最真實的視覺感官體驗——立體3D投影顯示

    人們對視覺聽覺的追求總是趨向于真實再現，二維畫面對一般顯示應用而言可以很好的表達所需的中心思想，但在一些特定行業(yè)和領域，以及追求感官震撼的娛樂場所等地方，平面圖像就完全無用武之地，所以三維立體投影成為這些領域的必備系統(tǒng)。需要立體投影應用的環(huán)境通常包括：航天/航海/汽車等行業(yè)的模擬系統(tǒng)，地質探測，藥品，建筑，工程，制造，博物館，科研機構，影院，娛樂等等。以往并不常見的3D顯示方案演示，今年則逐漸開始了熱起來的趨勢。在不久前剛落幕的ISC上，3D演示都成了吸引觀眾眼球的看點之一。

    下面將對3D原理，以及最近的幾場演示做個詳細介紹。 　　

    3D立體或沉浸環(huán)境影像的應用從高端到民用，應用可以說無處不在。高端包括為工業(yè)及研究機構提供的基于虛擬現實、模擬防真技術的可視化解決方案，我們日�？山佑|到的包括如科普場館等寓教于樂的三維立體顯示。 3D的工作原理　　成像技術不斷發(fā)展，像素越來越高，我們能夠在更大的屏幕上看到更清晰明亮、色彩豐富、的視頻和圖形，但它們始終有一個限制，即它們是二維的。我們眼睛所看到的真實世界不只是簡單的平面圖像，而是具有景深的立體3維，這種感知3維的能力是視網膜不一致（或稱為左右眼看一個物體位置的輕微偏移）的一個副功能。因此如果要設計一個立體投影系統(tǒng)，它必須要模擬人類在觀看物體時視網膜成像的這種視差。這種感覺暗示我們，看到的就是真實的（或幾乎是真實的），而不是平面的2維的。 　　

    設計立體演示的藝術和科技是一門非常復雜精深的學問，生成的立體圖像需要沒有人造痕跡，因為這些人造物體將會破壞立體演示的真實感和所需景深（我們的大腦對人造提示也很敏感）。當然，我們這里只討論最終顯示端的立體投影系統(tǒng)部分。

    演示和觀看立體圖像的方法有兩種，一種是主動，一種是被動。第一種在觀看時需要特殊眼鏡，這種眼鏡采用簡單的圖像偏光鏡來區(qū)分左眼和右眼信息。偏光鏡通過將發(fā)散光線分成水平和垂直位面來完成左右眼信息的區(qū)分。一個轉換偏光鏡被放在投影鏡頭前用來及時連續(xù)地分離左右眼圖像。在這個系統(tǒng)中，眼鏡很便宜，但投影幕必須特定的，以保持光線的極化。 第二種方法是主動的，需要內置液晶（LCD）快門的眼鏡來交替地空白左右眼信息。一個分離的IR發(fā)送器發(fā)送同步信息到眼鏡。這種方法在技術上更耐用，且投影機必須配備空白間隔的與快門速度相匹配。主動式立體3維的優(yōu)點是可在任何投影屏幕上來實現。 BARCO 　　

    BARCO的立體投影方案覆蓋所有技術，包括--CRT、LCD和DLP，可用于主動或被動立體顯示。其投影方案包括了機械設備和屏幕、自有高質量眼鏡、專用軟件等。下面分別從幾種不同的技術來介紹。 1. 被動3D顯示系統(tǒng)　　BARCO的被動立體投影系統(tǒng)基于光極化原理。觀看者帶上一副裝有兩個相反極化濾光器（一個為左，一個為右）的眼鏡來觀看，兩路投影光線被極化，每路只能通過相應的濾光器。采用1臺投影機來實現3D投影時，有BARCO的BarcoReality 908/909/912 CRT投影機，以及DLP技術的GALAXY系列投影機。 　　采用兩臺投影機來實現時，都在標準刷新率下，1臺顯示左眼信息，另一臺顯示右眼信息。每臺投影機的光路中裝一塊極化濾波器。兩臺投影機的使用可獲得更高的圖像亮度�？梢圆捎�2臺CRT投影機方案，雖然CRT投影機在光輸出上比較弱，但卻擁有無與倫比的圖像真實度。BARCO的CRT投影機提供一個可選的機械極化屏幕用于立體顯示，當需要非立體顯示時，也可將濾光器旋轉開。在環(huán)境光線較強或屏幕很大時，則使用DLP方案更佳。BARCO的DLP投影機亮度范圍從5000到25000 ANSI流明。但用于立體顯示時有“立體流明”的概念，它大約是ANSI流明的一半值，是真實的亮度值。BARCO的LCD投影機在內部被極化成相應的左右眼信息，無需外部濾光鏡。由于內部極化，使其原始光輸出的70%被保留，它是獲得高立體流明亮度的有效的方法之一。