第六章三維立體多媒體技術(shù)第一頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五

第6章 立體多媒體技術(shù)

學(xué)習(xí)要點(diǎn)

掌握立體視覺的基本原理

掌握立體電影的基本原理

掌握立體電視的基本原理

熟悉立體畫基本設(shè)計(jì)方法

●●●●第二頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五6.1立體視覺的基本原理6.1.1人眼的會聚6.1.2人眼的視差6.1.3深度形成的生理因素6.1.4深度形成的心理因素6.2立體電影原理6.2.1基本原理6.2.2色分法6.2.3時分法6.2.4偏振法6.3立體電視原理6.3.1立體電視的發(fā)展6.3.2基本原理6.3.3視差照明式6.3.4光柵式6.4應(yīng)用與實(shí)例第三頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五早在五千多年前的古埃及，人們就己經(jīng)有了對二維成像技術(shù)的追求。考古發(fā)現(xiàn)當(dāng)時對人物形象的畫法造型，全身側(cè)面造型，唯有雙肩體位保持正面。大部分都把臉表達(dá)成側(cè)面的姿態(tài)，顯示出額頭、鼻子和嘴唇的輪，而眼睛和軀體的位置都是正面的，整個人物從頭到腳有兩次90度的轉(zhuǎn)向。真人或站或坐都無法保持這種姿勢，但這種奇特的造型卻可使人物具有立體感和厚重感。古代尚且能以此實(shí)現(xiàn)立體視覺的夢想，當(dāng)代的人們就更不滿足于立體的場景由于平面顯示器的限制，而使得人眼的立體視覺功能空余遺憾。第四頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五古埃及壁畫第五頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五再如右圖亦是如此第六頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五6.1立體視覺的基本原理立體視覺(stereoscopicvision)定義：雙眼觀察景物能分辨物體遠(yuǎn)近形態(tài)的感覺。人的立體感是這樣建立的：雙眼同時注視某物體，雙眼視線交叉于一點(diǎn)，叫注視點(diǎn)，從注視點(diǎn)反射回到視網(wǎng)膜上的光點(diǎn)是對應(yīng)的，這兩點(diǎn)將信號轉(zhuǎn)入大腦視中樞合成一個物體完整的像。不但看清了這一點(diǎn)，而且這一點(diǎn)與周圍物體間的距離、深度、凸凹等等都能辨別出來，這樣成的像就是立體的像，這種視覺也叫立體視覺。第七頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五6.1.1人眼的會聚人眼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)人眼結(jié)構(gòu)功能圖第八頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五前房是由角膜、虹膜和晶狀體共同包圍的空間，虹膜位于晶狀體前面，中央是瞳孔，晶狀體后面的后房空間為玻璃體。視網(wǎng)膜由視銳度極為敏銳的中央凹區(qū)、視銳度略差的黃斑區(qū)、以及只對運(yùn)動圖像敏感的周邊區(qū)構(gòu)成。脈絡(luò)膜是視網(wǎng)膜外面包圍著的一層黑色膜，作用是吸收透過視網(wǎng)膜的光線。當(dāng)在特定距離觀察一個物體時，眼睛的睫狀肌會調(diào)節(jié)晶狀體的屈度，盡可能使影像落在視網(wǎng)膜的中央凹上，以保證網(wǎng)膜影像的清晰。看遠(yuǎn)物時晶狀體較扁平，而看近物時較凸起，人眼的這種保證被觀察的對象在視網(wǎng)膜上清晰成像的功能稱為晶狀體調(diào)節(jié)功能。人是用兩只眼睛來進(jìn)行觀察的，當(dāng)觀察一個物體時，兩眼的視軸會在被觀察物體的某一點(diǎn)上相交，該點(diǎn)的視像會落在兩只眼睛中央凹的位置上，這就是雙眼會聚。第九頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五6.1.2人眼的視差當(dāng)人眼向前平直注視時所能看到的空間范圍稱為視野，視野就是整個視網(wǎng)膜對外界的感光范圍。立體顯示時圖像信息要滿足在合理的視野范圍內(nèi)才能完成二維視覺。眼保持平直注視方向，此時所感受的視野稱為絕對視野。在眼和頭都保持不動的情況下，視野受到眼附近組織的影響，此條件下的視野稱為相對視野。當(dāng)雙眼注視于一點(diǎn)，雙眼所能看到的全部范圍稱為雙眼視野。第十頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五圖6.2 左右眼球的相對視野（視標(biāo)：5mm）測正常人用5毫米白色視標(biāo)，（用黑箭頭標(biāo)記的）白視野最大，而紅、綠色視野依次縮小10°左右（藍(lán)色未標(biāo)），且左右眼對稱的橢圓區(qū)域，其長寬比近似為16∶9。第十一頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五雙眼視野區(qū)分成三個部分，中間部分為左右眼視野的重疊區(qū)，約為120度。此區(qū)域因雙眼視線均可到達(dá)，是兩眼的共同視野，與三維空間辨認(rèn)有密切的關(guān)系，也時稱為立體視野。立體視野外側(cè)是月牙形的單眼視野。單眼視野約為30度到40度，每側(cè)只有一只眼的視線可以到達(dá)，不能形成立體視圖對，因而不能產(chǎn)生立體視覺效果。視覺的數(shù)據(jù)是由點(diǎn)、線、輪廓、陰影和線與線之間的位置關(guān)系組成的，這些數(shù)據(jù)到達(dá)眼睛后形成視網(wǎng)膜圖像。第十二頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五單只眼睛無法體現(xiàn)空間視覺的例子：從不同方向(A,B)來的光，落在視網(wǎng)膜的不同區(qū)域(a,b)上，因此可以加以辨別，但是由于在同一方向上的所有各點(diǎn)(A1,A2,A3)投射于視網(wǎng)膜的同一區(qū)域，則無法確定哪一點(diǎn)更遠(yuǎn)或哪一點(diǎn)近，因此視網(wǎng)膜點(diǎn)只能表明客體的方向不能表明它的距離。單眼成像的原理第十三頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五眼球的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動稱之為輻輳，形容人或物聚集像車輻集中于車轂一樣，如左下圖所示。兩眼對一觀察點(diǎn)的兩視線所夾的角稱為輻輳角，如右下圖，其中a1,a2分別為點(diǎn)Fl和F2的輻輳角。Fl和F2兩點(diǎn)遠(yuǎn)近不同，因此，輻輳角a1,a2也不同，眼球旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的程度也不一樣，這樣就產(chǎn)生了深度感覺。第十四頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五實(shí)驗(yàn)證明，輻輳和調(diào)節(jié)之間有密切關(guān)系。輻輳引起調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)也引起輻輳。但二者不是單值函數(shù)關(guān)系。當(dāng)眼球?yàn)榫劢苟M(jìn)行的調(diào)節(jié)固定于某一視距時，允許輻輳在一定范圍內(nèi)變化。反之，當(dāng)眼球的輻輳固定于某一點(diǎn)時，也允許眼球的調(diào)節(jié)在一定范圍內(nèi)變化。如果兩者的變化超過各自的允許范圍時，就會在三維顯示時引起視覺疲勞。從以上雙眼立體信息的機(jī)理可知，雙眼視差和輻輳是人眼立體視覺的生理因素，是以人眼的生理活動為基礎(chǔ)的，而不像單眼立體信息中含有很多的經(jīng)驗(yàn)因素。產(chǎn)生遠(yuǎn)近感覺最主要的原因是雙目的視差。由于兩眼在空間有不同的位置，同一景物在左右兩眼所成的像有微小的差別,這就是視差。第十五頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五立體顯示的技術(shù)如圖所示,L和R分別代表左眼和右眼所在位置，S和T在LR的中垂線上,PQ∥LR。雙目注視S點(diǎn)，即通過自適應(yīng)調(diào)節(jié)聚焦到S點(diǎn)，由于輻輳效應(yīng)，左右眼中的S合成一點(diǎn)。點(diǎn)T1和T2分別代表T點(diǎn)在左右眼中形成的2個像，讓這2個像互不干擾地進(jìn)入左右眼，由于大腦已經(jīng)習(xí)慣了看輻輳以后的效果，所以大腦會自動將T1和T2合成T點(diǎn)，和參考點(diǎn)S相比，T點(diǎn)有了縱深的效果，從而產(chǎn)生立體的感覺。目前有mediaconverter7軟件可以將二維的圖像、視頻等轉(zhuǎn)換成三維形式。（詳見此文件夾內(nèi)）產(chǎn)生立體視覺的原理第十六頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五用mediaconverter7轉(zhuǎn)換的立體視覺示例左眼視圖（即原圖）右眼視圖第十七頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五在觀看空間某個對象時，人的雙眼就從左右兩邊稍有差別的角度進(jìn)行觀察，因此被觀察的物體在人的左右眼視網(wǎng)膜上所形成的像有存在略微的差異，這種差異就是雙眼視差。視差的產(chǎn)生是由于人的左右眼之間有一定的距離。把一本書放在眼睛正前方大約25厘米的地方，使書脊朝向人臉并向下傾斜45度角，這時左眼就能看到書的封底，而右眼能看到書的封面。當(dāng)左右眼視網(wǎng)膜產(chǎn)生的影像同時傳向視覺中樞時，人就能感到眼前的這本書有立體感(見下圖)。第十八頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五當(dāng)把書逐漸離開觀察者時，書上的每一點(diǎn)相對左右眼所形成的視角就逐漸減小，所形成的視差也就逐漸變小，到達(dá)一定距離時，視差消失。物體距離眼睛太遠(yuǎn)時，就不會產(chǎn)生有深度感的視覺了。所以，物體越近，視差越明顯，人眼就是由此獲得深度信息的。書脊成像過程第十九頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五與人的正常立體視覺機(jī)制有關(guān)的只有兩個:調(diào)節(jié)和單眼運(yùn)動視差。依靠調(diào)節(jié)來檢測距離的能力與成像系統(tǒng)的焦深和調(diào)節(jié)的肌肉系統(tǒng)有關(guān)。焦深△D由下式?jīng)Q定:

