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将这种伴随着观看者移动所产生的物体之间相互位置关系的变化称为单眼移动视差，借此可知观看者所见的物体之间的前后关系。
3.两眼集合 (Convergence)
当用双眼观看对象物时，为了把注视点在双眼的中央凹处形成像，使双眼向内侧回转。当用双眼注视对象物时，两眼视线所形成的夹角称为集合角。此集合角与到对象物的距离成反比例，因此可以用于判断观看者到对象物的距离。但是，在对象物处于较近的情况下，集合角的变化量也比较大，而当对象物的距离比较远时，集合角的变化量也比较小，检测能力会明显降低。利用集合角可检测的距离信息大约在20m左右。
4.双目视差 （Binocular Parallax）
在观看一个空间物体时，两眼瞳孔之间相距大约为65mm，所以两眼是从不同角度看这个物体的，左眼看到物体左边部分多一些，而右眼看到右边部分多一些，在左眼和右眼视网膜上分别感受着不完全相同的刺激，形成眼视觉上的差异，即双目视差。双目视差是深度信息的客观物理现象，是产生立体知觉的重要生理基础。如图2-9所示，当把一本书放在眼睛正前方一定距离的地方，使书脊朝向人脸，这时左眼就能看到书的封底，而右眼能看到书的封面。当左右眼视网膜产生的影像同时传向视觉中枢时，人就能感到眼前的这本书有立体感。若视网膜上的视觉差异是水平方向的，就称作水平视差（Horizontal Parallax)；视网膜上下方向的视差称作垂直视差(Vertical Parallax)。
Q
M P 左眼图像 右眼图像 左眼 右眼 图2-9 双目视差
图2-10视界圆
当两眼注视一个物体时，通过两眼结点及注视点所画的三角形的外接圆，称为视界圆。如图2-10所示，所谓视界圆的概念，又可理解为相对于眼球后极视网膜弧面，在两眼球前方空间的一个空心球面，球面的中心是两眼黄斑的注视方向，球的弧面上每一个点都能经双眼的结点，在视网膜形成以黄斑中央凹为中心完全相对应的点，这是根据“对等弧的圆周角相等”的原理所决定的。对正视眼来讲，从双眼的集合近点至无限远的空间，在不同距离的不同注视点将有无数这样的弧面，越远越接近平面，称为视界圆的基础面。图2-10中，点M为注视点，那么远于和近于注视点的点Q和点P分别具有正水平视差和负水平视差。
既然在视界圆上任何一个物像的刺激都能使双眼视网膜产生对应点形成双眼单视，那么从理论上讲，所有离开视界圆的物体通过两眼结点，会由于一定的
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视角差异，刺激视网膜非对应点，投射向不同方向形成两个物像，产生复视。然而事实上，或近或远稍离开视界圆有限距离的物点，虽然不是落在双眼视网膜对应点上，仍可使人产生双眼单视，这是因为人类经过视觉实践的锻炼，原来的双眼视网膜对应点扩大成对应区，并把视界圆包括在内，这种扩大的双眼单视区由Panum（帕努姆）于1856年所证实，故称为Panum对应感觉区。在此区域内，人们可保持双眼单视且立体感程度随着双目视差的增大而增大，但当双目视差超过Panum对应感觉区时，人们会产生明显复视现象，立体感相失。
2.4 3D显示的未来发展趋势
2.4.1 3D显示在生产行业中的前景
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。
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。
目前已经有包括三星在内的多家显示器厂商都推出了免佩戴专业眼镜就能看到3D立体画面的显示设备，如图2-11所示。它们最大的优势就是可以人们完全不需要佩戴眼镜就能体验到身临其境的效果。
图2-11 三星推出的无需佩戴专用眼镜的大尺寸3D显示器
这项技术一般被称为「裸眼多视点」技术，也就是不通过任何工具就能让左右两隻眼睛从显示屏幕上看到两幅具有视差的、有所区别的画面，将它们反射到大脑，人就会产生立体感。它也利用了人眼的视差原理，通过给观看者左右两眼分别送去不同的画面，从而达到立体的视觉效果。如图2-12所示。由于观察着可以不佩戴眼镜，因此这些技术非常适合在公共场所展示的大屏幕显示器，便于多人观赏。
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最近，柯达宣佈推出了一种新的裸眼3D显示技术，和上文中提到不同的是，柯达发佈的这项技术使用了两个高清晰度LCD显示屏的广视域和虚拟影像，这种台式显示器视域范围为45°×36°，分辨率为1280×1024。
图2-12 免专用眼镜3D显示技术成像方式
不过，裸眼3D显示技术的缺点也非常明显：人们在观看屏幕时，必须位于一定的范围内才能观察到立体画面，若距离屏幕位置太远，或观察角度太大的时候，3D效果并不明显。此外，若离屏幕距离太紧，人会有明显的头晕现象，因此该技术暂时还不适合在小尺寸显示器上使用。此外，这种技术在显示效果方面相对较差。
相信大多数读者最开始接触立体影像是在电影院中欣赏3D电影。亲自观看过立体电影的读者都知道，若在观看时把眼镜拿掉，仅使用肉眼来观看，会发现电影画面十分模糊，似乎画面由两个不同的影像所跌价而成，而戴上眼镜之后，这种现象也会消失，这是为何呢？如图2-13所示。
图2-13 不佩戴3D眼镜时看到的是模糊的画面
