3D立體眼鏡的成像原理

★★★★★【文章導(dǎo)讀】：3D立體眼鏡的成像原理具體內(nèi)容是：由于計算機(jī)屏幕只有一個，而我們卻有兩個眼睛，又必須要讓左、右眼所看的圖像各自獨(dú)立分開，才能有立體視覺。這時，就可以通過3d立體眼鏡，讓這個視差持續(xù)在屏幕上表現(xiàn)出來。通過控制ic送出立體訊號(左眼->右眼->左眼…

來源：日期：2013-11-29 9:19:39 人氣：標(biāo)簽：

由于計算機(jī)屏幕只有一個，而我們卻有兩個眼睛，又必須要讓左、右眼所看的圖像各自獨(dú)立分開，才能有立體視覺。這時，就可以通過3d立體眼鏡，讓這個視差持續(xù)在屏幕上表現(xiàn)出來。通過控制ic送出立體訊號(左眼->右眼->左眼->右眼->依序連續(xù)互相交替重復(fù))到屏幕，并同時送出同步訊號到3d立體眼鏡，使其同步切換左、右眼圖像，換句話說，左眼看到左眼該看到的景像，右眼看到右眼該看到的景像。3d立體眼鏡是一個穿透液晶鏡片，通過電路對液晶眼鏡開、關(guān)的控制，開可以控制眼鏡鏡片全黑，以便遮住一眼圖像;關(guān)可以控制眼鏡鏡片為透明的，以便另一眼看到另一眼該看到的圖像。3d 立體眼鏡就可以模仿真實(shí)的狀況，使左、右眼畫面連續(xù)互相交替顯示在屏幕上，并同步配合3d立體眼鏡，加上人眼視覺暫留的生理特性，就可以看到真正的立體 3d圖像。

3d立體眼鏡的顯示模式

市面上搭配3d/vr立體眼鏡應(yīng)用的立體圖像種類繁多。常見的顯示模式主要有以下四種：交錯顯示(interlacing)、畫面交換(page-flipping)、線遮蔽(line-blanking)、畫面同步倍頻(sync-doubling)。

一、交錯顯示(interlacing)

交錯顯示(interlacing)就是依序顯示第1、3、5、7……等單數(shù)掃描線，然后再依序顯示第2、4、6、8……等偶數(shù)掃描線的周而復(fù)始的循環(huán)顯示方式。這就有點(diǎn)類似老式的逐行顯示器和ntsc、pal、及secom等電視制式的顯示模式。

交錯顯示模式的工作原理是將一個畫面分為二個圖場，即單數(shù)描線所構(gòu)成的單數(shù)掃描線圖場或單圖場與偶數(shù)描線所構(gòu)成的偶數(shù)掃描線圖場或偶圖場。在使用交錯顯示模式做立體顯像時，我們便可以將左眼圖像與右眼圖像分置于單圖場和偶圖場(或相反順序)中，我們稱此為立體交錯格式。如果使用快門立體眼鏡與交錯模式搭配，則只需將圖場垂直同步訊號當(dāng)作快門切換同步訊號即可，即顯示單圖場(即左眼畫面)時，立體眼鏡會遮住使用者之一眼，而當(dāng)換顯示偶圖場時，則切換遮住另一支眼睛，如此周而復(fù)始，便可達(dá)到立體顯像的目的。(如圖：1)

由于交錯模式不適于長時間且近距離的操作使用，就計算機(jī)顯示周邊技術(shù)而言，交錯模式需要顯示硬件與驅(qū)動程序的雙重支持之下方可運(yùn)行。隨著相關(guān)顯示周邊技術(shù)的進(jìn)步，非交錯模式已完全取代交錯模式成為標(biāo)準(zhǔn)配備。

二、畫面交換(page-flipping)

畫面交換(page-flipping)是由特殊的程序來改變顯卡的工作原理，使新的工作原理可以用來表現(xiàn)立體3d效果。因?yàn)椴恢艿娘@示芯片有其獨(dú)特的工作原理，所以如果要使用畫面交換，那么必須針對各個顯示芯片發(fā)展獨(dú)特的立體驅(qū)動程序以驅(qū)動3d硬件線路，因此畫面交換僅限于某些特定顯示芯片。

它的工作原理是將左右眼圖像交互顯示在屏幕上的方式，使用立體眼鏡與這類立體顯示模式搭配，只需要將垂直同步訊號作為快門切換同步訊號即可達(dá)成立體顯像的目的。而使用其它立體顯像設(shè)備則將左右眼圖像(以垂直同步訊號分隔的畫面)分送至左右眼顯示設(shè)備上即可。(如圖：2)

畫面交換提供全分辨率的畫面質(zhì)量，故其視覺效果是四種立體顯示模式中佳的。但是畫面交換的軟硬件要求也是高的，原因主要有兩點(diǎn)。第一、屏幕的交錯顯示與3d立體眼鏡的遮蔽不佳的話，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"圖像(左眼、右眼、合成圖像)，也就是說圖像會有殘影出現(xiàn)。所以要想同時存取左右眼的畫面，那么畫面緩存器(frame buffer)所需的小容量就要普遍的兩倍。第二，由于屏幕是交錯顯示，因此不可避免地會出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。要想克服立體顯像的閃爍問題，左右眼都必須提供至少每秒60個畫面，也就是說垂直掃描頻率必須達(dá)到120hz或更高。

三、畫面同步倍頻(sync-doubling)

畫面同步倍頻(sync-doubling)與前兩種顯示模式大的不同，它是用硬件線路而不是軟件去產(chǎn)生立體訊號，所以無需任何驅(qū)動程序來驅(qū)動3d硬件線路，因此任何一個3d加速顯示芯片均可支持。只需在軟件系統(tǒng)上，對左右眼畫面做上下介紹便可達(dá)成。

它的工作原理是通過外加電路的方式在左右畫面間(即上下畫面間)多安插一個畫面垂直同步訊號，如此便可使左右眼畫面，就像交錯般地顯示在屏幕上，通過使用畫面垂直同步訊號為快門切換同步的方式，我們便可以將左右畫面幾乎同時送到相對應(yīng)的雙眼中，達(dá)到立體顯像的目的。由于畫面同步倍頻會將原垂直掃描頻率加倍，因此須注意顯示設(shè)備掃描頻率的上限。此模式是具效果的立體顯示方式，不會受限于計算機(jī)硬件規(guī)格，同時可利用圖像壓縮(mpeg)格式，達(dá)到進(jìn)一步傳輸、儲存的目的。(如圖：3)

四、線遮蔽(line-blanking)

線遮蔽(line-blanking)與畫面同步倍頻一樣，是通過外加電路的方式來達(dá)到立體顯像的目的，相當(dāng)適合計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的非交錯顯示模式。

它的工作原理是將擷取的畫面儲存在相當(dāng)?shù)木彺嫫?buffer)中，送出遮蔽偶數(shù)掃描線的畫面后送出一個畫面垂直同步訊號，再接著送出遮蔽單數(shù)掃描線的畫面，如此周而復(fù)始的擷取畫面并送出兩個單偶遮蔽的畫面，便可類似于畫面交換的方式行立體顯像的工作。其工作模式會將顯卡送出訊號的垂直掃描頻率加倍，因此使用這種立體顯示模式，須注意顯示設(shè)備掃描頻率的上限。(如圖：4)