式((6.1)中r為瞳孔直徑，ε分辨率，D為屈光度。由此式可見，瞳孔直徑越大，分辨率、屈光力越小，精度就越高。由單眼視所產(chǎn)生的單眼運(yùn)動視差主要是由觀察者移動身體以使空間物體的相互位置變化，從而判斷物體間的前后位置。

第二十頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五物體在兩眼視網(wǎng)膜上單獨(dú)成像,這兩個物像是同時產(chǎn)生的，大腦皮層能將這兩個物像融合成一個物像，這就是雙眼單視。

雙眼單視和立體視將雙眼視覺像融合為一個視覺像的機(jī)能稱為融合機(jī)能。第二十一頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五假設(shè)雙眼單視所得的單一圖像或雙眼所得的立體視覺像是控制雙眼的單一器官功能所致，可以設(shè)想一個位于雙眼中間的眼，左右眼視網(wǎng)膜像的重合代表這一假想眼產(chǎn)生的單一像。這個中間的假想眼代表雙眼的視覺功能，稱為中央眼（如右圖）。視覺空間定位，既不單純依據(jù)左眼，也不單純依據(jù)右眼，而是以中央眼向正前方的延伸線為依據(jù)，以判知正前方的深度方向。中央眼第二十二頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五單眼調(diào)節(jié)、運(yùn)動視差以及雙眼單視、雙眼視差、中央眼的概念描述了人眼立體視覺機(jī)制的形成，是立體顯示技術(shù)研究的重要基礎(chǔ)。視覺中樞是通過哪些信息的處理來實(shí)現(xiàn)立體視覺的，這些信息即是深度線索，研究表明深度線索既包括生理因素，也包括心理因素。第二十三頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五第二十四頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五第二十五頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五第二十六頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五第二十七頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五6.1.3深度形成的生理因素生理學(xué)和生理光學(xué)對立體視覺的影響因素有四種：眼睛調(diào)節(jié)、雙眼視軸輻合、雙眼視差、單眼移動視差。當(dāng)眼睛觀看物體上的一點(diǎn)時，由該點(diǎn)發(fā)出的光線就聚焦于雙眼的視網(wǎng)膜的中心(中央凹)，眼睛的兩個中央凹在視網(wǎng)膜上給出了可以比較的對應(yīng)位置，從而根據(jù)它來確定眼睛的會聚，而來自注視點(diǎn)以外各點(diǎn)的光線并不總能聚焦在兩個視網(wǎng)膜上的對應(yīng)位置。這個過程可以用全息圓來說明。第二十八頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五讓雙眼注視右圖內(nèi)的M點(diǎn)，設(shè)眼睛晶體的中心點(diǎn)為O1,O2，用兩條直線連接M和O1,O2，并延伸到視網(wǎng)膜上的m1和m2點(diǎn)?？梢栽趫D中確定視網(wǎng)膜上的兩點(diǎn)P1,P2，當(dāng)∠

