xxxxxx 通信工程系毕业设计论文
镜片的开关电压。此外，眼镜里面还有一个3.7-4.2V输入降至3.6V的DC-DC用来给单片机供电，一个+5V输入（USB处取电）给锂电池充电的充电电路。而由TI制作的电视与投影机打出的DLP®-Link白光快门讯号会直接由Xpand公司制作的眼镜接收，免除过去需额外组装发射器的昂贵发射和接收系统。
优点：资源相对较多，厂商宣传推广力度大，3D效果出色。 缺点：快门眼镜价格昂贵。
3. 偏光式3D 技术
偏光式3D技术（即偏振式3D技术），属于被动式3D术，眼镜价格也较为便宜，目前3D电影院、3D液晶电视等很多采用偏光式3D技术。偏光式3D也细分出了很多种类，例如应用于投影机行业的偏光式3D技术，则需要两台以上性能参数完全相同的投影机才能实现3D效果，而应用于电视行业的偏光式3D 技术则需要画面具有240Hz或者480Hz以上的刷新率，同时在屏上贴一种偏光膜，使画面能从不同的方向传送，而偏光眼镜让左右眼画面分离成垂直和水平画面，在大脑中交错重叠后实现3D效果。 在偏光式3D系统中，目前市场中较为主流的有Reald 3D系统、Masterimage 3D、杜比3D系统三种。特别是Reald 3D技术，其市场占有率最高，而且不受面板类型的影响，可以帮助任何支持3D能的电视和显示器产生出高清3D影像，拥有这项技术的Reald公司主要是通过技术授权进行推广。
优点：偏光式眼镜价格低廉，3D效果出色，市场份额大。
缺点：安装调试繁琐，成本不便宜，画面分辨率减半，难实现全高清。
4. 光屏障式（Barrier）3D 技术
光屏障式3D技术也被称为视差屏障或视差障栅技术，其原理和偏振式3D较为类似，是由夏普欧洲实验室的工程师十余年的研究成功。光屏障式3D产品与既有的LCD液晶工艺兼容，因此在量产性和成本上较具优势，但采用此种技术的产品影像分辨率和亮度会下降。光屏障式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90°的垂直条纹。这些条纹宽几十微米，通过它们的光就形成了垂直的细条栅模式，称之为“视差障壁”。而该技术正是利用了安置在背光模块及LCD面板间的视差障壁，在立体显示模式下，应该由左眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡右眼；同理，应该由右眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡左眼，通过将左眼和右眼的可视画面分开，使观者看到3D影像。
优点：与既有的LCD液晶工艺兼容，因此在量产性和成本上较具优势。 缺点：画面亮度低，分辨率会随着显示器在同一时间播出影像的增加呈反比降低。
5. 透镜3D技术
柱状透镜(Lenticular Lens)技术也被称为双凸透镜或微柱透镜3D技术，其最大的优势便是其亮度不会受到影响。柱状透镜3D技术的原理是在液晶显示屏的前面加上一层柱状透镜，使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上，这样在每个柱透镜下面的图像的像素被分成几个子像素，这样透镜就能以不同的方向投影每个子像素。于是双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素。不过像素间的间隙也会被放大，因此不能简单地叠加子像素。让柱透镜与像素列不是平行
7
xxxxxx 通信工程系毕业设计论文
的，而是成一定的角度。这样就可以使每一组子像素重复投射视区，而不是只投射一组视差图像。之所以它的亮度不会受到影响，是因为柱状透镜不会阻挡背光，因此画面亮度能够得到很好地保障。不过由于它的3D显示基本原理仍与视差障壁技术有异曲同工之处，所以分辨率仍是一个比较难解决的问题。
优点：3D技术显示效果更好，亮度不受到影响。
缺点：相关制造与现有LCD液晶工艺不兼容，需要投资新的设备和生产线。
6. 视差挡板式裸眼3D技术
视差挡板就是在光路加上一些遮蔽物，把部分方向的光遮住，只让某些角度的光可以传出去。 挡板的位置经过精密计算，可以左眼像素（绿色）只被左眼看到，右眼像素（红色）只被右眼看到。
优点：结构及制作比较简单。 缺点：分辨率下降，亮度下降。
2.3 双眼视差的原理
2.3.1 双眼视觉功能
双眼视觉在生理学上将其分为三个阶段，称为Ⅰ、Ⅱ、III级双眼视觉功能，分别是同时视、融合功能以及立体知觉。下面对它们予以分别介绍。
1.同时视
同时视是指两眼黄斑中央凹和黄斑外对应的视网膜成分有共同的视觉方向，双眼具有同时注视并感知的能力。同时视是I级，即最初级的双眼视功能。没有同时视就不可能有融合功能和立体知觉。
若采用同视机观看两幅图片，如图2-2所示，一幅图片显示车库，另一幅图片显示汽车。在人的左右眼对应的镜筒前分别放置车库图片和汽车图片，若观看者同时视功能正常，则推动镜筒能使汽车进入车库内，形成一个完整的汽车在车库里的感觉。相反，若观看者不具有正常的同时视功能，则无论怎么推动镜筒，都不能形成一个完整的汽车进入车库里的感觉。
图2-2 同时视示意图 图2-3 融合功能示意图
2.融合功能
