綠風(fēng)內(nèi)障及裸眼3D技術(shù)

眼科綠風(fēng)內(nèi)障（原發(fā)性閉角型青光眼）診療方案原發(fā)性青光眼是一種常見的致盲性眼病，多雙眼發(fā)病。按房角的開閉情況分為閉角型和開角型。閉角型者有非常淺的前房和狹窄的房角為重要的解剖特點(diǎn)，眼壓急性或慢性增高，可急性發(fā)病，有劇烈的眼脹痛和急劇視力下降，也可癥狀不明顯，隱匿發(fā)病，慢性進(jìn)展。一、診斷疾病診斷中醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn)：參照【中醫(yī)眼科學(xué)】（曾慶華主編，人民衛(wèi)生出版社，2003年）。本病急性發(fā)作期，其證多實(shí)多熱，病屬肝膽，重在辨別風(fēng)、火、痰郁之主次；緩解期或慢性期，證候多虛實(shí)互見，病屬肝腎或肝胃，重在辨別陰虛、陽虛之輕重，兼火、兼風(fēng)、兼飲之各異。本病若治之不力或誤治，每有失明之虞。西醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn)：參照全國高等醫(yī)藥院校七年制教材【眼科學(xué)】（葛堅(jiān)主編,人民衛(wèi)生出版社，2005年）本病的參考診斷標(biāo)準(zhǔn)如下：

①雙眼或先后發(fā)病，中老年者，女多于男，與家族史及情緒波動有關(guān)。

②臨床前期，前房淺，房角窄。

③前驅(qū)期，有頭痛、眼眶周痛、鼻酸、虹視及視力模糊。

④急性期，眼壓突然上升６．６ｋＰａ以上，眼劇痛、頭痛、惡心嘔吐、視力明顯下降，光感甚至失明；混合充血，角膜水腫呈霧狀，前房淺，虹膜紋理不清，瞳孔放大，對光反應(yīng)消失，視乳頭充血模糊，視網(wǎng)膜中央靜脈曲張，動脈搏動。

⑤慢性期，急性發(fā)作后，進(jìn)入緩解期，但如未經(jīng)治療，反復(fù)發(fā)作，房角粘連，眼壓升高，瞳孔中等大，房水流暢系數(shù)小于0.19虹膜節(jié)段性萎縮，視乳頭凹陷及萎縮，杯盤比C/Ｄ≥0.6，雙眼杯盤比差0.2以上，視力下降，視野缺損。

⑥絕對期，眼壓持續(xù)升高，視力為零，瞳孔放大，虹膜萎縮，伴有并發(fā)性白內(nèi)障。

具備１～４項(xiàng)或兼有５、6項(xiàng)均可診斷。證候診斷１．肝經(jīng)實(shí)熱

證候：發(fā)病急劇，頭痛如劈，眼珠脹痛欲脫，連及目眶，視力急降，甚至失明，抱輪紅赤或白睛混赤浮腫，黑睛呈云霧狀混濁，瞳神散大，瞳神內(nèi)呈淡綠色，眼球變硬，甚至堅(jiān)硬如石。伴有惡心，嘔吐或惡寒發(fā)熱，溲赤便結(jié)，舌紅苔黃，脈象弦數(shù)。

辨析：①辨證，以發(fā)病急劇，頭痛如劈，痛連目眶，抱輪紅赤，黑睛混濁，瞳神散大，眼珠堅(jiān)硬，視力急降，惡心嘔吐為辨證要點(diǎn)。②病機(jī)：肝膽火熾，熱盛動風(fēng)，風(fēng)火相扇，交攻于上，故驟然發(fā)病，頭目脹痛，痛連目眶，抱輪紅赤，黑睛混濁；肝膽風(fēng)火攻沖瞳神，玄府閉塞，氣血津液不暢，致氣滯血郁，神水瘀積，而眼珠脹硬，視力急驟下降。２.肝郁氣滯

證候：患側(cè)頭額痛甚，目赤脹痛難忍，瞳神散大，視力下降，眼珠變硬，善急易怒，胸悶噯氣，食少納呆，嘔吐，泛惡，口苦，舌紅苔黃，脈象弦數(shù)。

辨析：①辨證：以眼脹痛，頭額痛甚，瞳神散大，眼珠變硬，胸悶噯氣為辨證要點(diǎn)。②病機(jī)：情志內(nèi)傷，肝失疏泄，氣郁化火，上攻目竅，玄府閉塞，而致眼脹痛，頭額痛，瞳神散大，眼球變硬等癥。３．肝陽上亢

