早在上个世纪中叶就已经出现，比起现在主流的的液晶、等离子这些平板 显示技术，历史更加悠久。 那么现在的3D电视，到底使用了哪些方式来实现所谓的“全高清无闪烁”的立体影像呢？ 色差式3D 历史悠久缺点最多 首先我们看看最早出现的也是最容易实现的一种3D立体成像技术：色差式 3D成像技术。 从技术层面上看色差式3D立体成像是比较简单的一种方法，这种3D成像 只需要通过一副简单的红蓝（或者红绿）眼镜就可实现，硬件成本不过几元钱。显示设备方面也无需额外的升级，现有的任何显示设备都可以直接显示。 色差式3D立体成像技术的原理是将两张不同视角上拍摄的影像分别以两种不同的颜色印制在同一副画面中，如果不戴眼镜，我们只能看到色彩重合的模 糊图像。但是戴上眼镜后，左右眼不同颜色的镜片分别过滤了对应的色彩，只 有红色的影像通过红色镜片蓝色通过蓝色镜片，最终两只眼睛看到的不同影像 在人脑中重叠产生了立体效果。 色差式3D立体成像原理简单，能达到的3D景深效果也还算不错。不过由 于采用的色度分离方式会给观看者带来比较严重的视觉障碍，舒适感始终不能 让人满意，同时画面的色彩还原效果也一直在较低的水准徘徊，这就导致了它 很难成为3D立体显示技术中的主流。 偏光式3D 影院主流家庭不易实现 在3D电视大量出现之前，3D影院其实已经进入我们的生活很长一段时间。而在3D影院之中最为常见的，就是偏光式3D技术。 偏光式3D技术主要利用偏振光分离技术实现3D立体成像。观看者通过佩 戴偏振眼镜，左右眼镜片就分别过滤掉不同偏振方向的光线，从而实现了左右 眼画面的分离。 影院方面在具体实施的时候主要有两种方式：双机3D和单机3D。双机3D 多用在IMAX 3D影院中，通过使用两台投影机，分别透射偏振方向不一样的左 右眼画面。单机3D相对简单，主要通过但抬头迎和快速切换的偏振器来分别高速切换左右眼画面，最终再通过偏振眼镜进行左右眼画面的分离。
工艺技术铸造工艺模型立体图制作
工艺技术铸造工艺模型立体图制 作 铸造陈列室是陈列铸造工艺模型的地方，是用来存放铸造课程教学所用模型，并供学生参 观学习的场所。 陈列室的模型大概分类，分别为砂箱模型，模底板模型，芯盒模型，铸造工艺模型，芯头模型，浇注系统模型 一．整理陈列室 陈列室很久没有进行清洁了，无论柜子上还是模型上都积 攒了许多灰尘．为了之后进行模型制图和新柜子的高计，我们需要将所有模型从柜子里面取ft，进行分类整理，同时还要进行清洁。将模型从柜子里取ft后先是凌乱地摆放到桌子和地上，然后一件一件开始清洗。有些形状复杂的模型清洗起来十分困难，而且 其中几个木制的模型更是只能用布小心擦拭以防受潮。 将模型清洗完后开始分类，但发现许多模型都已损坏，于是在分类前我们将模型中已经损坏地先堆放到一边，再将完好的模型进行区分。 正式开始分类时才发现有些模型没有名称，有些还好，从外观可以看ft其功用和类型，但有些就无法确认了，于是我们将那些没有名字又看不ft用途的模型放置一边，将剩下的进行细分。最后我们将模型分为了以下几类：工装模型（包括砂箱模型和模底板模型）、铸件工艺模型、铸件设计参考模型、金属型铸造系列模型、浇注系统模型、芯盒模型、砂芯模型。还有几个
独立的模型不属于上述任何一类。 二．绘制三维立体图 我们的任务主要是绘制三维立体图形，用的是ＰＲＯＥ软件，proe 是美国PTC 公司旗下的产品Pro/Engineer 软件的简称。Pro/E （Pro/Engineer 操作软件）是美国参数技术公司（ParametricTechnologyCorporation，简称PTC）的重要产品。是一款集CAD/CAM/CAE 功能一体化的综合性三维软件，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM 领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM 软件之一。 虽然之前学过这个软件，但由于有一段时间没有接触，对这个软件有些生孰了，再次打开这个软件时首先要做的是重新熟悉这个软件的界面和各个命令，以便之后绘图。 ＰＲＯＥ的界面有些复杂，有控制坐标轴、坐标面、转动控制 的开关，也有常用工具的陈列，还有最基本的文件编辑栏，当然，主要的是绘图框部分，不过只有进入草绘命令时才可以在绘图框内绘图，否帽只能观察图形的立体结构。 ＰＲＯＥ最复杂的是一些不常被使用的命令，比如混合和扫描，这些命令甚至不在工具栏里面ft现，只有在最上面编辑命令的展开里面才能找到。诸如此类的困难数不胜数，但经过一段时间的实际应用和摸索后，大多数问题都迎刃而解了。 图１ 该图是一个壳体模型的铸造工艺三维立体图，模型本身已经部分损坏，但在图上还是可以修复完整的。制作该图用了大概三个小
