三维显示技术在广播电视工程中的应用.docx

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1、三维显示技术在广播电视工程中的应用摘要 我们所处的世界是三维，我们所看到的图片是二维。传统的显示技术无法重现客观世界，而三维显示技术可以显现客观世界。虚拟现实技术和增强现实技术是三维显示技术的关键技术之一，科学家正在发明使三维显示器上的图像与真实物体尽量重合。三维显示技术在广播电视工程领域拥有广阔的发展空间，是推动广播电视工程进步的新能源新动力。作为21世纪发展最快的尖端技术，三维显示技术实现了高清，高亮度等显示效果，并且在广播电视工程领域发挥的作用越来越明显。三维显示技术与广播电视工程的结合，为实现终端可视化自由立体显示奠定了坚实的基础。关键词 三维显示 广播电视工程 自由立体显示Appli

2、cation of three-dimensional display technology in radio and television engineeringAbstract The world we live in is three-dimensional, and the pictures we see are two-dimensional. The traditional display technology cannot reproduce the objective world, and the three-dimensional display technology can

3、 show the objective world. Virtual reality technology and augmented reality technology is one of the key technologies of 3D display technology. Scientists are inventing to make the image on the 3D display coincide with the real object as much as possible. Three-dimensional display technology has a b

4、road development space in the field of radio and television engineering, and is a new energy and new driving force for the progress of radio and television engineering. As the fastest-growing cutting-edge technology in the 21st century, 3D display technology realizes high-definition, high-brightness

5、 and other display effects, and its role in the field of radio and television engineering is becoming more and more obvious. The combination of three-dimensional display technology and radio and television engineering has laid a solid foundation for the realization of terminal visual free stereo dis

6、play.Key words Three-dimensional display Radio and televisionFree stereoscopic display目录一、三维显示技术的概述 二、三维显示技术的原理 三、广播电视工程的发展四、3D与广播电视工程结合，提升广播电视工程产业发展五、总结六、致谢七、参考文献一、三维显示技术的概述人类生活在三维环境中，而我们所认知的二维显示方式只能从一个侧面或者一个小的方面来认识我们的世界。跻身新世纪以后，随着电脑图形学飞速发展，虚拟现实科技获得快速普及。不过和软件模拟科技对比，生活应用硬件装置（像电视机、电话、计算机显示器等）没有三维性能。现

7、今我们看见三维影像，通过软件仿真远近明暗，人们视觉体会达到。人类视觉能感受到三维影像，是因为软件模拟可于二维投影内仿真一些三维功效。比如表现对象中间之遮挡能力，可感到气雾等。但由于装置操作限定众多三维之性能，涵盖左眼及右眼之视觉差以及运动视差，可以带给视觉情景之变动，适应性观测间距之变动，导致双目调动视差。因而显现三维图像早已逐步变成各个三维科技分析研发关键。三维显示器应用光学科技、微电子科技、微控制技术及电脑图形学科技，收集二维面图像并且用三维方式显现。和二维显示器对比，三维显示器可实际再现主观目标，因而可更加精确。 三维显示技术是当今一个非常让人感兴趣的科技前沿领域。早年间,3D电影问世曾

8、使人喜出望外。沉寂了很长一段时间后，3D浪潮再度升起。2008年，日本有线BS频道开始播映3D节目;2009年12月，耗资5亿美元的3D电影巨作阿凡达以多种版本，特别是 IMAX在全球进行公映，所到之处真的是一票难求，盈利达数亿美元;2010年初的美国 CES展会上，众多国际一线电视厂商纷纷推出3D电视新品;2010年4月，天空传媒开办3D电视频道。因此，2010年被称为“3D新纪元”。3D不仅与我们的生活息息相关，而且在其他方面都具有重大意义。国际上发达国家，像美国、日本、德国、投资大批资本给三维科技，把三维科技列入国家预算。我国也高度重视3D科技。多所科研院加入三维科技装置研发，并且获得可

9、喜成效。因为很多国家都非常重视，因而当前正在居于竞争时期没有绝对领先国家。现在我国正处在高速发展时期，如果发展的技术卓有成效，那么就可以像我国在移动通信5G领域中占有显著地位。二、三维显示技术的原理（1）三维显示技术的分类通常而言，归类方式存在两种；第一种依据人看三维图像时是不是要带辅助设备，把3D分成助视3D及裸视3D。第二种依据是有出现机理及人眼视觉生理之冲突把3D分成助视光栅3D出现及真3D出现两大类。 3D显示的第二种分类（2）裸视3D显示技术的原理当前主流的裸眼3D显示技术主要包括光栅3D显示，集成成像3D显示，体3D显示和全息3D显示。基本工作原理和特点介绍如下：光栅3D显示依据光

