2024年3月27日发(作者：皇甫子琪)
3D立体显示技术综述
引言
理想的视觉显示与日常经历中的场景对比，在质量、清晰度和范围方面应该是无法区
分的，但是当前的技术还不支持这种高真实度的视觉显示。随着2009年底卡梅隆导演的《阿
凡达》热映，三维立体(3D Stereo)显示技术成为目前火热的技术之一，通过左右眼信号分离，
在显示平台上能够实现的立体图像显示。立体显示是VR虚拟现实的一个实现沉浸交互的方
式之一，3D(3 dimensional)立体显示可以把图像的纵深，层次，位置全部展现，观察者更直
观的了解图像的现实分布状况，从而更全面了解图像或显示内容的信息。
电影《阿凡达》热映的后时代，全民步入了3D立体的时代，随着技术的发展和对3D
技术关注度的剧增，3D显示技术的普及化应用已进入紧锣密鼓的实用阶段。本文旨在介绍
目前各种系统或设备对三维立体实现方式，推广三维立体的认知度。
1、3D立体显示原理
3D立体显示的基本原理如图表1所示。图中表示两眼光轴平行的情况，相当于两眼注
视远处。内瞳距（IPD）是两眼瞳孔之间的距离。两眼空间位置的不同，是产生立体视觉的
原因。F是距离人眼较近的物体B上的一个固定点。右面的两眼的视图说明，F点在视图中
的位置不同，这种不同就是立体视差。人眼也可以利用这种视差，判断物体的远近，产生深
度感。这就是人类的立体视觉，由此获得环境的三维信息。
图表 1 立体显示原理
人眼的另一种工作方式是注视近处的固定点F。这时两眼的光轴都通过点F。两个光轴
的交角就是图中的会聚角。因为两眼的光轴都通过点F，所以F点在两个视图中都在中心点。
这时，与F相比距离人眼更远或更近的其他点，会存在视差。人眼也可以利用这种视差，
判断物体的远近，产生深度感。
目前市场上的3D立体技术的产品主要围绕着裸眼立体和非裸眼立体两种方式，其中涉
及的主要产品有：液晶显示设备、等离子显示设备、便携式显示终端设备、投影设备等。
2、立体显示分类
3D立体显示技术可主要分为:裸眼立体显示、便携式立体显示、佩带眼镜的立体三种方
式，下面分别介绍不同的显示技术。
因头盔式立体呈现方式较老而且使用极少，全息方式因价格等因素远离民用，因此，
本文不对此部分内容做介绍与综述。
2.1裸眼立体显示
裸眼立体显示不要求辅助的观看设备（不需要佩带眼镜），不给用户附加任何约束。
观看区域或观看体积的大小可能有所不同，裸眼立体显示也可由多人观看,但整体亮度或观
看角度有极大限制。
2.1.1透镜(Lenticulars)显示技术
一个透镜面是圆柱透镜的阵列，它用于产生自动立体三维图像，这是通过把两个不同
的二维图像导向各自的观看子区域。在透镜面前方不同的角度上，在子区域内形成图像。当
观察者的头在正确的位置时，每只眼就在不同的观看区，看到不同的图像，得到双目视差。
透镜成图像对于大的视场要求高分辨率。对两个视场必须实时显示，而且图像被切片
并放在透镜后面的垂直条中。可显示的视场的数目受到圆柱透镜聚焦能力不完善性的限制。
透镜畸变和光的绕射减少了透镜方向性，于是由背面屏幕聚焦的图像，不是以平行射线出现，
而是以某种角度散布。这种散布限制了能彼此区分的子区域数目。透镜面显示的另一个关键
问题是背部屏幕图像必须对准缝口或透镜，否则子区域图像将不会导向合适的子区域。
2024年3月27日发(作者：皇甫子琪)
3D立体显示技术综述
引言
理想的视觉显示与日常经历中的场景对比，在质量、清晰度和范围方面应该是无法区
分的，但是当前的技术还不支持这种高真实度的视觉显示。随着2009年底卡梅隆导演的《阿
凡达》热映，三维立体(3D Stereo)显示技术成为目前火热的技术之一，通过左右眼信号分离，
在显示平台上能够实现的立体图像显示。立体显示是VR虚拟现实的一个实现沉浸交互的方
式之一，3D(3 dimensional)立体显示可以把图像的纵深，层次，位置全部展现，观察者更直
观的了解图像的现实分布状况，从而更全面了解图像或显示内容的信息。
电影《阿凡达》热映的后时代，全民步入了3D立体的时代，随着技术的发展和对3D
技术关注度的剧增，3D显示技术的普及化应用已进入紧锣密鼓的实用阶段。本文旨在介绍
目前各种系统或设备对三维立体实现方式，推广三维立体的认知度。
1、3D立体显示原理
3D立体显示的基本原理如图表1所示。图中表示两眼光轴平行的情况，相当于两眼注
视远处。内瞳距（IPD）是两眼瞳孔之间的距离。两眼空间位置的不同，是产生立体视觉的
原因。F是距离人眼较近的物体B上的一个固定点。右面的两眼的视图说明，F点在视图中
的位置不同，这种不同就是立体视差。人眼也可以利用这种视差，判断物体的远近，产生深
度感。这就是人类的立体视觉，由此获得环境的三维信息。
图表 1 立体显示原理
人眼的另一种工作方式是注视近处的固定点F。这时两眼的光轴都通过点F。两个光轴
的交角就是图中的会聚角。因为两眼的光轴都通过点F，所以F点在两个视图中都在中心点。
这时，与F相比距离人眼更远或更近的其他点，会存在视差。人眼也可以利用这种视差，
判断物体的远近，产生深度感。
目前市场上的3D立体技术的产品主要围绕着裸眼立体和非裸眼立体两种方式，其中涉
及的主要产品有：液晶显示设备、等离子显示设备、便携式显示终端设备、投影设备等。
2、立体显示分类
3D立体显示技术可主要分为:裸眼立体显示、便携式立体显示、佩带眼镜的立体三种方
式，下面分别介绍不同的显示技术。
因头盔式立体呈现方式较老而且使用极少，全息方式因价格等因素远离民用，因此，
本文不对此部分内容做介绍与综述。
2.1裸眼立体显示
裸眼立体显示不要求辅助的观看设备（不需要佩带眼镜），不给用户附加任何约束。
观看区域或观看体积的大小可能有所不同，裸眼立体显示也可由多人观看,但整体亮度或观
看角度有极大限制。
2.1.1透镜(Lenticulars)显示技术
一个透镜面是圆柱透镜的阵列，它用于产生自动立体三维图像，这是通过把两个不同
的二维图像导向各自的观看子区域。在透镜面前方不同的角度上，在子区域内形成图像。当
观察者的头在正确的位置时，每只眼就在不同的观看区，看到不同的图像，得到双目视差。
透镜成图像对于大的视场要求高分辨率。对两个视场必须实时显示，而且图像被切片
并放在透镜后面的垂直条中。可显示的视场的数目受到圆柱透镜聚焦能力不完善性的限制。
透镜畸变和光的绕射减少了透镜方向性，于是由背面屏幕聚焦的图像，不是以平行射线出现，
而是以某种角度散布。这种散布限制了能彼此区分的子区域数目。透镜面显示的另一个关键
问题是背部屏幕图像必须对准缝口或透镜，否则子区域图像将不会导向合适的子区域。