(整理)3D显示技术全面解析
未来行业发展趋势 3D显示技术全面解析 2009年02月18日 09时09分作者：ZOL 编辑：天雅 ● 由来已久的3D显示技术 在春节后，三星和优派分别结合NVIDIA最新的3D Stereo技术推出了新款3D液晶显示器（请详见《游戏视觉革命优派发布全球首款3D液晶》和《画面有何不同？三星 3D显示器全国首测》），很多网友都开始对这两款3D显示器产生了浓厚的兴趣，并且引发了新一轮3D显示的狂潮。 3D显示器一展出就受到了很多人的关注 事实上，3D显示技术并不是第一次和广大消费者见面。在三星 2233RZ和优派VX2265wm发布之前，已经有不少支持3D显示的设备问世，不过它们和前两者采用的是完全不同的3D显示解决方案。 不少厂商已经推出了3D显示器 事实上早在十几年前，3D立体显示技术雏形就已经被开发出来，以达到在2D显示设备上显示3D 立体画面的效果。在随后的时间内，很多厂商都推出了自己的3D显示解决方案，它们在显示原理以及实
际效果上都有很大的区别。 大部分3D技术都需要专用眼镜的辅助 在三星和优派分别推出3D显示器后，一部分网友并不以为然，认为它们所使用的3D技术和之前推出的相同。但事实上并非如此。接下来，我们就对目前常见的几种3D技术进行介绍，看看各种3D显示技术的优点和存在的问题。 3D显示技术的总体分类 早期不论是使用显示器还是电影院中的大屏幕来作为显示设备，人们都需要佩戴特制的专用眼镜才能看到3D立体效果，不过随着技术的不断改进，一些厂商推出了不需要佩 戴3D眼镜，就能够观察到立体画面的显示设备，因此总体上，3D显示设备可以分为需要佩 戴3D眼镜和不需要佩戴3D眼镜这两大类。接下来，我们分别按照这两大类技术进行一一介 绍，首先我们来看看不需要佩戴专用眼镜的裸眼3D技术。
三维扫描技术调研
三维扫描技术调研 一、技术原理 1.1 概述 三维扫描技术是一种先进的全自动高精度立体扫描技术，通过测量空间物体表面点的三维坐标值，得到物体表面的点云信息，并转化为计算机可以直接处理的三维模型，又称为“实景复制技术”。 三维扫描技术是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对物体空间外形和结构进行扫描，以获得物体表面的空间坐标，用软件来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型具有相当广泛的用途，举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用，示了巨大的技术先进性和强大的生命力。 1.2 三维扫描仪分类 三维扫描仪主要分为以下几类： 三维扫描仪分类 接触式测量又称为机械测量，这是目前应用最广的自由曲面三维模型数字化方法之一。三坐标测量机是接触式三维测量仪中的典型代表，它以精密机械为基础，综合应用了电子技术、计算机技术、光学技术和数控技术等先进技术。根据测量传感器的运动方式和触发信号的产生方式的不同，一般将接触式测量方法分为单点触发式和连续扫描式两种。接触式三维扫描适用性强、精度高（可达微米级别）；不受物体光照和颜色的限制；适用于没有复杂型腔、外形尺寸较为简单