P1O1m1=∠P2O2m2時它們處于彼此對應(yīng)的位置，P1，P2也是空間一點(diǎn)在視網(wǎng)膜的成像。當(dāng)P點(diǎn)按上述的路徑在P1,P2上成像時，則視網(wǎng)膜上P點(diǎn)的雙眼視差為零。由幾何關(guān)系，所有視差為零的P點(diǎn)系列就可構(gòu)成一通過O1、O2點(diǎn)的圓，這個圓就是根據(jù)雙眼視差得出的等距軌跡，稱為全息圓。全息圓第二十九頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五第三十頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五6.1.4深度形成的心理因素人類的立體視覺包括兩部分，即生理立體視覺和心理立體視覺。心理立體視覺主要是由線性透視、朦朧透視、遮擋、陰影、顏色、紋理梯度等因素構(gòu)成。(1)線性透視。當(dāng)眺望遠(yuǎn)方時，遠(yuǎn)處景物看起來尺寸很小。(2)煙霧(朦朧)透視。當(dāng)觀看遠(yuǎn)處彌漫著煙霧的風(fēng)景照片時，會有一種強(qiáng)烈的深度感覺。

第三十一頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五(3)遮擋。是指一個物體遮蔽了另一個物體的一部分，遮擋是判斷物體深度秩序的重要條件，但是不能判斷事物間的距離。兩個物體的前后位置關(guān)系會提供相應(yīng)的深度線索。圖中的a,d提供了深度線索。而b,c沒有深度線索。重疊第三十二頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五(4)陰影。陰影是由不透明或半透明物體的阻礙所引起的表面照度的變化。通常情況下認(rèn)為暗的部分是由于光線被遮擋，亮的部分是光線的直接照射。陰影第三十三頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五(5)顏色。同一視標(biāo)由于顏色的不同，有時看起來近，有時看起來遠(yuǎn)。因此當(dāng)觀察同一個物體時，根據(jù)該物體色調(diào)的變化也可以獲得該物體深度變化的心理暗示。(6)紋理特征。觀察具有相同紋理特征的物體表面，可以發(fā)現(xiàn)隨著物體的深度距離增加，紋理的基本單元尺寸變小，因此紋理的變化也可以反映出物體深度的變化?？偠灾?，心理立體視覺主要依靠視覺記憶和經(jīng)驗(yàn)，觀察者能夠從平面圖像中準(zhǔn)確地提取出物體間的相對位置和相對深度。

第三十四頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五心理立體視覺的例子：會轉(zhuǎn)動的花瓣第三十五頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五這些絕對不是gif動畫，里面的圖案其實(shí)一點(diǎn)都沒動。第三十六頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五美國震撼3D壁畫展現(xiàn)了一個災(zāi)難場景，由于太過逼真，在馬上完成時，這幅災(zāi)難畫引起了消防隊(duì)的注意，他們甚至停下車，想去采取營救行動第三十七頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五6.2立體電影原理數(shù)字立體電影拍攝和放映數(shù)字立體電影拍攝過程數(shù)字立體電影放映過程6.2.1基本原理第三十八頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五視角差是產(chǎn)生3D視覺的決定因素在現(xiàn)實(shí)中，人的視覺之所以能分辨遠(yuǎn)近，是靠兩眼之間的視角差。在看任何一樣?xùn)|西時，兩眼的角度都不會完全重疊，人腦即憑借這微小的差距產(chǎn)生景深感。物體距離越近，兩眼產(chǎn)生的視角差越大，景深感就越明顯，反之亦然。因此，人的感官能準(zhǔn)確判斷一定范圍內(nèi)的物體方位，但對過于遙遠(yuǎn)的物體距離則失去距離感。比如人無法依靠視覺判斷太陽和月亮誰離得比較近。

第三十九頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五Imax3D影院使用Imax3D影片時，Imax攝影機(jī)裝有兩個相同的鏡頭，鏡頭間距正好是人眼間距65mm，兩幅圖像被分別記錄到兩條間歇同步運(yùn)行的65mm空底片上。在Imax3D影院，專用的Imax3D立體放映機(jī)分別把左右兩條影片上的圖像通過一對放映鏡頭放映到巨幕上。Imax膠片采用獨(dú)特的70mm橫排以造成巨幅效果，如圖6.13所示為幾種常見的電影膠片，從左到右分別是：70mmImax膠片（僅一個鏡頭的膠片）、70mm膠片、35mm膠片（電影院里看的電影，幾乎全部是用35mm膠片放映的）、16mm膠片。（前些年還有8mm膠片，不過已經(jīng)絕跡了。）這些膠片是按照寬度來命名。除了Imax，其他膠片都是豎著放映的。第四十頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五Imax3D膠片與其他膠片的區(qū)別第四十一頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五第四十二頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五立體電影生成過程假定攝像機(jī)位于z坐標(biāo)軸的(0,0,d)處,d是從攝像機(jī)到xy平面的距離,則投影到xy平面的公式為：

