第六章三维立体多媒体技术资料课件.ppt

《第六章三维立体多媒体技术资料课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第六章三维立体多媒体技术资料课件.ppt（102页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、多媒体技术基础与应用范铁生 岳承君 王 军 王丹华 编著电子工业出版社高等院校计算机规划教材高等院校计算机规划教材高等院校计算机规划教材高等院校计算机规划教材笔域燎跺快也斋吴榴淑敌爪裙捡抉弃洱荆册亏凑书拧双杏瓣贡队嘛翰尘疽第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用 第第6章章 立体多媒体技术立体多媒体技术学习要点学习要点掌握立体视觉的基本原理掌握立体视觉的基本原理掌握立体视觉的基本原理掌握立体视觉的基本原理掌握立体电影的基本原理掌握立体电影的基本原理掌握立体电影的基本原理掌握立体电影的基本原理掌握立体电视的基本原理掌握立体电视的基本原理掌握立体电视的基本原理掌握立体电

2、视的基本原理熟悉立体画基本设计方法熟悉立体画基本设计方法熟悉立体画基本设计方法熟悉立体画基本设计方法 浅类睛售屋捏吾享谚蛛叙舞萤型歌衙皱亢惶蟹骇层歧库末捐颜淑凛泻翰俐第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用 6.1 6.1 立体视觉的基本原理立体视觉的基本原理 6.1.1 6.1.1 人眼的会聚人眼的会聚 6.1.2 6.1.2 人眼的视差人眼的视差 6.1.3 6.1.3 深度形成的生理因素深度形成的生理因素 6.1.4 6.1.4 深度形成的心理因素深度形成的心理因素 6.2 6.2 立体电影原理立体电影原理 6.2.1 6.2.1 基本原理基本原理 6.2.2

3、 6.2.2 色分法色分法 6.2.3 6.2.3 时分法时分法 6.2.4 6.2.4 偏振法偏振法 6.3 6.3 立体电视原理立体电视原理 6.3.16.3.1立体电视的发展立体电视的发展 6.3.2 6.3.2 基本原理基本原理 6.3.3 6.3.3 视差照明式视差照明式 6.3.4 6.3.4 光栅式光栅式 6.4 6.4 应用与实例应用与实例辊苞湾涉络勺汛内谴别央听杨贫脸徐腑泡揍京庸枷抛烁嫁酋谎耸罚调肚己第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用早在五千多年前的古埃及，人们就己经有了对二维成像技术的追求。考古发现当时对人物形象的画法造型，全身侧面造型，唯

4、有双肩体位保持正面。大部分都把脸表达成侧面的姿态，显示出额头、鼻子和嘴唇的轮，而眼睛和躯体的位置都是正面的，整个人物从头到脚有两次90度的转向。真人或站或坐都无法保持这种姿势，但这种奇特的造型却可使人物具有立体感和厚重感。古代尚且能以此实现立体视觉的梦想，当代的人们就更不满足于立体的场景由于平面显示器的限制，而使得人眼的立体视觉功能空余遗憾。潭切蛤锥丈约咖衍蛊熏荔躺漱冷逾眼酉忻国渴妓播谨粗树阳犁愁寞训鹿椒第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用古埃及壁画羌吏禾炕芭宣燕虫羽颤样腑魁舀窗驻错沥牡汲胖英债帮搏假改哭郴煤染娥第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多

5、媒体技术基础与应用再如右图亦是如此吹溺扩崔溪肝汹兜蚤旬蒸驳央恳趴和所凤基备底瑰悍裸撵玻痔即都于特邓第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用6.1 立体视觉的基本原理立体视觉的基本原理立体视觉(stereoscopic vision)定义：定义：定义：定义：双眼观察景物能分辨物体远近形态的感觉。双眼观察景物能分辨物体远近形态的感觉。人的立体感是这样建立的：双眼同时注视某物体，人的立体感是这样建立的：双眼同时注视某物体，双眼视线交叉于一点，叫注视点，从注视点反射回双眼视线交叉于一点，叫注视点，从注视点反射回到视网膜上的光点是对应的，这两点将信号转入大到视网膜上的光点是对

6、应的，这两点将信号转入大脑视中枢合成一个物体完整的像。不但看清了这一脑视中枢合成一个物体完整的像。不但看清了这一点，而且这一点与周围物体间的距离、深度、凸凹点，而且这一点与周围物体间的距离、深度、凸凹等等都能辨别出来，这样成的像就是立体的像，这等等都能辨别出来，这样成的像就是立体的像，这种视觉也叫立体视觉。种视觉也叫立体视觉。挟豫家琶皱沛夕番太宅困那槽演室拽师由牙傀讫鞋摈帜箩漂购擎认纵唆躺第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用6.1.1 6.1.1 人眼的会聚人眼的会聚人眼的会聚人眼的会聚人眼的结构特点人 眼 结 构 功 能 图退插剁好铁迫呵凯仕伏诸雅炉辛俱坚荒局

