立体眼镜原理 立体眼镜 立体眼镜-简介,立体眼镜-原理

三维眼镜是用于观看立体游戏场景、立体电影、仿真效果的计算机装置,是基于页交换模式(Pagefilp)的立体眼镜,分有线和无线两种,是目前最为流行和经济适用的VR观察设备。

立体眼镜_立体眼镜 -简介


立体眼镜

人类之所以能够看到立体的景物,是因为我们的双眼可以各自独立看东西,也就是左眼只能看到左眼的景物,而右眼只能看到右眼的景物。因为人类左右两眼有间距,造成两眼的视角有些细微的差别,而这样的差别会让两眼个别看到的景物有一点点的位移。而左眼与右眼图像的差异称为视差,人类的大脑很巧妙地将两眼的图像融合,产生出有空间感的立体视觉效果在大脑中。

由于计算机屏幕只有一个,而我们却有两个眼睛,又必须要让左、右眼所看的图像各自独立分开,才能有立体视觉。这时,就可以通过3D立体眼镜,让这个视差持续在屏幕上表现出来。通过控制IC送出立体讯号(左眼->右眼->左眼->右眼->依序连续互相交替重复)到屏幕,并同时送出同步讯号到3D立体眼镜,使其同步切换左、右眼图像,换句话说,左眼看到左眼该看到的景像,右眼看到右眼该看到的景像。3D立体眼镜是一个穿透液晶镜片,通过电路对液晶眼镜开、关的控制,开可以控制眼镜镜片全黑,以便遮住一眼图像;关可以控制眼镜镜片为透明的,以便另一眼看到另一眼该看到的图像。3D立体眼镜就可以模仿真实的状况,使左、右眼画面连续互相交替显示在屏幕上,并同步配合3D立体眼镜,加上人眼视觉暂留的生理特性,就可以看到真正的立体3D图像。

立体眼镜在1953年5月24日立体电影首次出现,为了把观众从电视夺回来,好莱坞推出了一款立体电影,戴着特殊眼镜的观众像在观看《布瓦那魔鬼》及《蜡屋》这类惊险片那样,发现自己躲在逃跑的火车及魔鬼的后面。从而为我们带入了立体电影的时代。

立体眼镜_立体眼镜 -原理

立体电影是用两个镜头如人眼那样从两个不同方向同时拍摄下景物的像,制成电影胶片。在放映时,,通过两个放映机,把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映,使这略有差别的两幅图像重叠在银幕上。这时如果用眼睛直接观看,看到的画面是模糊不清的,要看到立体电影,就要在每架电影机前装一块偏振片,它的作用相当于起偏器。从两架放映机射出的光,通过偏振片后,就成了偏振光。左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直,因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众处,偏振光方向不改变.观众用上述的偏振眼镜观看,每只眼睛只看到相应的偏振光图象,即左眼只能看到左机映出的画面,右眼只能看到右机映出的画面,这样就会像直接观看那样产生立体感觉。这就是立体电影的原理。

在电影院中,佩戴立体眼镜是为了给不同的眼睛送去不同的图像,这和View-Master视镜是一样的。银幕实际上显示着两幅图像,而立体眼镜会让其中一幅进入一只眼睛,而另一幅进入另一只。

1、人眼产生立体原理


人的两只眼睛同时观察物体,不但能扩大视野,而且能判断物体的远近,产生立体感。这是由于人的两只眼睛同时观察物体时,在视网膜上形成的像并不完全相同,左眼看到物体的左侧面较多,右眼看到物体的右侧面较多,这两个像经过大脑综合以后就能区分物体的前后、远近,从而产生立体视觉。
日常生活中人们是用两只眼睛来观察周围具有空间立体感的外界景物的。3d电影就是利用双眼立体视觉原理,它不同于一般普通电影在放映时只有影像的平面感觉,它能使观众能从银幕上获得三维空间感视觉影像的电影。这就是为什么人们在看3d电影的时候为什么要戴上一幅3d眼镜的原因了,不戴上它就感觉看不清楚电影的画面了。