的实体的测量；由于采用接触式测量，可能损伤探头和被测物表面，也不能对软质的物体进行测量，应用范围受到限制；受环境温湿度影响；同时扫描速度受到机械运动的限制，测量速度慢、效率低；无法实现全自动测量；接触测头的扫描路径不可能遍历被测曲面的所有点，它获取的只是关键特征点，因而，它的测量结果往往不能反映整个零件的形状。在行业中的应用具有极大的限制。 现代计算机技术和光电技术的发展使得基于光学原理、以计算机图像处理为主要手段的三维自由曲面非接触式测量技术得到了快速发展，各种各样的新型测量方法不断产生，它们具有非接触、无损伤、高精度、高速度以及易于在计算机控制下实行自动化测量等一系列特点，已经成为现代三维面形测量的重要途径及发展方向。三维激光扫描仪和三维照相式扫描仪占据了及其重要的位置。 1.3 三维激光扫描仪 三维激光扫描仪按照扫描成像方式的不同，激光扫描仪可分为一维(单点)扫描仪、二维(线列)扫描仪和三维(面列)扫描仪。而按照不同工作原理来分类，可分为脉冲测距法（亦称时间差测量法）和三角测量法。 脉冲测距法：激光扫描仪由激光发射体向物体在时间t1发送一束激光，由于物体表面可以反射激光，所以扫描仪的接收器会在时间t2接收到反射激光。由光速c，时间t1，t2算出扫描仪与物体之间的距离d=(t2-t1)c/2。
三维显示技术介绍
三维显示技术介绍 目前的三维立体显示技术共可以分为分光立体眼镜 (Glasses-based Stereoscopic)、自动分光立体显示 (Autostereoscopic Displays)、全息术 (Hologram)和体三维显示(V olumetric 3-D Display)4大类。 其中的前两类应该都是大家很熟悉的技术了，它们都采用了视差的方式来给人以3D显示的感觉：分别为左眼和右眼显示稍有差别的图像，从而欺骗大脑，令观察者产生3D的感觉。由于人为制造视差的方式所构造的3D景象并不自然，它加重了观察者的脑力负担，因此看久了会令人头痛。而全息术则利用的并不是数字化的手段，而是光波的干涉和衍射，它一般只能生成静态的三维光学场景，并且对观察角度还有要求，所以就目前而言，它对于人机交互应用而言还并不适合。 体三维显示则与前三者不同，它是真正能够实现动态效果的3D技术，它可以让你看到科幻电影中一般“悬浮”在半空中的三维透视图像。体三维显示技术目前大体可分为扫描体显示 (Swept-V olume Display)和固态体显示 (Solid-V olume Display)两种。其中，前者的代表作是Felix3D和Perspecta，而后者的代表作则名为DepthCube。 Felix3D拥有一个很直观的结构框架，它是一个基于螺旋面的旋转结构，如下图所示，一个马达带动一个螺旋面高速旋转，然后由R/G/B三束激光会聚成一束色度光线经过光学定位系统打在螺旋面上，产生一个彩色亮点，当旋转速度足够快时，螺旋面看上去变得透明了，而这个亮点则仿佛是悬浮在空中一样，成为了一个体象素(空间象素，V oxel)，多个这样的voxel便能构成一个体直线、体面，直到构成一个3D物体，过程很直观，不是么？ Perspecta可能是扫描体3D显示领域最令人瞩目的成就了，它采用的是一种柱面轴心旋转外加空间投影的结构，如下图所示，与Felix3D不同，它的旋转结构更简单，就一个由马达带动的直立投影屏，这个屏的旋转频率可高达730rpm，它由很薄的半透明塑料做成。当需要显示一个3D物体时，Perspecta将首先通过软件生成这个物体的198张剖面图(沿Z轴旋转，平均每旋转2°不到截取一张垂直于X-Y平面的纵向剖面)，每张剖面分辨率为798×798象素，投影屏平均每旋转2°不到，Perspecta便换一张剖面图投影在屏上，当投影屏高速旋转、多个剖
数字三维视觉技术实际应用汇总
数字三维视觉技术应用汇总 一、互动展项 互动展项摆脱了传统展示灌输式的展陈手段，增强了展示内容与参观游客之间的双向互动，提升了数字展厅的参与性，吸引游 客眼球与参与度的展陈效果成为各大展馆追逐的数字展厅必备展项。 可在常规多媒体互动展项中，将多点互动触摸技术、互动投影技术、电子虚拟翻书技术、增强现实技术应用到在数字展厅的地 面、展项表面、墙体、穹顶等多方位全空间，随时为参观者提供高效有趣的数字多媒体互动体验；还有导览机器人、读书机器 人；多人射击靶点识别、多屏多点互动；高清摄影人脸美容；虚拟主持人、虚拟旅游摄影、虚拟望远镜；奇异魔镜、3D投影秀、遗址幻影观景台等新创意互动展示项目。