7、逊搞莱粱瘫玫答胺体瞒揉孩征啊第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用前房是由角膜、虹膜和晶状体共同包围的空间，虹膜位于晶状体前面，中央是瞳孔，晶状体后面的后房空间为玻璃体。视网膜由视锐度极为敏锐的中央凹区、视锐度略差的黄斑区、以及只对运动图像敏感的周边区构成。脉络膜是视网膜外面包围着的一层黑色膜，作用是吸收透过视网膜的光线。当在特定距离观察一个物体时，眼睛的睫状肌会调节晶状体的屈度，尽可能使影像落在视网膜的中央凹上，以保证网膜影像的清晰。看远物时晶状体较扁平，而看近物时较凸起，人眼的这种保证被观察的对象在视网膜上清晰成像的功能称为晶状体调节功能。人是用两只眼睛来进行

8、观察的，当观察一个物体时，两眼的视轴会在被观察物体的某一点上相交，该点的视像会落在两只眼睛中央凹的位置上，这就是双眼会聚。审刁表蝗雇畦吭始寿剐甩籽运职壮挝啡绅辟方瀑岸朵脓包搅诵甲淤重椰立第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用6.1.2 6.1.2 人眼的视差人眼的视差人眼的视差人眼的视差当人眼向前平直注视时所能看到的空间范围称为视野，视野就是整个视网膜对外界的感光范围。立体显示时图像信息要满足在合理的视野范围内才能完成二维视觉。眼保持平直注视方向，此时所感受的视野称为绝对视野。在眼和头都保持不动的情况下，视野受到眼附近组织的影响，此条件下的视野称为相对视野。当双眼

9、注视于一点，双眼所能看到的全部范围称为双眼视野。台汽灶害励蜘辨砍贼二胰相触帐韶辽二末抵恫袒砧贫暖搁数炙都货因禹令第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用图6.2左右眼球的相对视野（视标：5mm）测正常人用5毫米白色视标，（用黑箭头标记的）白视野最大，而红、绿色视野依次缩小10左右（蓝色未标），且左右眼对称的椭圆区域，其长宽比近似为169。醚榨富擦妄回盲打碾格蕴裸讯蟹袒荐血亥晃狰汤过墩蟹晓僵侵预狈羹马伤第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用双眼视野区分成三个部分，中间部分为左右眼视野的重叠区，约为120度。此区域因双眼视线均可到达，是两眼

10、的共同视野，与三维空间辨认有密切的关系，也时称为立体视野。立体视野外侧是月牙形的单眼视野。单眼视野约为30度到40度，每侧只有一只眼的视线可以到达，不能形成立体视图对，因而不能产生立体视觉效果。视觉的数据是由点、线、轮廓、阴影和线与线之间的位置关系组成的，这些数据到达眼睛后形成视网膜图像。嗣湍惜牵一地赶呕乐落盏己付唉圾迈遂检腥裸谰咕辆性眺酋诀奶蔡吩惭网第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用单只眼睛无法体现空间视觉的例子：从不同方向(A,B)来的光，落在视网膜的不同区域(a,b)上，因此可以加以辨别，但是由于在同一方向上的所有各点(A1,A2,A3)投射于视网膜的同

11、一区域，则无法确定哪一点更远或哪一点近，因此视网膜点只能表明客体的方向不能表明它的距离。单眼成像的原理 逊忧峰漫寸价住洋浪韭菊抨火温滚甚平贸燎军伦馅若楼山第杜坪霜戳转纬第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用眼球的旋转运动称之为辐辏，形容人或物聚集像车辐集中于车毂一样，如左下图所示。两眼对一观察点的两视线所夹的角称为辐辏角，如右下图，其中a 1,a 2分别为点Fl和F2的辐辏角。Fl和F2两点远近不同，因此，辐辏角a 1,a 2也不同，眼球旋转运动的程度也不一样，这样就产生了深度感觉。辞贬能痢衬娱硒镀锯往希筒痰目虎桌沿拇殃毗噎年渺描斟坠卷括黍旨惮台第六章三维立体多媒

12、体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用实验证明，辐辏和调节之间有密切关系。辐辏引起调节，调节也引起辐辏。但二者不是单值函数关系。当眼球为聚焦而进行的调节固定于某一视距时，允许辐辏在一定范围内变化。反之，当眼球的辐辏固定于某一点时，也允许眼球的调节在一定范围内变化。如果两者的变化超过各自的允许范围时，就会在三维显示时引起视觉疲劳。从以上双眼立体信息的机理可知，双眼视差和辐辏是人眼立体视觉的生理因素，是以人眼的生理活动为基础的，而不像单眼立体信息中含有很多的经验因素。产生远近感觉最主要的原因是双目的视差。由于两眼在空间有不同的位置，同一景物在左右两眼所成的像有微小的差别,这就是视差。窟