如果攝像機(jī)在(0,0,9)處,點(diǎn)(8,-5,-3)就會投影到(6,-3.75)處。設(shè)想有兩個攝像機(jī),相隔距離為C,為了做一個左攝像機(jī)的透視投影,把攝像機(jī)向左移動C的一半。為了數(shù)學(xué)計(jì)算方便,移動整個場景到右邊而不是移動攝像機(jī)到左邊?，F(xiàn)在,左攝像機(jī)的投影公式為:第四十三頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五攝像機(jī)在(0,0,9)處,試驗(yàn)點(diǎn)在(8,-5,-3)處,如果設(shè)兩個攝像機(jī)的相隔距離為1,那么左攝像機(jī)投影到(6.375,-3.75),右攝像機(jī)投影到(5.625,-3.75)?？梢宰⒁獾?試驗(yàn)點(diǎn)的左投影點(diǎn)在右投影點(diǎn)的右邊0.75個單位處。如果在一個立體觀察系統(tǒng)里重疊看這兩個投影點(diǎn)的話,就會產(chǎn)生一個負(fù)視差,意味著這個點(diǎn)看起來好像在顯示屏幕的前面。相反,如果左投影點(diǎn)在右投影點(diǎn)的左邊,就會產(chǎn)生一個正視差,看起來就好像在顯示屏幕的后面。當(dāng)左右投影點(diǎn)在投影面上重疊的時候,產(chǎn)生的是零視差,零視差看起來就好像在屏幕上。一個好的立體圖像會有正視差,負(fù)視差和零視差。負(fù)視差看起來是不太舒適的。

第四十四頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五可以對以上兩個公式進(jìn)行簡單的修改,使左攝像機(jī)投影的投影值左傾,右攝像機(jī)右傾。如果用同樣的初始攝像機(jī)位移值來移動投影點(diǎn)的話,產(chǎn)生的幾何效果會把初始投影面精確地放在零視差處,以前在投影面后面的場景元素就會形成正視差。例如(8,-5,-3)的左投影投影到(5.875,-3.75),右投影投影到(6.125,-3.75)。這樣產(chǎn)生正視差,看起來好像在顯示屏幕的后面。因?yàn)閳鼍霸氐某跏紌坐標(biāo)為-3,其在z坐標(biāo)為0的投影面后面。第四十五頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五數(shù)字立體電影的觀看方式主要有：色分法（如紅綠立體法）、時分法（如液晶閃閉法）、光分法（如偏振光立體法）等。觀看方式立體觀察效果成本觀看要求紅綠立體法彩色畫面較差低紅綠眼鏡偏振光立體法效果穩(wěn)定并適合長時間觀看很高偏振眼鏡液晶閃閉法效果穩(wěn)定，易疲勞較高同步液晶眼鏡第四十六頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五6.2.2色分法色分法是把兩幅具有適當(dāng)視差的同一景物分別制成紅色和綠色圖像，再把這兩幅圖像組合在一起。其原理如圖。紅綠立體形成的基本原理就是將左右圖像用紅綠兩種補(bǔ)色同時顯示出來并用相應(yīng)的補(bǔ)色觀察。即分別用紅色繪出左眼圖像，用綠色繪出右眼圖像，觀察者戴上紅綠眼鏡觀看，其中的紅色鏡片濾掉綠色圖像，看到紅色圖像，綠色鏡片濾掉紅色圖像，看到綠色圖像。這樣，觀察者的每個眼鏡就只能看到一個圖像，這樣就實(shí)現(xiàn)了分像。因此通過紅綠眼鏡將具有視差的兩張圖各自反映到大腦，使人產(chǎn)生逼真的立體感。第四十七頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五色分法的拍攝與放映第四十八頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五色分法適合個人用戶，成本低廉但效果很差紅藍(lán)眼鏡一兩塊錢就可買到

紅藍(lán)片源易得，無需特殊放映設(shè)備

第四十九頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五6.2.3時分法時分法的技術(shù)原理是在發(fā)送端用兩臺攝像機(jī)，模擬人的左、右兩眼進(jìn)行攝像，產(chǎn)生一對視差圖像信號，編碼成一路信號進(jìn)行傳送。接收端解碼成兩路信號，在屏幕上同時顯示兩幅圖像，由人的兩眼分別觀看，從而獲得立體感。實(shí)現(xiàn)在同一眼睛上顯示左右兩幅圖像，使左右眼的視圖在不同時刻無交叉地交替顯示。第五十頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五被動式眼鏡的兩個鏡片都采用電子控制，可以根據(jù)顯示的輸出情況進(jìn)行狀態(tài)的切換，鏡片的透光、不透光切換使得人眼只能看到對應(yīng)的畫面（透光狀態(tài)下），雙眼看到不同的畫面就能夠達(dá)到立體成像的效果。而主動式眼鏡控制哪只眼睛看到什么內(nèi)容的機(jī)制是嵌入在眼鏡內(nèi)部的，而不是由節(jié)目內(nèi)容或者投影機(jī)決定的。第五十一頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五NVIDIA獨(dú)樹一幟時分法利用快門原理第五十二頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五時分法是指以一定速率在顯示屏上輪流顯示左右眼各自所見的圖像，觀看者需要戴一副主動工作的液晶眼鏡。這副眼鏡的左右眼鏡片上的液晶分子輪流偏轉(zhuǎn)，通過安裝在電腦上的紅外發(fā)射器協(xié)調(diào)，與顯示器上輪流出現(xiàn)的左右圖像同步。當(dāng)左眼的圖像出現(xiàn)時，左眼的液晶透光，右眼的液晶不透光；相反，當(dāng)右眼的圖像出現(xiàn)時，只有右眼的液晶透光。這樣左右眼只能看見各自所需的圖像，人腦中的3D視覺影像便形成了。第五十三頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五6.2.4偏振法偏光立體電影是用兩個鏡頭如人眼那樣從兩個不同方向同時拍攝下景物的像，制成電影膠片；在放映時，通過兩個放映機(jī)，把用兩個攝影機(jī)拍下的兩組膠片同步放映，使這略有差別的兩幅圖像重疊在銀幕上，這時如果用眼睛直接觀看，看到的畫面是模糊不清的，要看到立體電影，就要在每架電影機(jī)前裝一塊偏振片，它的作用相當(dāng)于起偏器，從兩架放映機(jī)射出的光通過偏振片后，就成了偏振光，左右兩架放映機(jī)前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而產(chǎn)生的兩束偏振光的偏振方向也互相垂直，這兩束偏振光投射到銀幕上再反射到觀眾處，偏振光方向不改變。如果一束光線都在同一方向上振動，我們就稱它們是偏振光，或嚴(yán)格一點(diǎn)，稱為完全偏振光。光線按其偏振特性,可以分為自然光和偏振光兩種。