證候：頭目脹痛，瞳神散大，視物昏矇，觀燈光有虹暈，眼珠變硬，心煩失眠，眩暈耳嗚，口燥咽干，腰膝酸軟，舌紅少苔，或舌蜂少津，脈弦細(xì)而數(shù)或細(xì)數(shù)。

辨析：①辨證：以頭目脹痛，瞳神散大，視物昏花，心煩失眠為辨證要點(diǎn)。②病機(jī)：肝腎陰虛，則肝陽偏亢，陽亢風(fēng)動，上擾清竅，神水阻滯，發(fā)為本證；陰虛血少，瞳神失養(yǎng)，以致視物昏花；虛火上擾心神，則心煩失眠。４．痰火動風(fēng)

證候：起病急驟，頭眼劇痛，瞳神散大，色似淡綠，眼珠脹硬，胸脘滿悶，惡心嘔吐，動輒眩暈，溲赤便結(jié)，舌紅苔黃膩，脈弦滑數(shù)。

辨析：①辨證：以頭眼劇痛，眼珠脹硬，惡心嘔吐為辨證要點(diǎn)。②病機(jī)：因脾濕生痰，肝郁化火，痰引火動，火盛風(fēng)生，肝風(fēng)夾痰火而流竄經(jīng)絡(luò)，上壅頭目，阻塞清竅，以致氣血津液郁滯不行而發(fā)為本證。５．飲邪上犯

證候：眼珠脹痛，瞳散視昏，頭痛上達(dá)巔頂，干嘔吐涎沫，食少神疲，手足不溫，舌質(zhì)淡，苔白潤，脈沉弦。

辨析：①辨證：以頭痛眼脹，瞳散視昏，食少神疲，手足不溫為辨證要點(diǎn)。②病機(jī)：肝胃虛寒，寒飲中阻，阻遏氣機(jī)，肝氣夾痰飲上逆，循足厥陰經(jīng)脈上沖頭目，阻遏清竅，故致頭痛眼脹，瞳散視昏，干嘔吐涎６．脾虛濕盛

證候：眼球時而脹痛或頭痛，頭重如裹，身重?zé)o力，食少納差，小便不利，舌質(zhì)淡，體胖，脈細(xì)弦。

辨析：①辨證：以時而眼脹頭痛，食少納差，舌質(zhì)淡，脈細(xì)弦為辨證要點(diǎn)。②病機(jī)：七情所傷，最易傷氣，肝郁氣滯，郁久化火，氣火橫逆而犯脾胃，脾失健運(yùn)，使眼內(nèi)水液排泄不暢，故眼脹痛，食少納差；脾虛運(yùn)化無力，氣血生化乏源，故舌質(zhì)淡。７.心肺氣虛

證候：眼癥不明顯，視物漸模糊，或術(shù)后眼壓穩(wěn)定；但視力漸降。兼頭暈，心悸，怔忡，乏力，形寒，失眠，舌淡苔白，脈細(xì)弱。

辨析：①辨證：以視力漸降，頭暈，心悸，舌淡，脈細(xì)弱為辨證要點(diǎn)。②病機(jī)：肺主氣，心主血，氣血是互相作用的，所謂血載氣，氣帥血，就是這個道理。若血虛不能養(yǎng)心，氣虛不能推動血液運(yùn)行，致血行不暢，故心悸，怔忡；目依靠血的供給，氣血不足，目失所養(yǎng)故視力漸降。二、治療方案中醫(yī)治療：本病治重在肝。在急性發(fā)作期，清熱、瀉火、平肝、熄風(fēng)、理氣、降逆、化飲等法，視其脈證，或一法獨(dú)進(jìn)，或數(shù)法合施，勿拘一端。俟病勢得緩，治宜培補(bǔ)肝腎為主，佐用瀉火、平肝、熄風(fēng)等法。（一)辨征選方１．肝經(jīng)實(shí)熱

治法：清熱瀉火，平肝熄風(fēng)。

方藥：綠風(fēng)羚羊飲（《醫(yī)宗金鑒》)加減。羚羊角粉０．５～１ｇ（沖服)，玄參１５ｇ，黃芩９ｇ，知母９ｇ，車前子１５ｇ，茯苓１５ｇ，大黃１０ｇ，桔梗１０ｇ，細(xì)辛３ｇ，防風(fēng)３ｇ。若熱盛者，加龍膽草、鉤藤，以增強(qiáng)清肝熄風(fēng)之力；嘔吐甚者，加竹茄、法半夏、天竺黃，以降逆止嘔。２．肝郁氣滯