10、栅的不同性质，光栅3D分成狭缝光栅3D显示器及柱面透镜光栅3D显示器。光栅3D显示的结构和原理如图1所示。以两个视点为例，左右视差图像以列间隔显示在平面屏幕上奇数（偶数）和偶数（奇数）列像素上。前狭缝光栅3D显示器中的狭缝光栅遮光带阻挡光，令左眼及右眼离别穿过漏光有在线收看面显示屏。呼应排列以内视差图像，做到以内视差图像之空中别离；狭缝光栅3D显示器内，狭缝光栅把背光调制为了线性光源，并且在适当观看位置的观看者的左眼只能看到显示器上像素的奇数（偶数）列，偶数（奇数）像素列对立在左眼为全部黑色之。一样右眼只好看见显示屏中像素之偶数（奇数）列。偶数）其一系列之像素对立在右眼为全部黑色之，故而做到以

11、内视差图像之光之空中别离。柱面透镜光栅3D显示器内面显示器坐落柱面透镜光栅之焦面中。于柱面透镜单元之排列方位中，每个柱面透镜单元把停放于它焦面中各异方位之以内视差图像光线折射至各异方位，用做到以内视差光之空中别离图片。总之，光栅的3D显示是在平面屏幕上错开左右视差图像，并利用光栅的分光效果将左右视差图像的光散布到不同的方向。当分别观看左眼和右眼的视差图像时，可以通过大脑融合来感知三维图像。在狭缝光栅的3D显示中，由于狭缝阻挡光条对光的阻挡，导致3D图像的亮度降低。圆柱透镜光是3D显示器中的透明介质。柱面透镜光栅只吸取一小部分光线，然而3D图像亮度之危害比较小。两视图光栅3D出现，在线收看人于水

12、准时有1/2之机遇，查询伪3D图像。就是说左眼看见右视差图像，右眼看见左边视差图像，这个很大地步减低三维在线收看自由度。视点科技或者脑袋追踪科技可合用增强三维在线收看自由度。光栅三维出现，显示屏于水准方位中存在定律土地出现n（n2）位视差图像讯息，因而一视差图像之水准分辨率为了显示屏分辨率之1/n，然而笔直分辨率为了两者之间之没有均衡，这个致使三维图像品质之降低。因此，光栅可斜停减低水准分辨率及笔直分辨率。与此同时，光栅之歪斜停放可降低乃至清除莫尔条纹状况。除此以外，光栅3D出现特性连续增强。比如：利用高帧比率及双重光栅科技达到增强光栅3D出现之3D图像分辨率；双狭缝光栅，阶梯狭缝光栅，视差图

13、像灰度级应用，譬如调动和子像素方位调动类似科技可以降低至清除视差图像中间之串扰。液晶狭缝光栅及液晶列镜片光栅科技用来做到2D / 3D出现模式之兼容性。集成成像显示整合成像3D显示器涵盖纪录及再现两个流程。如图2所示，纪录流程应用纪录微镜片阵列对物空中情景成像，并且把图像纪录于微镜片阵列之焦面中之胶卷中。因为组成纪录微镜片阵列之每个镜片部件由各异方位纪录情景讯息之组成部分，因而每个镜片部件呼应产生拥有各异方向出发点之细微图像，就是说图像部件通过与透镜元件相同数量的图像元素，将物空间中任意点处的立体信息漫射地记录在整个膜上，并且将记录在膜上的图像称为图像阵列。再现过程使用具有与记录微透镜阵列相同

14、的参数的再现微透镜阵列，并将具有图像阵列的胶片放在焦平面上在再现微透镜阵列后面。依据可逆光线道路理论，从众多图像要素透射光线受到集聚并且还原，故再现微镜片阵列之前重建完情景之3D图像。穿过整合成再现3D图像，涵盖完好实际视差讯息，而且人可以实际感受到风景。除此以外，这种微镜片阵列可交替为了针孔阵列。由于电耦合装置（CCD）记录装置和液晶显示器（LCD）和其他再现装置的发展，在图1中所示的集成成像中的记录侧膜得以发展。可以用CCD代替图2中的部件，并且可以用显示屏代替再现侧胶片。该过程称为拍摄和显示。也可以使用3D建模软件（例如3DS MAX）来完成上述拍摄过程。依据微镜片阵列和显示屏中间间距g