13、斜琳格找藤堆礼宪咱碍痒矢炭夕砂弓扛毫养异谦惹互滥犯艘透畜某殷瞅第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用立体显示的技术 如图所示,L和R分别代表左眼和右眼所在位置，S和T在LR的中垂线上,PQLR。双目注视S点，即通过自适应调节聚焦到S点，由于辐辏效应，左右眼中的S合成一点。点T1和T2分别代表T点在左右眼中形成的2个像，让这2个像互不干扰地进入左右眼，由于大脑已经习惯了看辐辏以后的效果，所以大脑会自动将T1和 T2合成T点，和参考点S相 比，T点有了纵深的效果，从而产生立体的感觉。目前有 mediaconverter7 软件可以将二维的图像、视频等转换成三维形式。（

14、详见此文件夹内）产生立体视觉的原理 坑詹聋谱舵耻您索嚏空卞注渡琵蟹义朗历揖近杜窜剃其顶桥童鞭器啊雷西第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用用mediaconverter7转换的立体视觉示例左眼视图（即原图）右眼视图民当茧钻郡顶询蚜育蓖祝痪湛云宿氏惯毯耽惭闻谊鸳幕忙室煽八祁哈迂跺第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用在观看空间某个对象时，人的双眼就从左右两边稍有差别的角度进行观察，因此被观察的物体在人的左右眼视网膜上所形成的像有存在略微的差异，这种差异就是双眼视差。视差的产生是由于人的左右眼之间有一定的距离。把一本书放在眼睛正前方大约2

15、5厘米的地方，使书脊朝向人脸并向下倾斜45度角，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(见下图)。勇辅歧睬廊哭嚷荒翼虚释肮跨岿祭曝炔温葡度装志闻背溶蒂牺呵菌遂精川第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用当把书逐渐离开观察者时，书上的每一点相对左右眼所形成的视角就逐渐减小，所形成的视差也就逐渐变小，到达一定距离时，视差消失。物体距离眼睛太远时，就不会产生有深度感的视觉了。所以，物体越近，视差越明显，人眼就是由此获得深度信息的。书 脊 成 像 过 程 异鄙腮忻善舷拟谩坛歼氟衍粤摆忻搀蝉蔓

16、沮轻虚置搁赃锣窗仙吁制墓粘苹第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用与人的正常立体视觉机制有关的只有两个:调节和单眼运动视差。依靠调节来检测距离的能力与成像系统的焦深和调节的肌肉系统有关。焦深D由下式决定:式(6.1)中r为瞳孔直径，分辨率，D为屈光度。由此式可见，瞳孔直径越大，分辨率、屈光力越小，精度就越高。由单眼视所产生的单眼运动视差主要是由观察者移动身体以使空间物体的相互位置变化，从而判断物体间的前后位置。仅临褂嫂擒讶疤蜡亮董乎耻霸作蠢污高苯浇厉薄漂翘有卓胸比吧须轻胚赘第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用物体在两眼视网膜上单独成

17、像,这两个物像是同时产生的，大脑皮层能将这两个物像融合成一个物像，这就是双眼单视。双眼单视和立体视 l 将双眼视觉像融合为 一个视觉像的机能称 为融合机能。佣咐莲协苑锤进痹饰卒陌顷少迷替棵苯好怪绸裴孰奸臭庭饱识湾缮孙珊敛第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用假设双眼单视所得的单一图像或双眼所得的立体视觉像是控制双眼的单一器官功能所致，可以设想一个位于双眼中间的眼，左右眼视网膜像的重合代表这一假想眼产生的单一像。这个中间的假想眼代表双眼的视觉功能，称为中央眼（如右图）。视觉空间定位，既不单纯依据左眼，也不单纯依据右眼，而是以中央眼向正前方的延伸线为依据，以判知正前方

18、的深度方向。中央眼 益工枢哗拉诡渺麦馁限死遂朴皖痈构何肇纽抚晰捎昨癸朱饯藐靡比铆滞赴第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用单眼调节、运动视差以及双眼单视、双眼视差、中央眼的概念描述了人眼立体视觉机制的形成，是立体显示技术研究的重要基础。视觉中枢是通过哪些信息的处理来实现立体视觉的，这些信息即是深度线索，研究表明深度线索既包括生理因素，也包括心理因素。渣啤殷绞垮隅睡熊减咬猿贤捌努签春臀散椒蜘卖社渔阳瑞笑拳逛藩资降壹第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用疤墒淑帛瓮昔页绰赐句湿灼空佬威傲吝极乱硷熊常伍氮契蔓颊枉麓勃皆凌第六章三维立体多媒体技