第五十四頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五液晶具有雙折射現(xiàn)象，如果自然光的入射方向不能與晶體的光軸平行，則產(chǎn)生如下圖所示的偏振光。其中：0光(尋常光)和e光(非常光)。其他立體顯示方法都有暈眩感，觀看半小時以上需要中間休息以緩解視力疲勞，而偏振光立體法則沒有，因此具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。雙折射光的偏振第五十五頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五影院偏振法實(shí)現(xiàn)3D視覺效果好成本高第五十六頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五偏振法實(shí)現(xiàn)的3D視覺顏色還原效果非常好，給人的感受很自然，適合較長時間觀看。但由于偏振法的實(shí)現(xiàn)需要在影片拍攝、制作、放映等全過程中采用特殊方式和特殊設(shè)備，成本高昂，故暫無法向家庭或個人用戶普及，多數(shù)是被影院這樣的商業(yè)公共放映場所采用。第五十七頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五NVIDIA總裁預(yù)言，你的下臺電腦是3D的

第五十八頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五6.3立體電視原理在早期黑白電視時代，比較成功的立體電視是由兩部電視攝像機(jī)拍攝影像并用兩個獨(dú)立的視頻信道傳輸?shù)絻刹侩娨暀C(jī)，每部電視機(jī)的屏幕上安置一塊偏光板，然后用偏光眼鏡去觀察，這樣的立體電視系統(tǒng)就可以獲得立體圖像效果。20世紀(jì)50年代，“互補(bǔ)色立體分像電視技術(shù)”開始應(yīng)用于立體電視。基本方法是用兩部鏡頭前端加裝濾光鏡的攝像機(jī)去拍攝同一場景圖像，在彩色電視機(jī)的屏幕上觀眾看到的是兩副不同顏色的圖像相互疊加在一起，當(dāng)觀眾通過相應(yīng)的濾光鏡觀察時就可以看到立體電視圖像。6.3.1立體電視的發(fā)展第五十九頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五20世紀(jì)70年代末由于陶瓷光開關(guān)新材料的出現(xiàn)，人們可以制成光開關(guān)眼鏡，此時就出現(xiàn)了時分式的立體電視技術(shù)。時分式的立體電視技術(shù)采用彩色電視信號的奇場和偶場進(jìn)行立體電視信號的編碼。80年代初，東芝公司研制出時分式立體電視投影機(jī)，戴偏光鏡觀看。1985年，松下公司首推時分式液晶眼鏡立體電視樣機(jī)獲得成功。現(xiàn)在在國內(nèi)，清華大學(xué)已研制出高透光率的新型液晶光閥眼鏡，并于2001年研制成功時分式液晶眼鏡立體電視機(jī)?，F(xiàn)在立體電視已成為電視技術(shù)4大發(fā)展趨勢之一，即：網(wǎng)絡(luò)電視、超薄電視、大屏幕電視和立體電視。到目前為止，先后出現(xiàn)的各種三維顯示技術(shù)之間的比較，可以通過下表來概括說明：3D顯示技術(shù)分類：第六十頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五觀看方式采用技術(shù)應(yīng)用方式成熟度優(yōu)缺點(diǎn)佩戴眼鏡主動式時分式3D電視、影院****優(yōu)點(diǎn):3D成像質(zhì)量好缺點(diǎn)：眼鏡造價(jià)較高被動式光分式3D影院****優(yōu)點(diǎn):3D成像質(zhì)量好缺點(diǎn):系統(tǒng)造價(jià)較高波分式3D影院****優(yōu)點(diǎn);3D成像質(zhì)量好色分式初級3D電視、影院***優(yōu)點(diǎn):造價(jià)相對低廉缺點(diǎn):3D效果較差,色彩丟失嚴(yán)重裸眼觀看光柵式3D電視機(jī)、顯示器**優(yōu)點(diǎn):不需要配戴眼鏡,方便缺點(diǎn):3D效果差,大屏幕難以實(shí)現(xiàn)全息式展覽會等*優(yōu)點(diǎn):從各個角度觀看皆可缺點(diǎn):不成熟,只能進(jìn)行簡單應(yīng)用其他立體鏡立體圖像觀景器*優(yōu)點(diǎn):成像質(zhì)量好缺點(diǎn):只能進(jìn)行簡單應(yīng)用全真式3D電視機(jī)**優(yōu)點(diǎn):容易實(shí)現(xiàn)缺點(diǎn):3D效果不明顯,將要被淘汰第六十一頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五時分式：左右兩眼圖像交替顯示。播放時，攝像機(jī)為左右兩眼拍攝的圖像交替在電視機(jī)上顯示。光分式：利用偏振光分別向左右兩眼提示不同的圖像。播放3D內(nèi)容時采用兩臺放映機(jī)，分別放映左右兩眼的影像。波分式：佩戴濾波眼鏡，左右眼看到不同波長光形成的圖像。播放時采用兩臺放映機(jī)，分別放映左右兩眼的影像。色分式：即佩戴濾色眼鏡使左右眼看到不同的圖像。播放3D內(nèi)容時采用兩臺放映機(jī)，分別放映左右兩眼的影像。光柵式：通過屏幕前光柵的過濾作用，使左右眼看到不同的圖像。播放時采用將兩幅圖像同時在屏幕上顯示，并通過屏幕前光柵的過濾作用，使左眼只能看到左攝像機(jī)拍攝的畫面，右眼只能看到右攝像機(jī)拍攝的內(nèi)容。第六十二頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五全息式：是一種記錄被攝物體反射波的振幅和位相等全部信息的成像技術(shù)。立體鏡：為使左右眼從不同側(cè)面所見的景物是按視差和物距有所位移，景物圖對也是有相應(yīng)的位移作為左右視網(wǎng)膜的視見像。全真式：從電視制作、播出系統(tǒng)，到百姓家的電視機(jī)，均無需增添任何設(shè)備和投資，只是在拍攝立體節(jié)目時，在攝像機(jī)上加裝特殊裝置即可。觀眾收看節(jié)目時，只需戴上一副特制的成本低廉的三維眼鏡即可。目前正在加緊研制新型立體攝像機(jī)和立體顯示裝置。新型立體攝像機(jī)具有雙鏡頭，綜合了計(jì)算機(jī)、測控、圖像處理技術(shù)，拍攝過程符合人的視覺機(jī)理。新型立體顯示裝置分時或同時輸入左右圖像，采用光學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)左右圖像以正確的視差投射到人的雙眼，不用戴眼鏡，即可在屏幕前直接看到立體圖像。第六十三頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五觸手可及的立體電視觀看效果第六十四頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五6.3.2基本原理立體電視又稱為三維電視（3DTV）。立體電視傳送的是雙視點(diǎn)的影像信息，人們在觀看物體時用兩只眼睛同時攝取一個物體的圖像，形成兩個視點(diǎn)，攝取的圖像有一定視差。不同深度的物體在左右兩眼中形成圖像的視差不同，大腦則根據(jù)這些視差的區(qū)別融合出立體的深度和距離，這就是三維圖像。立體視覺的形成過程主要包括兩個階段：第一階段是抽取雙眼物像中的某種基元，然后進(jìn)行基元匹配并檢測出視差信息；第二階段是從獲得的視差信息中感知深度信息。被觀察的外界目標(biāo)由于雙眼位置差異，雙眼視網(wǎng)膜上形成的物像也略有差異，經(jīng)過立體成像的兩個階段，由大腦皮層對視差圖像融合產(chǎn)生立體視覺。