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 1、多点互动触摸 多点互动触摸系统具体的表现形式有互动桌、互动墙、互动吧台，运用先进的计算机动作感应技术，获取并识别人的手指的自 然动作，轻松实现图像的点击、缩放、三维旋转、拖拽等互动效果。应用多点互动触摸系统，参观者不仅可以观看到高画质投 影的图像，同时也可用手指触摸玻璃表面，选择自己感兴趣的内容，或对相关信息进行查询。如一定时间内无人触摸时，系统 可自主播放设置好的信息内容，当有人触摸时，则自动切换为互动式信息展示状态。 互动桌不仅是摆放物件的地方，它更是浏览信息、娱乐、工作的窗口。它的应用很多，游客不仅可以与里面的虚拟场景进行 互动；还可以把它当作设计、玩游戏、点餐、娱乐的平台，而游客的双手就是鼠标。数虎图像自主研发的多点触摸功能可以支 持多人同时娱乐和工作，是一张惊喜不断活跃的桌子。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 多点触摸展项需要具有很高的可靠性和可用性，是互动触摸技术发展的方向。可靠性是指我们能以最高粒度准确捕获到屏幕上 所有触点的原始数据，尽可能减少屏幕触点定位不准带来的混乱问题的能力。可用性是指众多功能强大的应用可在不同大小的 屏幕上受益于双手或两个手指以上的屏幕操控的能力。3D互动游戏、键盘输入和地图操作等都是使用这种触摸屏功能的一些主 要对象。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
浅谈三维显示技术
浅谈三维显示技术 摘要：目前许多研究者已经把三维显示系统作为下一代最有潜力的显示系统，并已经提出了许多三维显示技术，三维立体显示技术在未来几年必将掀起了一场3D 视觉革命。当前研究中的三维立体显示器件可以分成三类：戴眼镜式、多视点 裸眼式、真三维显示。当前市场上可以看到的三维显示器件主要是戴眼镜式和 多视点裸眼式，上述两种显示技术的主要问题是长时间观看会产生视觉疲劳。 真三维显示可以消除视觉疲劳，特别是近几年，全息立体显示技术发展迅速， 包括硅基液晶、光折变材料、表面等离子体等技术实现新型的全息立体显示方 式。三维显示技术的已成为当前的研究得热点，其中可以真实得再现出与真实 物体一样的深度和视差信息的全息显示技术，被认为是最理想的三维显示。可 以预见在未来的5至10年以后，具有高临场感、浸入式的三维立体显示技术将 无处不在。本文首先介绍了三维显示技术的背景和发展概况，接着简要介绍了 各种三维显示技术的原理及特点。 我们生活的世界是立体的，我们的眼睛在现实世界中获取的视觉信息，有很多都具有立体的三维信息。当然我们在现实生活中所接触到的大量图像信息中也有很多都是平面视觉信息，例如在报纸、杂志、电视机上看到的图片或者视频图像，这些信息均是对三维实物或场景的二维投影表达，从而失去了诸如：立体视差，移动视差等的心理暗示，没有真正的立体感。今天我们周围出现了越来越多用计算机模拟出来的三维景物。它们主要应用于各种各样三维显示的软硬技术中。这些技术无一例外都必须符合人眼立体感知的机理，提供足够多的三维感知因素使人们能有一种强烈的立体感。现有的一些三维技术，虽然能实现一定的三维显示功能，但长时间观看会有头晕、疲惫的感觉，主要原因在于技术设计上。没有很好地考虑人眼立体感知的工作机理。目前国内外已有不少这方面的研究，但大多分布在认知心理学、计算机科学等几个领域内的零散文献中。真实地再现世界始终是成像技术的重要发展方向。近几年来，由于计算机性能和处理能力的大大提高，计算机图形图像技术也得到了快速的发展，进而出现了各种各样的三维图像，并且在三维显示方法和系统实现方面也做了不少研究。 按基本工作原理是否为双目视差将三维立体显示分为两大类。基于双目视差原理的三维立体显示主要有眼镜立体显示和光栅式自由立体显示，这类三维立体显示的技术相对成熟并有相应产品；非基于双目视差原理的三维立体显示主要有全息立体显示、集成成像立体显示和体显示等,这类三维立体显示的技术较不成熟,大多没有相应产品。接下来对这些三维立体显示的器件结构、工作原理以及各自的特性进行阐述。 首先，必须了解什么是视差。视差就是从有一定距离的两个点上观察同一个目标所产生的方向差异。从目标看两个点之间的夹角，叫做这两个点的视差，两点之间的距离称作基线。只要知道视差角度和基线长度，就可以计算出目标和观测者之间的距离。 基于戴眼镜的三维立体显示技术的原理如下：此种三维立体显示是在观看者双眼前各放置一个显示屏, 观看者的左右眼只能分别观看到显示在对应屏 上的左右视差图,从而提供给观看者一种沉浸于虚拟世界的沉浸感。这种立体显示存在单用户性、显示屏分辨率低、及易给眼睛带来不适感等固有缺点。