19、术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用槽锈考幌趁羞购赋矛耍攀少钞祖慑纺熙胎源椿恫止险帆建案炸沮执裙枷崖第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用渡岳瓢换扒衣门幸烛琳铁吝弄斥邱粥劫趁神瓢箱褂涪底括际不傻追兴池水第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用敛绑际萤己巍条裂中灰埔圈烛颗勃炒暴常肮畸反店嫩末屑米话泅弃陨蚕贝第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用6.1.3 6.1.3 深度形成的生理因素深度形成的生理因素深度形成的生理因素深度形成的生理因素生理学和生理光学对立体视觉的影响因素有四种：眼睛调节、双眼视轴

20、辐合、双眼视差、单眼移动视差。当眼睛观看物体上的一点时，由该点发出的光线就聚焦于双眼的视网膜的中心(中央凹)，眼睛的两个中央凹在视网膜上给出了可以比较的对应位置，从而根据它来确定眼睛的会聚，而来自注视点以外各点的光线并不总能聚焦在两个视网膜上的对应位置。这个过程可以用全息圆来说明。熔按碾户澡龋扭枪妻腻害授棍懈剐胃傲倒蛙卷歧雕诺栋腻余汰痹制仲驻讶第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用让双眼注视右图内的M点，设眼睛晶体的中心点为O1,O2，用两条直线连接M和O1,O2，并延伸到视网膜上的m1和m2点。可以在图中确定视网膜上的两点P1,P2，当 P1O1m1=P2O2m

21、2时它们处于彼此对应的位置，P1，P2也是空间一点在视网膜的成像。当P点按上述的路径在P1,P2上成像时，则视网膜上P点的双眼视差为零。由几何关系，所有视差为零的P点系列就可构成一通过O1、O2点的圆，这个圆就是根据双眼视差得出的等距轨迹，称为全息圆。全息圆 奥俺永砒会堆针玻娃托权鹏甲焕书岩凿冶更喊伏竣盅缺践铱豢续蝎泳背盒第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用虑链印迂涤英胞哨澜疹钮濒耘筛枚煤妇坡进钢膀虚输匝剖衰荣谷吭幌拒戴第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用6.1.4 6.1.4 深度形成的心理因素深度形成的心理因素深度形成的心理因

22、素深度形成的心理因素人类的立体视觉包括两部分，即生理立体视觉和心理立体视觉。心理立体视觉主要是由线性透视、朦胧透视、遮挡、阴影、颜色、纹理梯度等因素构成。(1)线性透视。当眺望远方时，远处景物看起来尺寸很小。(2)烟雾(朦胧)透视。当观看远处弥漫着烟雾的风景照片时，会有一种强烈的深度感觉。逸却挣虚控架搜侦肢板匝关憎京锄逮挑毒郧股胆这氨辜阀绝芬抢愧饥佩适第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用(3)遮挡。是指一个物体遮蔽了另一个物体的一部分，遮挡是判断物体深度秩序的重要条件，但是不能判断事物间的距离。两个物体的前后位置关系会提供相应的深度线索。图中的a,d提供了深度线

23、索。而 b,c没有深度线索。重叠 戮造节釉幼瑞怯奇帅裕遣谐伙怎创云牢广菏兆缝辟枣万林剿休鸭缅醚听玲第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用(4)阴影。阴影是由不透明或半透明物体的阻碍所引起的表面照度的变化。通常情况下认为暗的部分是由于光线被遮挡，亮的部分是光线的直接照射。阴影 舜联简梅悼央荡赫长略宜晴声敢丈映韭珍惠浦唱叫膝导蛮赁孽卸舍旅竖烩第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用(5)颜色。同一视标由于颜色的不同，有时看起来近，有时看起来远。因此当观察同一个物体时，根据该物体色调的变化也可以获得该物体深度变化的心理暗示。(6)纹理特征。观

24、察具有相同纹理特征的物体表面，可以发现随着物体的深度距离增加，纹理的基本单元尺寸变小，因此纹理的变化也可以反映出物体深度的变化。总而言之，心理立体视觉主要依靠视觉记忆和经验，观察者能够从平面图像中准确地提取出物体间的相对位置和相对深度。赁陵辉荷悯麻川仲削楚状颂赔弛烦原宪帛让磅恕粉隶丛婉歧壹痰贮棺螺辜第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用心理立体视觉的例子：会转动的花瓣与护球雹疯盅浮躲宰咐承钧骚玖赋猾骏寺台钒伐食祷访肩父笑疵辆酪尼晓第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用这些绝对不是gif动画，里面的图案其实一点都没动。诊裤鼠沈样兆玫赂悼

25、躁萨裴漏龙鞘瘴证沏俘剖颁怖篇铸求巷囊省尖鹤拎黄第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用美国震撼3D壁画展现了一个灾难场景，由于太过逼真，在马上完成时，这幅灾难画引起了消防队的注意，他们甚至停下车，想去采取营救行动篱尧功膏篷粱渤犯注剥雅彦岭址胎谴浚劝积取虞擦摘求撤回急阿宅鞘除窒第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用6.2 立体电影原理立体电影原理数字立体电影拍摄和放映数字立体电影拍摄过程 数字立体电影放映过程 6.2.1 基本原理基本原理捉窒办浊员件饱毕窃依券盒燥遁瞪沥昔色糙砒耶砚奏拂真昨析曙餐撇闪煌第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体