15、和镜片焦距f中间之关系，可把整合成像3D模式分成三种：实模式，虚模式及聚焦模式。g f是实模式，g 100 Gb带宽，ms级延迟和超高密度连接等技术服务，从而创建了网络性能提升和飞跃。优点。将5G网络集成到3D技术的应用中，为实现3D图像交互，高分辨率和逼真的模拟的目标创造了技术条件。广播电视行业应抓住5G + 3D时代的技术优势，积极开发3D新闻，3D游戏和3D购物等各种应用，以减少或避免信息传播过程中信息衰减的发生，增强听众的意识存在。（4）3D与广电结合的难点引入这项技术需要开发相应硬件设备，需要学习和适应新的显示模式掌握新的操作技巧。为了强调图像的深度线索需要加工修饰原始双眼图像。例如

16、把遮挡的组织透明化，这样会损失原始图像的局部细节影响观感的全面性，长时间关注三维图像，可以导致双目疼痛、头痛、恶心等不适。更加值得注意在线收看三维图像时，间距、图像收集参数设置及显示器参数设置变动，也会带来很多的变化。唯有严肃研究，提出解决方案，可以更进一步做到广播电视和三维图像科技相互促进及融为一体。 五 总结三维显示技术是当下我国重要发展的技术之一，并且在今后的发展中会实践的越来越好。随着我国经济的发展，以及我国综合国力的不断提升，人民的生活水平在一步步提升。广播电视是老百姓生活非常重要的生活方式，所以我国也在努力提升广播电视技术水平。虽然三维显示技术现在应用到广播电视上还有点难，但是随着

17、技术的不断发展，以及稳定的科研投入，我相信在不久的将来，两者的结合能充分运用到实际生活中去，并且会给老百姓带来更多的方便。 六 致谢本论文是在导师杨乐的细心指导下完成的。从选题到开题报告再到论文成稿，每一步都少不了杨乐老师的支持。每当我有什么不会的专业问题来请教他时，他总是会很耐心的讲解，并不断给我提出解决方案，论文因此便很快的写了出来。杨乐老师渊博的知识让我很敬佩，他的高尚的师德让我由衷赞叹。除了杨乐老师以外，我还想感谢其他老师。大学4年是你们教会了我许多专业知识，让我在今后的工作中可以更好的发挥专业知识。 七 参考文献【1】 裸视3D显示技术概述 王琼华;王爱红;梁栋;邓欢; - 真空电技

18、术- 2011-10-25【2】 播电视程技术的发展趋势及对策 刘国松; - 传播研究- 2019-04-01【3】 45inch3D屏柱透镜光栅的参数及光栅倾斜的设计 乃锋 - 学论联合对库- 2016-05-13【4】 激光3D视觉应技术探索 俊浩 - 学论联合对库- 2014-05-30【5】 三维体显示技术综述 丁剑;刘永进; - 系统仿真学报- 2008-09-23【6】 基于眼跟踪的裸眼体视频通信系统 贾晨昱(导师：泽华) - 北京邮电学硕论- 2013-11-20【7】 信息与通信程学院_丁永昕_数字图像体深度信息提取的实现 - 学论联合对库- 2013-06-03【8】 深度增

19、集成成像3D显示器设计 侯娇杰 - 学论联合对库- 2016-05-20【9】 激光3D视觉应技术探索 俊浩 - 学论联合对库- 2014-06-05【10】 三维旋转体成像技术的设计与实现+超+1309615017+电程及其动化 超 - 学论联合对库- 2017-05-07【11】 光电信息科学与程 陈会敏 - 学论联合对库- 2017-05-17【12】 基于光栅型裸眼3D的主观评价测试研究 倩 - 学论联合对库- 2016-05-02【13】 三维旋转体成像技术的设计与实现+超+1309615017+电程及其动化 超 - 学论联合对库- 2017-06-12【14】 基于柱透镜光栅裸眼3

20、D显示器的主观评价测试研究 倩 - 学论联合对库- 2016-04-21【15】 三维显示系统的设计 陈锋 - 学论联合对库- 2016-05-10【16】 三维图形影像显示技术在医学领域中的应 曹利群;颜少明;李鸣皋;原;芊; - 转化医学杂志- 2019-10-20【17】 三维显示技术 - 科技导报- 2018-05-13【18】 三维显示技术 洪跃; - 科学- 2015-05-25【19】 组合成像系统中体元图像阵列的成、编码与显示技术研究 吕源治(导师：王世刚) - 吉林学博论- 2014-05-01【20】 中央电视台3D电视动播出系统综述 张弢; - 职业- 2012-12-15【21】 虚拟现实技术在数字影视特效中的应与分析 张晓娜; - 中国有线电视- 2019-07-15【22】 浅述虚拟现实技术应段 晏强冬; - 中外企业家- 2019-07-25