第六十五頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五雙眼視差：人眼在觀看三維空間物體時，會產(chǎn)生立體感，也就是說我們不僅能夠感覺到空間物體之間的距離，也能夠感覺到空間物體與我們之間的距離。當(dāng)人眼觀察一個三維物體時，雙眼從左右兩邊稍有差別的角度進(jìn)行觀察，被觀察物體在人的左右眼視網(wǎng)膜上所形成的光學(xué)映像也略有差異，這種左右眼觀察的差異就是人們通常所說的雙目視差。立體三維顯示就是對我們實(shí)際視覺形成過程的一種模擬。立體三維圖像必須提供視差信息，只有視差才能通過物體與觀察者的空間距離真正產(chǎn)生物體與物體之間的空間距離，是視差提供了視覺給我們帶來的空間感和真實(shí)感。目前有很多不同的三維顯示技術(shù)：視差阻礙、多層顯示、微透鏡、液晶開關(guān)、偏振光和色彩編碼等。第六十六頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五6.3.3視差照明式視差照明式是裸眼立體顯示技術(shù)中研究最早的技術(shù)之一。圖6.19視差照明式示意圖(a)左眼視區(qū)(b)右眼視區(qū)(c)合成的景物(d)立體觀察區(qū)域第六十七頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五在投射式的顯示屏后形成離散的、極細(xì)的照明亮線，這些亮線以一定的間距分開，通過控制后，左眼可以透過顯示屏的偶像素列看到亮線，而右眼透過顯示屏的偶像素列是看不到亮線的。反之，透過奇像素列右眼可以看到亮線，而左眼則看不到亮線。這樣觀察者接受到的圖像是帶有視差信息的立體視差圖像對，能夠通過大腦產(chǎn)生深度感知。視差照明亮線的形成，即線光源的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法主要包括：1、運(yùn)用多光源，再用透鏡聚焦形成很細(xì)的亮線；2、運(yùn)用單光源或雙光源，再運(yùn)用光導(dǎo)傳光、透鏡匯聚形成很細(xì)的亮線；3、運(yùn)用微加工技術(shù)制作旋光性不同的狹縫實(shí)現(xiàn)很細(xì)的亮線；4、運(yùn)用液晶光閥的旋光性和偏振片配合形成很細(xì)的亮線。第六十八頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五不管哪一種線光源的產(chǎn)生方法，都是要產(chǎn)生一組非常狹窄的亮線給臨近的液晶列像素提供照明。視差照明式原理簡單，顯示效果好，特點(diǎn)主要包括：1)具有實(shí)現(xiàn)二維/三維顯示轉(zhuǎn)換的功能。2)隨觀察者位置變化可以顯示不同視角的高分辨率圖像。3)可以實(shí)現(xiàn)全分辨率顯示和多視區(qū)顯示。4)視差顯示效果較好，重像少。5)線光源后置。