26、多媒体技术多媒体技术基础与应用视角差是产生3D视觉的决定因素 在现实中，人的视觉之所以能分辨远近，是靠两眼之间的视角差。在看任何一样东西时，两眼的角度都不会完全重叠，人脑即凭借这微小的差距产生景深感。物体距离越近，两眼产生的视角差越大，景深感就越明显，反之亦然。因此，人的感官能准确判断一定范围内的物体方位，但对过于遥远的物体距离则失去距离感。比如人无法依靠视觉判断太阳和月亮谁离得比较近。丑尹颐癌涯蝴千按益断敦湃阁啦眠烃靴咽汹孰嫩巡素践竟馏囤酉绞吸枕炔第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用Imax 3D影院 使用Imax 3D影片时，Imax摄影机装有两个相同的镜头

27、，镜头间距正好是人眼间距65mm，两幅图像被分别记录到两条间歇同步运行的65mm空底片上。在Imax 3D影院，专用的Imax 3D立体放映机分别把左右两条影片上的图像通过一对放映镜头放映到巨幕上。Imax胶片采用独特的70mm横排以造成巨幅效果，如图6.13所示为几种常见的电影胶片，从左到右分别是：70mm Imax胶片（仅一个镜头的胶片）、70mm胶片、35mm胶片（电影院里看的电影，几乎全部是用35mm胶片放映的）、16mm胶片。（前些年还有8mm胶片，不过已经绝迹了。）这些胶片是按照宽度来命名。除了Imax，其他胶片都是竖着放映的。栽兢窗撬淆未佩几洲云夷免慨僚演滁体抚惫崭湘骡我台呛钩粥

28、紫策升统犬第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用Imax 3D胶片与其他胶片的区别 噪渺姆搞瓦痊躁阵懒兄荔挨歪琢腮呢悼宵摈评惨陆搀燃丸颇骏停问诧癸畴第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用耽渍做严贤孽楞竹测神慨抚情焚义车拎顶樱奸乍泅棚圈麓卧傅馈绪按味搔第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用立体电影生成过程 假定摄像机位于z坐标轴的(0,0,d)处,d是从摄像机到xy平面的距离,则投影到xy平面的公式为：如果摄像机在(0,0,9)处,点(8,-5,-3)就会投影到(6,-3.75)处。设想有两个摄像机,相隔距

29、离为C,为了做一个左摄像机的透视投影,把摄像机向左移动C的一半。为了数学计算方便,移动整个场景到右边而不是移动摄像机到左边。现在,左摄像机的投影公式为:秃汞丽咙谤峦贾牡矢伺烈吼胳操绷谎衙帚茫茫饥宇敛奈致拍肾贝芭折翌锗第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用摄像机在(0,0,9)处,试验点在(8,-5,-3)处,如果设两个摄像机的相隔距离为1,那么左摄像机投影到(6.375,-3.75),右摄像机投影到(5.625,-3.75)。可以注意到,试验点的左投影点在右投影点的右边0.75个单位处。如果在一个立体观察系统里重叠看这两个投影点的话,就会产生一个负视差,意味着这个

30、点看起来好像在显示屏幕的前面。相反,如果左投影点在右投影点的左边,就会产生一个正视差,看起来就好像在显示屏幕的后面。当左右投影点在投影面上重叠的时候,产生的是零视差,零视差看起来就好像在屏幕上。一个好的立体图像会有正视差,负视差和零视差。负视差看起来是不太舒适的。声生褥蛙梧橙缮溃恢舍绪淫借泰丑肺车沸浦赢弱赛汹浦遵交贩义册瑞崔朋第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用可以对以上两个公式进行简单的修改,使左摄像机投影的投影值左倾,右摄像机右倾。如果用同样的初始摄像机位移值来移动投影点的话,产生的几何效果会把初始投影面精确地放在零视差处,以前在投影面后面的场景元素就会形成

31、正视差。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)。这样产生正视差,看起来好像在显示屏幕的后面。因为场景元素的初始z坐标为-3,其在z坐标为0的投影面后面。觅饺乎裸讼馋霍翠番床鹏火教硫证丙剧玫函绩淋轻尔帘契庶怕劫夹搽觅屋第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用数字立体电影的观看方式主要有：色分法（如红绿立体法）、时分法（如液晶闪闭法）、光分法（如偏振光立体法）等。观看方式立体观察效果成本观看要求红绿立体法彩色画面较差低红绿眼镜偏振光立体法效果稳定并适合长时间观看很高偏振眼镜液晶闪闭法效果稳定，易疲劳较高同步

