主被动立体区别和对比.pdfVIP

目前市场上立体投影解决方案有很多种，最为普遍的成像方式有主动式立体显示和被动 式立体显示两种。主动式立体显示是这两年兴起的立体现实方式，无论在显示性能和设备价 格方面都体现了优越性，逐渐成为主流的虚拟仿真解决方案。 一、立体成像原理 成像技术不断发展，像素越来越高，我们能够在更大的屏幕上看到更清晰明亮、色彩丰 富、的视频和图形，但它们始终有一个限制，即它们是二维的。我们眼睛所看到的真实世界 不只是简单的平面图像，而是具有景深的立体 3 维，这种感知 3 维的能力是视网膜不一致（或 称为左右眼看一个物体位置的轻微偏移）的一个副功能。  人类的眼睛相距有一定的距离，所以在观察一个三维物体时，由于两眼水平分开在两个 不同的位置上，所观察到的物体图像是不同的，它们之间存在着一个像差，由于这个像差的 存在，通过人类的大脑，我们可以感到一个三维世界的深度立体变化，这就是所谓的立体视 觉原理。  据立体视觉原理，如果我们能够样我们的左右眼分别看到两 幅在不同位置拍摄的图像，我们应该可以从这两幅图像感受到一 个立体的三维空间。从前面的分析中我们可以知道不同的观察角 度将可以看到不同的图像。因如果我们将光栅垂直於两眼放置， 由於两眼对光栅的观察角度不同，因而两眼会看到两个不同的图 像，从而产生立体感。  因此如果要设计一个立体投影系统，它必须要模拟人类在观 看物体时视网膜成像的这种视差。这种感觉暗示我们，看到的就 是真实的（或几乎是真实的），而不是平面的 2 维的。  二、立体投影的分类 立体投影的分类：主动立体和被动立体。    1.  被动立体  被动立体技术是将影象信号输出到信号分转设备用，然后接到两台垂直叠加的投影机， 用两台投影机同时投射一幅影象，一台投影机投右眼影象，一台投影机投左眼影象。两台投 影机要配置偏振镜片，采用不同的极化方向。偏光镜通过将发散光线分成水平和垂直位面来 完成左右眼信息的区分。  在观看时需要佩戴特殊眼镜，这种眼镜同样采用简单的图像偏光镜来区分左眼和右眼信 息。通过偏光眼镜每只眼睛只能看到相应的偏振光图像。在这个系统中，眼镜很便宜，但投 影幕必须特定的，以保持光线的极化。  在一个单通道的被动立体投影系统中，共需要 2 台工程投影机，即每个通道需要 2 台分 别显示左、右眼图像。    1.1 偏振技术介绍  被动立体是通过光的偏振来实现的。其原理是将投影机发出的关分别沿着 X 和 Y 轴偏 振，然后和立体眼镜的 X  、Y 方向的光栅相吻合，从而实现立体图像。这种方式最大的缺 点就是偏振片方向不动，光只能以固定的角度传输，所以观看者头部不能偏移，视角很小。    利用偏振镜片只过滤特定光线的原理实现被动式立体投影    1.2 被动立体的优劣  优点：  1.  眼镜成本低，易于维护；  2. 对图形发生主机要求低；  缺点：  1. 投影机数量比主动式多一倍；  2. 每个通道由两台投影机构成系统结构略为复杂；  3. 可视范围较小，且观看时要保持水平，不能偏移；  4. 屏幕造价较高。    2. 主动投影  主动立体显示就是用一个投影机投射图象，某瞬间投射左眼看到的信号，下个瞬间投射 右眼看到的信号。当投射左眼信号的瞬间，从工作站发出一个控制信号去控制主动立体眼镜 的左镜片，使它打开，这个时候右眼的镜片关闭；反之，当投射右眼图象的时候，左眼的镜 片是关闭的。总之，主动立体的眼镜是被控制的。  主动立体需要一个分离的 IR 发送器发送同步信息到眼镜，且投影机必须配备空白间隔 与快门速度相匹配。主动式立体 3 维的优点是可在任何投影屏幕上来实现。  在一个单通道的被动立体投影系统中，只需 1 台投影机即可。    2.1 投影机主动立体显示技术  实现主动投影必须使用支持 120Hz刷新率的投影机，因为立体3D 影像是由液晶眼镜左、 右快速切换以达到呈现 3D 立体影像。一般在每秒闪烁 60 次，人的肉眼不会察觉出闪烁， 而每秒 60 次相当于屏幕每秒更新 60 次(60Hz) 。由于左、右眼快分别以60Hz 快速切换，所 以得出显示器必须支持 120Hz。这使得主