第六十九頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五6.3.4光柵式光柵式自由立體顯示是基于雙目視差原理的三維立體顯示技術(shù)，所謂自由立體即為裸眼觀看方式。光柵式自由立體顯示器主要由平板顯示屏和光柵精密組合而成，左、右眼視差圖像交錯排列在平板顯示屏上，利用光柵的分光作用將左、右眼視差圖像的光線向不同方向傳播，當(dāng)觀看者位于合適的觀看區(qū)域時，其左、右眼分別觀看到左、右眼視差圖像，經(jīng)大腦融合后便可感知到具有立體感的圖像。根據(jù)所采用的光柵類型，光柵式自由立體顯示器可分為狹縫光柵式和柱透鏡光柵式兩類。狹縫光柵式又分為前置狹縫光柵和后置狹縫光柵兩種，其結(jié)構(gòu)圖分別如圖：(a)中狹縫光柵置于平板顯示屏與觀看者之間，觀看者左、右眼透過狹縫光柵的透光部分只能看到對應(yīng)的左、右眼視差圖像，由此產(chǎn)生立體視覺；第七十頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五(b)中狹縫光柵置于平板顯示屏與背光源之間，用來將背光源調(diào)制成狹縫光源。當(dāng)觀看者位于合適的觀看區(qū)域時，從左（右）眼處看顯示屏上只有左（右）眼視差圖像被狹縫光源照亮，那么左、右眼就只能看到對應(yīng)的左、右眼視差圖像，由此產(chǎn)生立體視覺。狹縫光柵式自由立體顯示器結(jié)構(gòu)與原理第七十一頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五狹縫光柵方法的特點(diǎn)：1)方便實(shí)現(xiàn)二維/三維顯示功能切換；2)狹縫光柵既可安裝在顯示屏前，又可安裝在顯示屏后；3)提供雙眼全分辨率圖像；4)觀察者可以自由移動，包括距離和方向。柱透鏡光柵式自由立體顯示的優(yōu)缺點(diǎn)恰好同狹縫光柵式相反，這種方法又稱柱透鏡方法或者雙凸透鏡方法。這是一種在顯示器前面鑲上一塊柱透鏡板來控制圖像觀看方向的方法。柱透鏡光柵式自由立體顯示器的結(jié)構(gòu)如下圖所示。第七十二頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五柱透鏡光柵式自由立體顯示器結(jié)構(gòu)與原理柱透鏡陣列是由許多柱面透鏡緊密排布而成，這一特性使得它對圖像具有“壓縮”和“隔離”的作用。在平板顯示器的前面加一層微柱透鏡，使平板顯示器的像平面位于透鏡的焦平面上。在每個柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個子像素，這樣透鏡就能以不同的方向投影每個子像素，把奇、偶列像素上顯示的視差圖像投射到人的左、右眼，經(jīng)視覺中樞的立體融合獲得立體感。第七十三頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五柱透鏡光柵式自由立體顯示與狹縫光柵式立體顯示方式比較結(jié)果，可從下表看出。 類型比較柱透鏡光柵式狹縫光柵式結(jié)構(gòu)和材料柱透鏡光柵式具有柱面陣列的透明光柵板，材料為光學(xué)塑料或者玻璃狹縫光柵式具有明暗相同的透明光柵薄膜，材料為聚酯塑料或其它薄膜材料優(yōu)點(diǎn)1.不遮擋顯示畫面2.不影響顯示亮度1.制作成本低2.光柵參數(shù)易于改變3.不存在對焦問題缺點(diǎn)光柵板制作成本高光柵參數(shù)不易改變柱面鏡的焦平面對焦要求高遮擋顯示畫面影響顯示亮度第七十四頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五這種差別的原因在于人眼有兩個基本特性：調(diào)節(jié)和會聚。眼睛通過調(diào)節(jié)特性將物體的像聚焦到視網(wǎng)膜上，并通過會聚特性將雙眼視軸會聚到被注視的物體上。觀看現(xiàn)實(shí)世界的物體時，人眼的調(diào)節(jié)距離和會聚距離是一致的。然而在觀看光柵式自由立體顯示器時，人眼的調(diào)節(jié)距離是固定的，即位于立體顯示屏上，而會聚距離與物體的再現(xiàn)立體深度有關(guān)。由于物體的再現(xiàn)立體深度是由物體的視差大小決定的，因此會聚距離也由視差大小決定。根據(jù)雙目視差原理，觀看者將左、右眼視差圖像融合成立體圖像，但所融合的視差大小具有一定的范圍，這個范圍稱為融合范圍。在觀看立體圖像時，若視差大小在融合范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)和會聚距離雖然不一致，但觀看者仍能將左、右眼視差圖像融合成一幅立體圖像，如下圖(a)所示；若視差的大小在融合范圍之外，觀看者則無法將左、右眼兩幅視差圖像融合成一幅立體圖像，如下圖(b)所示，第七十五頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)和會聚的不一致是光柵式自由立體顯示器的固有特性，因此兩者不一致所引起的視覺疲勞是不能消除的，只能盡可能減小。調(diào)節(jié)和會聚的不一致特性與視差融合范圍示意圖第七十六頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五6.3.5多視點(diǎn)技術(shù)如圖（a）所示，視區(qū)1表示觀看者眼睛位于該視區(qū)時只能看到第一幅視差圖像；同理視區(qū)2表示觀看者眼睛位于該視區(qū)時只能看到第二幅視差圖像。當(dāng)觀看者左眼位于視區(qū)1而右眼位于視區(qū)2時，就能感知到立體圖像。若觀看者水平移動一定距離就會使得左眼位于視區(qū)2而右眼位于視區(qū)1，從而產(chǎn)生偽立體。由此可見，采用雙視點(diǎn)技術(shù)，觀看者只能在相對固定的位置觀看到立體圖像，缺乏自由度。采用雙視點(diǎn)和多視點(diǎn)技術(shù)的視區(qū)分布比較第七十七頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五為了給觀看者提供較大的觀看自由度，可采用多視點(diǎn)技術(shù)。所謂多視點(diǎn)技術(shù)，即單個光柵節(jié)距下有N（N>2）幅視差圖像信息。如下圖所示，N幅視差圖像交錯排列在平板顯示屏上，借助光柵的分光作用，當(dāng)觀看者水平移動時，總有兩個最佳視差圖像進(jìn)入左眼和右眼，從而形成立體視覺。多視點(diǎn)技術(shù)中也存在偽立體，即左眼位于視區(qū)N而右眼位于視區(qū)1時，但相對于雙視點(diǎn)技術(shù)而言，偽立體視區(qū)要小得多。多視圖立體顯示系統(tǒng)第七十八頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五6.4應(yīng)用與實(shí)例立體觀察實(shí)驗(yàn)1到4要用下圖所示的立體反光鏡來觀察立體視覺現(xiàn)象。6.4.1立體觀察實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)立體反光鏡實(shí)驗(yàn)裝置若將被觀察的左右兩張立體圖分別置于立體反光鏡的左右兩個平面反射鏡下方，左右兩圖就分別通過左右兩個平面反射鏡和直角棱鏡，再經(jīng)目鏡在觀察者的左右兩眼中成像，其效果相當(dāng)于左右兩眼分別觀察左右兩圖再合像于人的大腦。第七十九頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五實(shí)驗(yàn)1.將下圖所示的黑白剪影圖(a)和(b)分別置于立體反光鏡的左右兩臂下，微動圖片后將左右兩眼的成像合為一體，此時將感到圖片的兒童與母親不在一個平面上。這是因?yàn)閮蓮垐D中的各物體對左右兩眼的視差角不同。實(shí)際上若將兩圖疊合在一起就可以看到圖中各物體之間的錯位。再通過立體反光鏡觀察黑白剪影圖下半部,左右兩圖原來各有兩人,而合像后觀察者看到的是三人，呈現(xiàn)出母親將嬰兒遞到女孩手中的結(jié)果，如(c)所示。這個實(shí)驗(yàn)說明立體視覺是來自左右兩眼的像疊加的結(jié)果。