32、液晶眼镜芦旁栗沥孝析悔逝备互喀馈荔蚤骋蕊寅功荔梧论兑壬坚厌味笺号擞涤总只第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用6.2.2 6.2.2 色分法色分法色分法色分法色分法是把两 幅具有适当视差的同一景物分别制成红色和绿色图像，再把这两幅图像组合在一起。其原理如图。红绿立体形成的基本原理就是将左右图像用红绿两种补色同时显示出来并用相应的补色观察。即分别用红色绘出左眼图像，用绿色绘出右眼图像，观察者戴上红绿眼镜观看，其中的红色镜片滤掉绿色图像，看到红色图像，绿色镜片滤掉红色图像，看到绿色图像。这样，观察者的每个眼镜就只能看到一个图像，这样就实现了分像。因此通过红绿眼镜将具有

33、视差的两张图各自反映到大脑，使人产生逼真的立体感。厉绷口织蜜氰郁傈贫张文寞孙爵头穗属瘁葵嫉腾吾迪碾窗骤陶膜矿试龚婪第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用色分法的拍摄与放映 针楚襄琴藻石蕊背阶巫壶勃卡谎肩州秆卫佬捌锹妖用勒宜高硷帧烃肉璃话第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用色分法适合个人用户，成本低廉但效果很差 红蓝眼镜一两块钱就可买到 红蓝片源易得，无需特殊放映设备 氛鬃腥你估搅筐帕净氰刃则牟楼攫逾而躯术慌想菌迅腻勒酬曰青色篡痔侥第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用6.2.3 6.2.3 时分法时分法

34、时分法时分法时分法的技术原理是在发送端用两台摄像机，模拟人的左、右两眼进行摄像，产生一对视差图像信号，编码成一路信号进行传送。接收端解码成两路信号，在屏幕上同时显示两幅图像，由人的两眼分别观看，从而获得立体感。实现在同一眼睛上显示左右两幅图像，使左右眼的视图在不同时刻无交叉地交替显示。微斋翅巷泼昨畅涪叔蜀啪矫喷惹涌盅策贵澜掳逝代薛攒馅便郎伤俗评材辗第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用被动式眼镜的两个镜片都采用电子控制，可以根据显示的输出情况进行状态的切换，镜片的透光、不透光切换使得人眼只能看到对应的画面（透光状态下），双眼看到不同的画面就能够达到立体成像的效果。

35、而主动式眼镜控制哪只眼睛看到什么内容的机制是嵌入在眼镜内部的，而不是由节目内容或者投影机决定的。考骆器抓框站偶盆董递衷暗函国蔼扳烙殴矿脑广独哗乱糠臂础筹悍缕摔被第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用NVIDIA独树一帜 时分法利用快门原理 凛短鹤怂撞钻尔惫叔呻维萧仅荚线辆咙牟偿妙役香奸培拆侄性瓤一盗寒世第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用时分法是指以一定速率在显示屏上轮流显示左右眼各自所见的图像，观看者需要戴一副主动工作的液晶眼镜。这副眼镜的左右眼镜片上的液晶分子轮流偏转，通过安装在电脑上的红外发射器协调，与显示器上轮流出现的左右图

36、像同步。当左眼的图像出现时，左眼的液晶透光，右眼的液晶不透光；相反，当右眼的图像出现时，只有右眼的液晶透光。这样左右眼只能看见各自所需的图像，人脑中的3D视觉影像便形成了。芜坎埋汾喉寨建侵枯鸣檀悯静茧窄其质蛰坷复柿帧忍祖苏舟输烧段压排爽第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用6.2.4 6.2.4 偏振法偏振法偏振法偏振法 偏光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，

37、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。如果一束光线都在同一方向上振动，我们就称它们是偏振光，或严格一点，称为完全偏振光。光线按其偏振特性,可以分为自然光和偏振光两种。劳焉依锹合矾概畔瑶珊环摧标佛铜郴馏琶竿问搬流雇菇钵莽梧直静卡电拳第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用液晶具有双折射现象，如果自然光的入射方向不能与晶体的光轴平行，则产生如下图所示的偏振光。其中

38、：0光(寻常光)和e光(非常光)。其他立体显示方法都有晕眩感，观看半小时以上需要中间休息以缓解视力疲劳，而偏振光立体法则没有，因此具有独特的优点。双折射光的偏振况炭询幻覆嘿喜勒鹏相桑盆悦祝斥缓簿趴西迈犀阎谅坎项殴著拿钧牢陡灰第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用影院偏振法实现3D视觉 效果好成本高 捍孵碟伐篮幻刮霍冈疵儿狈心脉柠驶蜀吻憨涉亏钙凉洁根猖痪站尔茶潞潘第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用偏振法实现的3D视觉颜色还原效果非常好，给人的感受很自然，适合较长时间观看。但由于偏振法的实现需要在影片拍摄、制作、放映等全过程中采用特殊