2、3d眼镜原理


3d眼镜采用了当今最先进的“时分法”技术,通过3d眼镜与显示器同步的信号来实现。当显示器输出右眼图像时,右眼镜片透光而左眼不透光,而在显示器输出左眼图像时,左眼镜片为透光状态,而右眼为不透光状态,这样两只眼镜就看到了不同的游戏画面,达到欺骗眼睛的目的。以这样地频繁切换来使双眼分别获得有细微差别的图像,经过大脑计算从而生成一幅3d立体图像。3d眼镜眼镜在设计上采用了精良的光学部件,与被动式眼镜相比,可实现每只眼睛双倍分辨率以及超宽的视角。

立体眼镜_立体眼镜 -分类

分色式

立体眼镜原理 立体眼镜 立体眼镜-简介,立体眼镜-原理

立体眼镜

这是最早出现、最初级的一种3D立体成像技术色分法会将两个不同视角上拍摄的影像分别以两种不同的颜色印制在同一副画面中。这样视频在放映是仅凭肉眼观看就只能看到模糊的重影,而通过对应的红蓝等立体眼镜就可以看到立体效果,以红蓝眼镜为例,红色镜片下只能分辨除红色外的景象(红色镜片,底色为红色所以影片中的红色被忽略),蓝色镜片只能分辨除蓝色外的景象(蓝色镜片,底色为蓝色所以影片中的蓝色被忽略),两只眼睛看到的不同影像在大脑中重叠呈现出3D立体效果。

红蓝眼镜相当便宜,几块钱就可卖一幅。不过因为要损失色彩信息,这种眼镜效果并不是太好。

分光式

又称偏振光式,主要应用于影院和其它高端应用。这种3D眼镜和分色式有相同之处,都是通过过滤使双眼获得不同信息。两只眼镜使用不同的偏振方向,使得两幅分离的图像可以分别被投射。

分光式眼镜也不贵,一般十几元到几十元就可以买到。但是这种眼镜对显示设备要求较高,多针对于投影。对家用的显示器最好别抱多大希望。

时分式

又称主动快门式,是当前主要运用于家用电视的主流3D技术。同时也是电脑显卡芯片主流厂商之一NVIDIA现在主推的一项应用,称之为3D VISION,需要显示器和3D眼镜的配合来实现3D立体效果。

时分法所采用的立体眼镜构造最为复杂,当然成本也最高。两个镜片就好像两个快门,采用电子控制,可以根据显示器的输出情况同步切换开关状态。显示设备显示左眼图像,左眼眼镜同时透光,反之亦然。快速交替即可产生3D效果。

这种眼镜是当前3D眼镜中最昂贵的,多数市价在千元以上,同时也很娇贵,需要小心保护。另外为了让图像不会感到闪烁,显示设备必须支持120Hz,这样才能实现每个眼镜看到画面保持60帧速,否则会感到闪烁。

立体眼镜_立体眼镜 -显示模式

市面上搭配3D/VR立体眼镜应用的立体图像种类繁多。最常见的显示模式主要有以下四种:交错显示(Interlacing)、画面交换(Page-flipping)、线遮蔽(Line-Blanking)、画面同步倍频(Sync-Doubling)。

交错显示

交错显示(Interlacing)就是依序显示第1、3、5、7……等单数扫描线,然后再依序显示第2、4、6、8……等偶数扫描线的周而复始的循环显示方式。这就有点类似老式的逐行显示器和NTSC、PAL、及SECOM等电视制式的显示模式。

交错显示模式的工作原理是将一个画面分为二个图场,即单数描线所构成的单数扫描线图场或单图场与偶数描线所构成的偶数扫描线图场或偶图场。在使用交错显示模式做立体显像时,我们便可以将左眼图像与右眼图像分置于单图场和偶图场(或相反顺序)中,我们称此为立体交错格式。如果使用快门立体眼镜与交错模式搭配,则只需将图场垂直同步讯号当作快门切换同步讯号即可,即显示单图场(即左眼画面)时,立体眼镜会遮住使用者之一眼,而当换显示偶图场时,则切换遮住另一支眼睛,如此周而复始,便可达到立体显像的目的。

由于交错模式不适于长时间且近距离的操作使用,就计算机显示周边技术而言,交错模式需要显示硬件与驱动程序的双重支持之下方可运行。随着相关显示周边技术的进步,非交错模式已完全取代交错模式成为标准配备。