电影萤幕中的光线透过立体眼镜对光的选择，而分别呈现在人的左眼和右眼
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中，使人体产生立体影像的感觉。从技术原理来看，3D立体电影一般采用两种成像原理，一种是红蓝滤光成像技术，这种电影需要搭配专门的红蓝滤色镜才可以观看；如图2-14所示。而另一种是偏光滤光成像技术，如IMAX电影，它只有使用偏振光眼镜才能看到立体效果。
图2-14 采用红蓝滤镜的3D眼镜
对于红蓝滤光成像技术而言，该技术不会不受现有影像设备的限制，只要搭配一副红蓝滤色镜就可以体验到3D立体效果。在播放电影时，实际上是通过插值运算的方法来实现立体效果。
除了桌面显示器外，手机、PDA等掌上设备的显示屏幕也将会采用3D显示技术。近期，三星为我们展示了一款针对手机设备开发的3DOLED面板。考虑到便携性，这类手机3D屏幕不会要求人们佩戴专用的3D眼镜。除了三星外，如东芝等厂商也推出了相关的技术，其原理是通过覆盖在屏幕上的一层特殊的「透镜」实现的。它可以把小型显示屏中显示的图像「分开」称两幅略微不同的画面，并分别送入左右眼中，让画面变得立体有深度。由于该「透镜」的厚度极薄，人的肉眼甚至无法直接看到它的存在，不会影响到画面的正常显示。
除了本文所说的在普通的2D屏幕中实现立体的画面的3D技术外，几年前国外有厂商推出了如地球仪似的球体显示设备，它能够真正显示出立体的3D效果，人们在不同的角度观察，能够看到不同的影像。不过这种显示设备更多的是用在医学或天文研究中，而不会作为消费类产品进行销售。
终上所述，随着技术的进步，3D显示技术和普通消费者的距离已经越来越近，它不再是行业用户的专利。在三星和优派均推出遊戏性3D显示器后，人们可以将3D显示器搬到卧室内，而不用和其他人一起挤在电影院中观看。凭藉着身临其境的立体画面，3D显示器对高端遊戏玩家而言拥有极大的吸引力。除了针对个人用户外，3D显示器同样适合于商用以及科研，如展示分子结构模型、军事目标、文物艺术品展示、会展、大企业形象展示等各领域发挥其独特的作用。相信随着3D技术进一步成熟，我们今后会在生活的各个领域中看到3D显示设备的身影。
2.4.2 3D显示在生活应用中的现状及前景
1.3D市场无比混乱
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无比混乱的市场可以说是3D市场目前面临最大的难题。作为一种新型的显示技术，3D技术目前正处于蓬勃发展的阶段，但是整个3D行业却无统一标准，不仅消费者晕头转向，有些厂商的技术人员也为之头疼。 如果想让整个市场取得革命性的突破，那么制定相关的3D行业标准也就成了迫在眉睫的事情。在3D内容制作、媒介传输、信号接口、显示解码等诸多环节均建议相应的规范，让厂商在生产研发之时有章可循，也还消费者一个明明白白。
2.3D使部分观众眩晕
大部分观众看完《阿凡达》都连声叫好，但是我们也不应忽视部分因为3D版《阿凡达》而出现眼干、眼痛、头晕、恶心等症状的观众，据报道还有观众观影后突发急性青光眼。3D画面是虚实交汇的，这些动感的虚画面会让人们聚焦眼球很困难，长时间观看很容易出现头晕、头痛。另外，电影院内光线比较暗，观众瞳孔自然就会放大，另外3D画面对于眼睛刺激性也特别大，眼压也会随之升高，出现眼干、眼痛等症状。
3.3D资源稀少
想看1080p高清视频？网上随便一搜琳琅满目。但是3D内容呢？虽然支持3D的游戏已经多达百款，但是每年在影院放映的3D电影还寥寥无几，其他诸如3D图片等资源更是为数稀少，在这种情况下，消费者又有什么理由耗费数倍的价钱去购买一款“华而不实”的产品呢？
4.大多3D产品不支持1080p全高清
对于3D产品厂商来说，从行业长远的发展来看，将全部热情扑在产品的研发推广毫无疑问是错误的。作为普通的消费者，只有亲身体验震撼逼真的3D效果，并且了解到市场中充斥着为数甚多的3D资源才会选购3D显示设备。
也许在一两年后，此问题便以得到彻底解决，但是从目前的情况来不支持1080p全高清的3D设备还是占据了大部分的市场。好不容易才感受到了1080p的清晰逼真，现在却让我为3D而选择放弃，相信没有几位消费者会答应。好在3D技术经过10余年的发展，终于在近些年突破了这一瓶颈，大多已能够支持1080p内容。可以预见的是，以后的大屏幕3D显示设备均兼容1080p高清，二者缺一不可。
5.戴3D眼镜有诸多不便
戴3D眼镜不方便的问题是针对眼镜式3D技术而言的，但是在目前市场中，裸眼式3D产品寥寥无几，大众消费者默认为3D技术都是需要戴眼镜的。话题再回到《阿凡达》上来，据部分媒体报道，在《阿凡达》热映期间，各种3D眼镜在淘宝上销售创造了新高峰，看来人们对电影院电影的舒适度、大小、效果等还是有很多担心。经过几十年的历程，3D技术取得了迅猛的发展。当然，对于我们这些普通消费者来说，也没必要了解如此繁杂的3D技术，我们需要的只是效果更出色，实现难度更低，价格更低廉的3D显示产品而已。尽管3D电视和电影还没有普及，但研究者们已经在开发下一代3D技术了。他们的奋斗目标是：可裸眼观看的三维显示器和可虚拟触摸、操作的3D图像。这里我们主要阐述裸眼式三维显示，即自由立体显示技术，不需要佩戴立体眼镜等附属设备的3D显示技术。
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