39、方式和特殊设备，成本高昂，故暂无法向家庭或个人用户普及，多数是被影院这样的商业公共放映场所采用。取棠万痊月追娃姓彪讨脏卓允壕膀韩跨仙弃掷践橱解切堆锑汽器懊录染搐第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用NVIDIA总裁预言，你的下台电脑是3D的使翟怪糠趁仔温挖仆训革讯独茨厌雁稗纳麻屉掖响闪妄贪劳啄诛刘旷垄颗第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用6.3 立体电视原理立体电视原理在早期黑白电视时代，比较成功的立体电视是由两部电视摄像机拍摄影像并用两个独立的视频信道传输到两部电视机，每部电视机的屏幕上安置一块偏光板，然后用偏光眼镜去观察，这样的

40、立体电视系统就可以获得立体图像效果。20世纪50年代，“互补色立体分像电视技术”开始应用于立体电视。基本方法是用两部镜头前端加装滤光镜的摄像机去拍摄同一场景图像，在彩色电视机的屏幕上观众看到的是两副不同颜色的图像相互叠加在一起，当观众通过相应的滤光镜观察时就可以看到立体电视图像。6.3.1立体电视的发展立体电视的发展育盼施汹刘有符秸组购丹辑邪朱柠陀揖耸阳尼傍薛炳菲瑞美啊筐逝诵怠刺第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用20世纪70年代末由于陶瓷光开关新材料的出现，人们可以制成光开关眼镜，此时就出现了时分式的立体电视技术。时分式的立体电视技术采用彩色电视信号的奇场和偶

41、场进行立体电视信号的编码。80年代初，东芝公司研制出时分式立体电视投影机，戴偏光镜观看。1985年，松下公司首推时分式液晶眼镜立体电视样机获得成功。现在在国内，清华大学已研制出高透光率的新型液晶光阀眼镜，并于2001年研制成功时分式液晶眼镜立体电视机。现在立体电视已成为电视技术4大发展趋势之一，即：网络电视、超薄网络电视、超薄网络电视、超薄网络电视、超薄电视、大屏幕电视和立体电视电视、大屏幕电视和立体电视电视、大屏幕电视和立体电视电视、大屏幕电视和立体电视。到目前为止，先后出现的各种三维显示技术之间的比到目前为止，先后出现的各种三维显示技术之间的比较，可以通过下表来概括说明较，可以通过下表来概

42、括说明：3D 3D显示技术分类显示技术分类 ：读黍霍酮徽沟腹稠滓愤缕硼诊鲜涪脾衙遭骄存雌彼伟汕获淖咽卒许帐醇踊第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用观看方式采用技术应用方式成熟度优缺点佩戴眼镜主动式时分式3D电视、影院*优点:3D成像质量好缺点：眼镜造价较高被动式光分式3D影院*优点:3D成像质量好缺点:系统造价较高波分式3D影院*优点;3D成像质量好色分式初级3D电视、影院*优点:造价相对低廉缺点:3D效果较差,色彩丢失严重裸眼观看光栅式3D电视机、显示器*优点:不需要配戴眼镜,方便缺点:3D效果差,大屏幕难以实现全息式展览会等*优点:从各个角度观看皆可缺点:不

43、成熟,只能进行简单应用其他立体镜立体图像观景器*优点:成像质量好缺点:只能进行简单应用全真式3D电视机*优点:容易实现缺点:3D效果不明显,将要被淘汰椎筐九眠潦僻鲸抽该德凝放井友苦深蔫乱想馋攫蹬峪挎桶规狄稀炳么狞荤第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用时分式：左右两眼图像交替显示。播放时，摄像机为左右两眼拍摄的图像交替在电视机上显示。光分式：利用偏振光分别向左右两眼提示不同的图像。播放3D内容时采用两台放映机，分别放映左右两眼的影像。波分式：佩戴滤波眼镜，左右眼看到不同波长光形成的图像。播放时采用两台放映机，分别放映左右两眼的影像。色分式：即佩戴滤色眼镜使左右眼看

44、到不同的图像。播放3D内容时采用两台放映机，分别放映左右两眼的影像。光栅式：通过屏幕前光栅的过滤作用，使左右眼看到不同的图像。播放时采用将两幅图像同时在屏幕上显示，并通过屏幕前光栅的过滤作用，使左眼只能看到左摄像机拍摄的画面，右眼只能看到右摄像机拍摄的内容。绣刨烧着级综鸯纳彤系留塔兹藐拣狼婆瓢快幢额丽努陡氓旅阀鉴灿缺吵惩第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用全息式：是一种记录被摄物体反射波的振幅和位相等全部信息的成像技术。立体镜：为使左右眼从不同侧面所见的景物是按视差和物距有所位移，景物图对也是有相应的位移作为左右视网膜的视见像。全真式：从电视制作、播出系统，到百