画面交换

画面交换(Page-Flipping)是由特殊的程序来改变显卡的工作原理,使新的工作原理可以用来表现立体3D效果。因为不周的显示芯片有其独特的工作原理,所以如果要使用画面交换,那么必须针对各个显示芯片发展独特的立体驱动程序以驱动3D硬件线路,因此画面交换仅限于某些特定显示芯片。

它的工作原理是将左右眼图像交互显示在屏幕上的方式,使用立体眼镜与这类立体显示模式搭配,只需要将垂直同步讯号作为快门切换同步讯号即可达成立体显像的目的。而使用其它立体显像设备则将左右眼图像(以垂直同步讯号分隔的画面)分送至左右眼显示设备上即可。

画面交换提供全分辨率的画面质量,故其视觉效果是四种立体显示模式中最佳的。但是画面交换的软硬件要求也是最高的,原因主要有两点。第一、屏幕的交错显示与3D立体眼镜的遮蔽不佳的话,那么有可能只能使左眼看到右眼的部份,右眼看到左眼的部份,造成"三重"图像(左眼、右眼、合成图像),也就是说图像会有残影出现。所以要想同时存取左右眼的画面,那么画面缓存器(FrameBuffer)所需的最小容量就要普遍的两倍。第二,由于屏幕是交错显示,因此不可避免地会出现闪烁现象。要想克服立体显像的闪烁问题,左右眼都必须提供至少每秒60个画面,也就是说垂直扫描频率必须达到120Hz或更高。

画面同步倍频

画面同步倍频(Sync-Doubling)与前两种显示模式最大的不同,它是用硬件线路而不是软件去产生立体讯号,所以无需任何驱动程序来驱动3D硬件线路,因此任何一个3D加速显示芯片均可支持。只需在软件系统上,对左右眼画面做上下安排便可达成。

它的工作原理是通过外加电路的方式在左右画面间(即上下画面间)多安插一个画面垂直同步讯号,如此便可使左右眼画面,就像交错般地显示在屏幕上,通过使用画面垂直同步讯号为快门切换同步的方式,我们便可以将左右画面几乎同时送到相对应的双眼中,达到立体显像的目的。由于画面同步倍频会将原垂直扫描频率加倍,因此须注意显示设备扫描频率的上限。此模式是最具效果的立体显示方式,不会受限于计算机硬件规格,同时可利用图像压缩(MPEG)格式,达到进一步传输、储存的目的。

线遮蔽

线遮蔽(Line-Blanking)与画面同步倍频一样,是通过外加电路的方式来达到立体显像的目的,相当适合计算机标准的非交错显示模式。

它的工作原理是将撷取的画面储存在相当的缓存器(Buffer)中,送出遮蔽偶数扫描线的画面后送出一个画面垂直同步讯号,再接着送出遮蔽单数扫描线的画面,如此周而复始的撷取画面并送出两个单偶遮蔽的画面,便可类似于画面交换的方式行立体显像的工作。其工作模式会将显卡送出讯号的垂直扫描频率加倍,因此使用这种立体显示模式,须注意显示设备扫描频率的上限。

由于其采用立体交错格式,对于过去的交错显示的应用软件及媒体,线遮蔽都可充分支持,因此这种立体显示模式的回溯兼容性最佳。但它与交错模式一样,垂直分辨率将会减少一半,所以立体画面品质会比画面交换模式稍差。

立体眼镜_立体眼镜 -制作方法


自制立体眼镜

必备的材料:红色色纸、蓝色色纸、尺、厚纸板、签字笔、剪刀、口红胶。

第一步:拿起自己的眼镜,把形状用签字笔描在厚纸板上。记得镜框画得厚一点,会比较耐用;鼻梁划得大一点,会比较好跟鼻子形状吻合;支撑眼镜的耳框做长一点,如果太长可以剪短,但是太短的话就没救了。

第二步:将眼镜形状剪下后,再把把眼镜镜框的厚纸板,用刀片割下来。

第三步:用口红胶把红色的色纸贴在左眼,蓝色贴在右眼,不要搞错位置了。另外如果颜色不够深的话,看立体的效果会比较差,可以贴两层色纸。

  

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