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医院病房无线呼叫器系统厂家安防视频监控系统立体显示技术——真3D立体显示技术

2023-10-21 10:54

值得指出的是，在裸眼3D显示技术基础上，现又提出一种真3D立体显示技术，因为人类发展显示技术追求的终极目标是在观察三维影像时，犹如在观察一个真实存在的物体，完全满足人类对真实场景的三维视觉体验，即真3D立体显示技术。相对于当下主流的基于双目视差深度暗示的三维显示技术，真三维显示技术不会造成观看者的视觉疲劳，其显示的图像更加真实，更符合人们的视觉习惯。

目前，被列为真三维立体显示技术的有体三维显示技术、光场三维显示技术、全息三维显示技术、光栅三维显示技术与集成成像三维显示技术5种。

一、体三维显示技术

体三维显示技术是一种基于多种深度暗示的真三维显示技术，它通过特殊方式来激励位于透明显示空间内的物质，利用光的产生、吸收或散射形成体素，并由许多分散体素构成三维图像，或采用二维显示屏旋转或层叠而形成三维图像。由此形成的三维图像如同真实的物体，能满足人的几乎所有生理和心理的深度暗示，可供多人多角度裸视观看，符合人们在视觉观看及深度感知方面的习惯，所以是一种真三维显示技术。

具体地说，体三维显示通过二维图像在空间不同位置的叠加，产生三维空间发光点的分布，从而实现三维显示。该方法可以通过二维平面图像的空间扫描或通过静态的多层平面显示器（如液晶显示面板）的叠合产生体像素分布，由此，体三维显示主要有三种实现方式：动态屏、上转换发光和层屏显示技术，现分述如下。

（1）基于动态屏的体三维显示：基于动态屏的体三维显示，依靠机械装置旋转或移动平面显示屏，利用人眼的视觉暂留效应实现空间立体显示效果。

（2）基于上转换发光的体三维显示：基于上转换发光的体三维显示，使用两束不同波长的不可见光束来扫描和激励位于透明体积内的光学活性介质，在光束的交汇处取得双频两步上转换效应而产生可见光荧光，从而实现空间三维图像的显示。

（3）基于层屏的体三维显示：基于层屏的体三维显示，使用高速投影机将待显示物体的深度截面，连续投射到与显示体相对应的深度位置上，且保证在较短时间（如1/24s）内完成在显示体上的投影成像，其中显示体是由距离观看者远近不同的层屏组成的。利用人眼的视觉暂留效应，观看者可在显示体前方任意位置观看到三维图像。

扫描型体三维显示技术如图1所示，扫描型体三维显示技术的原理是通过平面屏幕绕中心旋转，构建出一个圆柱形空间三维显示的。

图1 扫描型体三维显示技术

静态体的三维显示技术如图2所示，其原理是通过高速投影机把图像投射在层状分布的投影屏幕上，从而形成空间发光点分布的。

图2 静态体三维显示技术

由上可见，体三维显示采用基于重构物体原光点方式，得到的图像是在相应位置真实存在的图像。当人的眼睛聚焦到图像上时，不会产生辐後-聚焦调节的冲突。图像具备运动视差的特性，适于全视场观看，观察者数量也不受限制。因此，这种方式的三维显示效果较好，其缺点是所有的显示点都能被看到，不具备空间遮挡关系，无法显示物体的表面纹理。

二、光场三维显示技术

（1）光场三维显示技术的基本原理。任何物体，不论是自行发光，还是漫射/反射周边其他光源的光，都会在该物体的周围形成自己独特的光场分布，如图3所示。

图3 物体发光的光场

如果能够构建这样一个可进行三维显示的屏幕，它可以重建物体发出的光�。ㄋ某錾涔庀叻植加胫暗奈锾迨窍嗤模搜刍嶙苑⒌啬嫦蜃纷俟庀撸沟霉鄄煺咭廊豢梢愿惺艿秸飧鋈锾宓拇嬖�。这就是空间光场三维显示技术的基本原理，如图4所示。

图4 由可三维显示的屏幕所构建的光场

综上，光场三维显示就是在空中再现三维物体的发光光场分布，从而再现出三维景象的。

由于光场包含了物体发光的光线方向，因此具有空间遮挡效应，可以很好地克服体传统三维显示的缺点。