融合功能是II级双眼视功能，包括感觉性融合及运动性融合。 感觉性融合是在双眼具有正常同时视的基础上，通过大脑的分析处理，能将
8
xxxxxx 通信工程系毕业设计论文
同时来自双眼视网膜对应点上有轻微差别的两个影像综合为一个完整物像的功能。用同视机检查，如图2-3所示，一只眼睛看到的茶杯无水蒸汽却有碟子，而另一只眼看到的茶杯有水蒸汽却无碟子，经过大脑的融合能合二为一，感知一个茶杯既有水蒸汽又有碟子的完整画面。
运动性融合则是一种大脑枕叶的心理视觉反射，是指由于落在两眼视网膜非对应点分离物像的刺激，视中枢引起反射性眼球定位运动，将物像调整到两眼中央凹或对应点上的能力。
3.立体知觉
立体知觉是Ⅲ级双眼视觉功能，也称为立体视觉，是视觉器官对周围物体远近、宽窄、高低立体空间位置的分辨感知能力，是建立在双眼同时视和融合功能基础上的高级双眼视功能。产生立体视觉的因素很多，如众所周知的双目视差等，接下来将做详细介绍。
2.3.2 心理深度暗示
心理深度暗示是人们通过在日常生活中长时间的经验积累获得的，主要包括以下几个方面。
1.视网膜像的大小 （Retinal Image Size）
在日常经验中，我们对很多物体的实际尺寸已有一定程度的了解，再加上物体在视网膜上的成像与距离、几何尺寸等有着直接的关系。因此，在已经确知对象物体大小的场合中，当视网膜上物体的像较大时，可判断物体距离观看者比较近，反之若视网膜上成的像比较小，则可判断物体距离观看者比较远。
2.线性透视 （Linear Perspective）
景物随着距离的增加而线性减小。例如平行的道路愈远处显得愈窄，而道路两旁的路灯及房屋在愈远处显得愈小。这在绘画中被广泛地应用，如图2-4所示。
图2-4 线性透视
3.重叠 （Overlapping）
前面的物体会将后面的某些物体遮挡掉，这种遮挡与被遮挡的关系称为重叠效应。图2-5（a）和图2-5（b）中提供了重叠深度暗示，我们很容易就能判断出图2-5（a）中A在前B在后，而图2-5（b）中B在前A在后；然而图2-5（c）和2-5（d）中则没有重叠深度暗示，我们看不出A和B的前后位置关系。
9
xxxxxx 通信工程系毕业设计论文
A
A A A
BA （a）
BA （b）
BA （c）
BA （d）
图2-5 重叠
4.结构梯度 （Texture Gradient）
如图2-6所示，当注视砖墙或鹅卵石路面时，它们的均匀结构的梯度给人以深度暗示。
图2-6 结构梯度
5.阴影 （Shadow）
图2-7是两个方形的图案，其中图2-7（a）看起来是凸出平面的，而图2-7（b）是凹进平面的。这是一种心理学上的错觉，主要根源在于光照对人的意识的影响，通常情况下认为暗的部分是由于光线被遮挡，亮的部分是光线的直接照射。由此产生认知上的约定俗成，当看到类似图片时，也会在心理上产生空间层次感。
(a)
(b)
图2-7 阴影
6.大气透视 （Aerial Perspective）
在同一幅图像上，若远处的群山或树木看起来有些模糊，就更增强了深度感。这种现象是由于远处的景物因光线被空气中的微粒（如尘埃、烟、水气等)所散
10
xxxxxx 通信工程系毕业设计论文
射而显得模糊，而观看者也会根据日常经验意识到它们处于较远位置。
7.颜色差异 (Color Difference)
同一视标由于颜色的不同，有时看起来近，有时看起来远。若亮度相同，一般长波长的颜色看起来近些，短波长看起来远些。
8.诱导立体 （Induced Stereovision）
在具有双眼立体像的周围如存在有单眼所看到的图像部份，该部份将被诱导成具有很强立体感的立体像。因而利用这一效应可扩展整个立体像的范围。
9.大屏幕显示 （Large Screen Display）
随着宽屏幕、超大屏幕、半球形穹顶屏幕等的出现，虽然被显示出的是2D像，但却使人有浸沉在画面中的立体感觉。人的视野很宽，大约相当于一个水平方向220°垂直方向130°的橢圆形广角相机，但能够很自然地观看范围是水平方向不小于90°而垂直方向不小于70°。视野至少要在此范围之内加上其它一些能发挥单眼视觉立体感的因素会产生较强的立体感觉。
2.3.3 生理深度暗示
生理深度暗示包括单眼立体视觉暗示和双眼立体视觉暗示。前者主要包括眼睛的焦点调节和单眼移动视差；后者主要包括两眼集合和双目视差。
1.焦点调节 (Accommodation)
在观看外界物体时，人眼通过睫状肌的收缩（张弛）来调节晶状体的厚度变厚（薄）从而减小（增大）焦距，进而使近（远）处的物体在视网膜上清晰成像。大脑的神经中枢通过睫状体的收缩-张弛信息，就可知道外界物体与观看者间的绝对距离。然而许多实验证明调节对立体知觉的有效作用区域只在10米之内，对于远处物体调节作用便会消失。
2.单眼移动视差 (Monocular Motion Parallax)
当观看者移动或活动头部时，视觉空间内物体间的相互位置关系也会随之按某种规则产生变化。如图2-8所示，当观看者在注视物体A的状态时，向箭头所示方向移动。此时比物体A离观看者更靠近的某个物体B会沿着与观看者移动相反的方向运动。而另一方面，比物体A离观看者更远处的某个物体C则按与观看者移动相同的方向运动。
C A B B A C B A C 图2-8 单眼移动视差
11