三维超声成像的新技术及其临床应用
【摘要】随着医学影像技术的发展，超声成像已经成为临床上应用最广泛的医学成像模式之一。近年来，随着电子技术、计算机技术的发展，超声成像设备在成像方法和技术等层面上不断得到改进，临床诊断能力也得到进一步提高。本文主要介绍三维超声成像的新技术及其临床应用。 【关键词】超声成像；临床应用 【中图分类号】r 445.1 【文献标识码】a 【文章编号】1004-7484（2012）12-0440-02 随着社会科学技术的进步与人们生活水平的提高，医学影像学作为医生诊断和治疗重要手段已成为医学技术中发展最快的领域之一，它使得临床医生对人体内部病变部位的观察更直接、更清晰，确诊率更高。而超声成像技术在医学成像领域中以其特有的优势发挥了巨大的作用，在临床上得到了广泛的应用。20世纪40年代初就已探索利用超声检查人体，50年代已研究、使用超声使器官构成超声层面图像，70年代初又发展了实时超声技术，可观察心脏及胎儿活动。三维超声成像技术与传统二维超声成像相比，具有明显的优势：首先三维超声成像技术能直接显示脏器的三维解剖结构；其次还可对三维成像的结果进行重新断层分层，能从传统成像方式无法实现的角度进行观察；再有还可对生理参数进行精确测量，对病变位置精确定位。因此，近几年来三维超声成像已经成为医学成像领域备受关注的方面。 1 三维超声的成像技术 可靠的数据提取是得到精确三维超声图像的前提。采用二维面阵超声探头，使超声束在三维扫查空间中进行摆动，即可直接得到三维体数据。但二维面阵换能器的制作工艺限制了阵元数，使得三维图像的分辨率受到了一定的限制。目前已有使用二维阵列的超声成像系统面世。目前三维超声数据的提取仍广泛采用一维阵列探头。用一维阵列探头提取三维超声数据，需要外加定位装置，如目前临床广泛采用的一体化探头。该探头是将一个一维超声探头和摆动机构封装在一起，操作者只要将该探头放在被探查部位，系统就能自动采集三维数据。还有一种新型探头专门用于解决定位问题。该探头有三个阵列，中间的主阵列用于超声成像，与主阵列垂直的两个侧阵列用于提取定位图像。由于探头移动的连续性，所以定位图像两两重叠部分很大，可以通过两侧的定位图像确定两次采样间的位移、旋转，从而确定图像的空间位置。此外，还有一些文献提供了通过相邻图像的相关和图像的斑点噪声统计规律来确定探头侧向位移的方法。 2 三维超声的临床应用 2.1 三维超声在空腔脏器中的应用 2.1.1 胃、肠道疾病嘱受检者适量饮水或灌肠后可建立良好的透声窗。清楚显示胃肠道隆起性病变与溃疡的大小、深度、边缘形态，观察恶性肿瘤的浸润深度、范围及与邻近组织、血管的立体位置关系，进行术前tnm分期，对协助临床制定相应的治疗方案，具有重要意义。3d-cde对溃疡出血和胃底静脉曲张的诊断，也可提供较大的帮助。 2.1.2 膀胱疾病膀胱充盈后可形成极佳的透声窗，三维超声与二维超声一样清晰显示病变的形态、大小、数目、内部回声，同时三维超声还能显示病变的整体、表面形态及肿瘤对膀胱壁的浸润情况，从而提高了其诊断的准确性，并有助于肿瘤术前方案的抉择。对慢性膀胱炎症、憩室、结石、凝血块等膀胱疾病的诊断，也显示出优越性。 2.2 在实质性脏器中的应用 肝脏疾病肝囊肿与肝脓肿二维超声诊断准确性较高，而肝癌与肝内其它性质占位性病变相互间的鉴别有时较为困难。三维超声可从不同方位观察肝表面和边缘轮廓，肿三维超声成像在临床上有广泛的应用前景。可用于精确测量和定位在产科临床上，三维超声成像可用于鉴别早期胎儿是否存在畸形以及检查各个孕期胎儿的生长发育情况；在心血管疾病诊断中，可用于多种心脏疾病以及血管内疾病的检查。随着实时三维超声成像（一般要求帧频必须大