（a） (b) 左右兩眼的成像結(jié)果第八十頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五實(shí)驗(yàn)2.再比如將下圖所示的立體白描圖分別置于立體反光鏡的左右兩臂下，將圖片上方用于定位的十字線合在一起，合像后將看到圖中的人物雕像比背景中的建筑物近。這是因?yàn)樽笥覂蓮垐D是畫家從左右兩個角度對同樣的景物寫生獲得。若將透明的兩張圖片疊合在一起就能觀察出兩者的細(xì)微差別立體白描圖第八十一頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五實(shí)驗(yàn)3.將下圖所示的圖片(a)和(b)分別置于立體反光鏡的左右兩臂下，合像后將觀察到圖中原先偏離圓心的帶網(wǎng)格線的黑方塊移到了圓的中心位置，而且黑方塊明顯比圓離觀察者近。如果將(a)和(b)兩張圖片左右對換位置，則可看到相反的現(xiàn)象，圓比黑方塊近。立體視覺的產(chǎn)生與變化第八十二頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五實(shí)驗(yàn)4.上述實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均為觀察靜態(tài)圖片，也可以實(shí)驗(yàn)動態(tài)的立體景象。下圖（a）為利用Powerpoint繪制的互補(bǔ)色立體動畫中的一幀，為兩個相疊交的圓，左側(cè)的圓為紅色，右側(cè)的圓為青色。在動畫播放過程中，左右兩圓分別相向運(yùn)動，當(dāng)兩者位置互換后再反向運(yùn)動，不斷循環(huán)。觀察者佩戴紅、青互補(bǔ)色眼鏡，將看到一個黑色的圓環(huán)，由近及遠(yuǎn)，再由遠(yuǎn)及近，不斷跳動。第八十三頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五動態(tài)的立體景象實(shí)驗(yàn)圖為兩個相疊交的圓，左側(cè)的圓為紅色，右側(cè)的圓為青色。在動畫播放過程中，左右兩圓分別相向運(yùn)動，當(dāng)兩者位置互換后再反向運(yùn)動，不斷循環(huán)。觀察者佩戴紅、青互補(bǔ)色眼鏡，將看到一個黑色的圓環(huán)，由近及遠(yuǎn)，再由遠(yuǎn)及近，不斷跳動。第八十四頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五“獅子鉆火圈”立體動畫實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)5.可以設(shè)計(jì)如右圖(c)所示的立體動畫觀察箱，其結(jié)構(gòu)為中間帶隔板的斗狀暗箱，其開口大小形狀與計(jì)算機(jī)顯示屏相同。暗箱底裝有兩個目鏡，目鏡中心距d取人眼瞳孔間距平均值65mm，目鏡與斗底開口平面(計(jì)算機(jī)顯示屏所處位置)距離f為目鏡的焦距。第八十五頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五使用時將斗狀暗箱的開口緊貼計(jì)算機(jī)顯示屏，實(shí)驗(yàn)者兩眼分別通過兩個目鏡觀察計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的動畫。由于暗箱中間的隔板將顯示屏分割為大小相同的左右兩半，左右兩眼各看到半個屏幕的圖像，獲得的總印象是兩半圖像疊加的結(jié)果。圖(b)為利用Powerpoint繪制的彩色立體動畫中的一幀，在動畫播放過程中，兩個紅色的圓環(huán)位置固定，兩個獅子頭部在各自的圓環(huán)內(nèi)不斷重復(fù)相互靠近再遠(yuǎn)離的循環(huán)運(yùn)動。暗箱隔板將兩個圓環(huán)隔開，觀察者將看到獅子頭部不斷地從遠(yuǎn)處向近處移動，并穿過紅色的圓環(huán)，故將此實(shí)驗(yàn)命名為“獅子鉆火圈”。如果在計(jì)算機(jī)屏幕的左右兩半?yún)^(qū)域中分別同時顯示兩臺攝像機(jī)從左右兩個角度同時拍攝的同一場景,借助上圖(c)所示的立體鏡箱,就可以看到彩色立體電影。第八十六頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五6.4.2立體變畫的一般制作方法一、選擇圖像1、圖像的清晰度。2、圖像的色彩要求。二、構(gòu)建空間感強(qiáng)的平面圖像1、圖像層次分明、色彩豐富。2、圖層數(shù)量越少越好。3、在畫面中，前景背景有強(qiáng)烈的可對比性。4、對于要特寫的物體，其本身一定要具有極強(qiáng)的空間。5、減小相鄰層中的物體之間的可對比度。6、層與層之間要有明顯的色差。7、同種類的物體，對比性極強(qiáng)。

第八十七頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五三、立體圖像制作具備的條件1、多張有一定視差的系列圖像，通過一組光線分離器（光柵）將不同圖像分別映入左右眼。2、立體圖像制作就是將多張有一定視差的系列圖像巧妙地安排到一張平面圖中，輸出出來，與一組光線分離器（光柵）相結(jié)合到一起，形成立體圖像。3、立體圖像制作流程1)獲取多張有一定視差的系列圖像，有記錄圖像和模擬圖像兩種方式。2)根據(jù)需要，選擇一種光柵。3)通過計(jì)算機(jī)，將多張有一定視差的系列圖像，處理成與選擇光柵相匹配的光柵圖像。4)輸出光柵化的圖像。5)將光柵化的圖像與選擇的光柵結(jié)合到一起，制成立體圖像。第八十八頁，共一百零二頁，編輯于2023年，星期五四、光柵基礎(chǔ)1、光柵：光柵是一組光柵單元（光線分離器）組成的，最初的光柵很像柵欄，形象地稱為光柵。光柵種類：光柵的種類很多，市場上常見的有狹縫光柵和柱鏡光柵，柱鏡光柵又分為膜材、片材、板材。2、光柵參數(shù)1)光柵單元（光線分離器）：它是組成光柵的基本單位。2)柵距（線距）：組成光柵的基本單位（光線分離器）的寬度。3)光柵線數(shù)：一英寸內(nèi)光柵的基本單位（光線分離器）個數(shù)。4)聚焦：光柵與光柵圖像成像最佳(最清晰)距離。