虚拟现实(VR)中的3D立体显示技术
人的感觉器官中接受信息最多的要属视觉器官(我们的眼睛)。在生产和生活中,人们需要越来越多地利用丰富的视觉信息来充实人们的世界与生活。众所周知,现实世界是真正的3D立体世界,而现有的3D立体显示设备绝大多数都只能显示2D信息,并不能给人以深度感觉。为了使显示的场景和物体具有深度感觉(也就是3D),人们在各方面进行了尝试。3D立体显示技术的研究经历了十几年的发展,取得了十分丰硕的成果,从各种手执式观测器、3D立体眼镜、头盔显示器,到现在最新的不需要眼镜的3D立体显示器,有用棱镜的、透镜的、光栅的、电子开关的等等很多成果。
立体显示世界发展至今,3D成为了当之无愧的核心关键词;从电视、显示器到投影机、MP4等显示设备已经全部推出了3D立体显示设备。然而继高清之后,3D已经成为显示设备下一个重心。虽然无数人对3D已经耳熟能详,但是3D究竟是什么,3D能给我们带来什么,我们需要为3D付出什么,3D技术有什么缺点呢?为了这些疑问,今天在这就和大家一起对3D技术进行全面系统的了解。
立体显示技术(Virtual Reality 简称VR),又称灵境技术。是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。他综合利用了计算机图形学、仿真技术学、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术,模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性,而且能够突破空间、时间以及其他客观限制,感受到真实世界中无法亲身经历的体验。
虚拟现实技术以沉浸性、交互性、构想性为基本特征,沉浸性是指用户通过虚拟现实装备在虚拟环境中感受的真实程度,让用户完全沉浸在虚拟环境中达到以假乱真;交互性是指用户对虚拟世界中的物体的可操作度,及从虚拟世界得到反馈的实时性和自然程度;构想性是指用户在虚拟环境中扩展想象空间和开阔认知范围。
虚拟现实(VirtualReality—VR):简单的说是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。作为一门先进的人机交流技术,虚拟现实技术已被广泛应用军事模拟、视景仿真、虚拟制造、虚拟设计、虚拟装配、科学可视化等领域。3D立体显示是虚拟现实的一个实现方式。
3D立体显示技术是视觉显示技术中较复杂和关键的技术,同时,它也是虚拟现实的重要支撑技术。由于人体两眼间位置距离而有视差,两眼产生有细微差距的画面,这两个画面在大脑中融合,产生有空间立体感的物体。
3D立体显示器一直被公认为显示技术发展的终极梦想,多年来有许多企业和研究机构从事这方面的研究。日本、欧美、韩国等发达国家和地区早于20世纪80年代就纷纷涉足立体显示技术的研发,于90年代开始陆续获得不同程度的研究成果,现已开发出需佩戴立体眼镜和不需佩戴立体眼镜的两大立体显示技术体系。
其中裸眼3d立体显示技术是影像行业最新、前沿的高新技术,它的出现改变了传统平面图像给人们带来的视觉疲惫,也是图像制作领域的一场技术革命,是一次质的变化,它以新特奇的表现手法,强烈的视觉冲击力,良好优美的环境感染力,吸引着人们的目光。像搜维尔【SouVR.com】的Magnetic Allura Enabl3D 57"裸眼立体显示器就采用了最前沿的多视图自动立体液晶显示技术。
Magnetic Allura Enabl3D 57"裸眼立体显示器采用了最前沿的多视图自动立体液晶显示技术。该产品配有可配置输入/输出端口,适用于数字标牌应用领域,可提供高清晰分辨率以及无以伦比的图像品质。它的可选前保护玻璃保证了产品的耐用性。
Magnetic的Enabl3DTM的3D立体显示器专业打造工业级液晶显示器,该系列的产品无需佩戴眼镜或使用任何专门的护目镜,便可以为观众提供超级舒适的高清晰度3D收视体验。世界各地的Magnetic用户都对Enabl3DTM立体显示器都称赞有加。
与其它竞争者的3D显示器不同, Magnetic的3D显示器解决方案在提供强烈的“跳出”屏幕之外的视觉冲击的同时,还能够在不牺牲分辨率的前提下显示2D视频。用户无需佩戴眼镜即可体验3D立体效果,真正身临其境的体验Magnetic的自动立体Enabl3D的解决方案。
虚拟现实3D立体显示器对于大多数的人或许很陌生,但是早在100多年前就有立体的动画产生,Sir Charles Wheatstone 在1833年就利用双眼视差法在两张手绘的草图上创造出了世界上的第一组立体图像,Wheatstone也是第一个利用像差原理作出立体镜的人,后来 Sir DAVID Brewster(1781-1868)也用两个透镜做了一个立体镜prism stereoscope。不过他们两个是利用两部相机,模拟两只眼睛的距离,在左眼位置拍一张照片,右眼位置再拍一张,如此拍出两张照片之后,再用立体镜,左右眼分别同时观看。这类立体图在双眼融合前后形状都一样,只有深度的生动感不同。
立体显示器的原理是利用人眼视差特性,在人眼裸视条件下呈现出具有空间深度信息的逼真立体影像。它由3D立体显示器、播放软件、制作软件三部分组成。立体显示器采用显微透镜光栅屏幕或透镜屏技术,通过摩尔纹(moiré)干涉测量法精确对位,利用一组倾斜排列的凸透镜阵列,仅在水平方向上发生的折射来为双眼提供不同的透视图像,来实现立体效果。
立体显示器是建立在人眼立体视觉机制上的新一代自由立体显示设备。它不需要借助任何助视设备(如3D眼睛、头盔等)即可获得具有完整深度信息的图像。自由立体显示设备能够出色的利用多通道自动立体现实技术提供逼真的3D图像。它根据视差障碍原理,利用特定的掩模算法,将展示影像交叉排列,通过特定的视差屏障后由两眼捕捉观察。视差屏障通过光栅阵列(利用摩尔干涉条纹判别法精确安装在显示器液晶面板上)准确控制每一个像素透过的光线,只让右眼或左眼看到,由于右眼和左眼观看液晶面板的角度不同,利用这一角度差遮住光线就可将图像分配给右眼或者左眼,经过大脑将这两幅由差别的图像合成为一副具有空间深度和维度信息的图像,从而使您不需要任何助视设备(如戴上3D眼睛)即可看到3D图像。
虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式,与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比,虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。早在60年代初,随着CAD技术的发展,人们就开始研究立体声与三维立体显示相结合的计算机系统。80年代,Jaron Lanier提出了"虚拟现实"VR(Virtual Reality)的观点,目的在于建立一种新的用户界面,使用户可以置身于计算机所表示的三维空间资料库环境中,并可以通过眼、手、耳或特殊的空间三维装置在这个环境中"环游",创造出一种"亲临其境"的感觉。
虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化、操作以及实时交互的环境。随着计算机技术的发展,虚拟现实被广泛应用于城市规划,医学领域,娱乐与艺术文化,卫星与航天工业,室内设计领域,地产开发领域,教育,娱乐,科学研究,虚拟工业仿真领域等各个领域。而3D立体显示器是一种支持多视角3D光学镜片的3D立体液晶显示器,它可以被用在那些需要做立体显示的特殊地方诸如立体航空培训,立体相片自动制作机,广告业,教育,娱乐,科学研究,商业 3D 立体展示等等。目前3D立体显示器开始成为市场上的主流,各种3D电影给3D立体显示器市场注入了强有力的活力,也体现了虚拟现实与3D立体显示技术相辅相成,缺一不可。注:本文为搜维尔原创内容,如需转载请联系我们!邮箱:frank@souvr.com
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