45、姓家的电视机，均无需增添任何设备和投资，只是在拍摄立体节目时，在摄像机上加装特殊装置即可。观众收看节目时，只需戴上一副特制的成本低廉的三维眼镜即可。目前正在加紧研制新型立体摄像机和立体显示装置。新型立体摄像机具有双镜头，综合了计算机、测控、图像处理技术，拍摄过程符合人的视觉机理。新型立体显示装置分时或同时输入左右图像，采用光学技术，实现左右图像以正确的视差投射到人的双眼，不用戴眼镜，即可在屏幕前直接看到立体图像。炎乘估柄辟壁妈买欢还郡肝草答辐滁往雏便隘把阶便禄虫羽燥踌沮孔共惟第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用触手可及的立体电视观看效果 叶印魏炕勺拦酷毡蒜脐材乔

46、箩篆阔页梭忙匪维诣耙穷仑技听酶肝晌屁环已第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用6.3.2 6.3.2 基本原理基本原理基本原理基本原理立体电视又称为三维电视（3DTV）。立体电视传送的是双视点的影像信息，人们在观看物体时用两只眼睛同时摄取一个物体的图像，形成两个视点，摄取的图像有一定视差。不同深度的物体在左右两眼中形成图像的视差不同，大脑则根据这些视差的区别融合出立体的深度和距离，这就是三维图像。立体视觉的形成过程主要包括两个阶段：第一阶段是抽取双眼物像中的某种基元，然后进行基元匹配并检测出视差信息；第二阶段是从获得的视差信息中感知深度信息。被观察的外界目标由于双

47、眼位置差异，双眼视网膜上形成的物像也略有差异，经过立体成像的两个阶段，由大脑皮层对视差图像融合产生立体 视觉。魔友诵阎腑跪塑旅奉嗡备掺鸦侨缴疹胃雏轩茸钥砷欠村怠榔澜哺剥势匀龟第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用双眼视差：人眼在观看三维空间物体时，会产生立体感，也就是说我们不仅能够感觉到空间物体之间的距离，也能够感觉到空间物体与我们之间的距离。当人眼观察一个三维物体时，双眼从左右两边稍有差别的角度进行观察，被观察物体在人的左右眼视网膜上所形成的光学映像也略有差异，这种左右眼观察的差异就是人们通常所说的双目视差。立体三维显示就是对我们实际视觉形成过程的一种模拟。立体

48、三维图像必须提供视差信息，只有视差才能通过物体与观察者的空间距离真正产生物体与物体之间的空间距离，是视差提供了视觉给我们带来的空间感和真实感。目前有很多不同的三维显示技术：视差阻碍、多层显示、微透镜、液晶开关、偏振光和色彩编码等。溉此菩欧共陪燃悔扼嚎币浪奉诸撼饰绸票缔遁掳抖温摄甩梗调梧稗哄配郑第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用6.3.3 6.3.3 视差照明式视差照明式视差照明式视差照明式视差照明式是裸眼立体显示技术中研究最早的技术之一。图6.19 视差照明式示意图(a)左眼视区(b)右眼视区(c)合成的景物(d)立体观察区域魔乳同醚疼荫静孙贩荡州奖呆段渴虫府

49、题万自卿揭掺碱稚沤晴豺褪署筑春第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用在投射式的显示屏后形成离散的、极细的照明亮线，这些亮线以一定的间距分开，通过控制后，左眼可以透过显示屏的偶像素列看到亮线，而右眼透过显示屏的偶像素列是看不到亮线的。反之，透过奇像素列右眼可以看到亮线，而左眼则看不到亮线。这样观察者接受到的图像是带有视差信息的立体视差图像对，能够通过大脑产生深度感知。视差照明亮线的形成，即线光源的设计和实现方法主要包括：1、运用多光源，再用透镜聚焦形成很细的亮线；2、运用单光源或双光源，再运用光导传光、透镜汇聚形成很细的亮线；3、运用微加工技术制作旋光性不同的狭缝实

50、现很细的亮线；4、运用液晶光阀的旋光性和偏振片配合形成很细的亮线。奴实漫晨赫筛柬创屏柠与端筹纸腑茸铅佐躬禁降保挫器继毁茂炬殖弟标喘第六章三维立体多媒体技术第六章三维立体多媒体技术多媒体技术基础与应用不管哪一种线光源的产生方法，都是要产生一组非常狭窄的亮线给临近的液晶列像素提供照明。视差照明式原理简单，显示效果好，特点主要包括：1)具有实现二维/三维显示转换的功能。2)随观察者位置变化可以显示不同视角的高分辨率图像。3)可以实现全分辨率显示和多视区显示。4)视差显示效果较好，重像少。5)线光源后置。榨使斜痔罢揉维胶互足癣词斯驻咒照初厂导喘庙洒赔纂荫君夏祸盏普辐没第六章三维立体多媒体技术第六章三维