治法：疏肝清熱，降逆和胃。

方藥：丹桅逍遙散合左金丸加減。柴胡９ｇ，當(dāng)歸１５ｇ，白芍１５ｇ，茯苓１０ｇ，白術(shù)１０ｇ，甘草６ｇ，薄荷６ｇ，生姜１０ｇ，丹皮９ｇ，桅子９ｇ，黃連１０ｇ，吳茱萸３ｇ。著郁滯較甚，加香附、青皮、金鈴子；目痛甚且紅赤較劇者，加石決明、草決明、夏枯草；嘔逆較劇者，加旋覆花、代赭石以增強(qiáng)降逆止嘔之力。３.肝陽上亢

治法：滋陰潛陽；平肝熄風(fēng)。

方藥：羚羊鉤藤湯（《通俗傷寒論》)加減。羚羊角粉１．５ｇ（沖)，鉤藤１２ｇ，桑葉９ｇ，菊花１２ｇ，生熟地各２４ｇ，白芍３０ｇ，川貝母６ｇ，茯神１２ｇ，竹茹１５ｇ，懷牛膝２５ｇ，生石決明２０ｇ。若陰虛明顯者，加女貞子、五味子、山茱萸；火盛者，加知母、黃柏、夏枯草：心煩不寐者，加梔子；生牡蠣、炒棗仁。４.痰火動風(fēng)

治法：瀉火逐痰，平肝熄風(fēng)。

方藥：將軍定痛丸加減。大黃１０ｇ，黃芩１０ｇ，白僵蠶１０ｇ，陳皮１０ｇ，天麻６ｇ，桔梗６ｇ，青礞石２０ｇ，白芷６ｇ，薄荷６ｇ，半夏１０ｇ。痰火盛者加蘆薈、桔絡(luò)、制膽甫星，以增強(qiáng)降火逐痰之功；胸脘滿甚者去桔梗、白芷，加澤瀉、炒萊菔子、白芥子。５.飲邪上犯

治法：溫化寒飲，降逆止痛。

方藥：吳茱萸湯（《審視瑤函》)加減。姜制吳茱萸１２ｇ，人參１２ｇ，炙甘草６ｇ，川芎１０ｇ，茯苓２０ｇ，白藍(lán)１０ｇ，廣陳皮１０ｇ。嘔逆較甚者，加半夏、細(xì)辛以增強(qiáng)化飲降逆之力；頭痛甚者，應(yīng)用川芎、吳茱萸；胸悶納差者，加蒼術(shù)、白蔻仁；四肢逆冷者，加熟附片、桂枝。６．脾虛濕盛

治法：健脾利濕。

方藥：五苓散（《傷寒論》)加減。豬苓１０ｇ，茯苓１２ｇ，白術(shù)１２ｇ，澤瀉１０ｇ，赤芍１０ｇ，牛膝１０ｇ。若食少納差者，加焦三仙、薏苡仁、陳皮。７．心肺氣虛

治法：養(yǎng)心益氣。

方藥：炙甘草湯合生脈散（《內(nèi)外傷辨惑論》)加減。炙甘草１２ｇ，生姜９ｇ，黨參９ｇ，生地１０ｇ，麥冬１０ｇ，五味子Ｉ０ｇ，當(dāng)歸１２ｇ，川芎９ｇ。若失眠多夢者加酸棗仁、遠(yuǎn)志、柏仁。（二）中藥治療中成藥1.．龍肝瀉肝丸：每次服６ｇ，每日２次。本方清利肝膽濕熱，用治本病肝膽濕熱證。2..逍遙丸：每次服６ｇ，每日２次。治療本病的肝郁氣滯證。（三）針灸療法：⑴體針：①分實(shí)證和虛證。實(shí)證：急性發(fā)作，劇烈頭痛，眼痛，眼部充血嚴(yán)重，眼壓甚高等癥狀，宜清肝瀉火，熄風(fēng)止痛。取穴：攢竹、太陽、風(fēng)池、合谷、行間，同時配合耳針。頭痛劇烈加頭維、灸百會穴；嘔惡嚴(yán)重加內(nèi)關(guān)、足三里。采取強(qiáng)刺激手法，留針時間宜長，并每隔１０～１５分鐘，捻動提插，以加強(qiáng)刺激。劇痛時，攢竹、太陽刺出血，百會采取灸法。虛證：多見于慢性或單純性病例；眼壓偏高，疼痛輕微，眼內(nèi)充血不顯。治以滋陰平肝、理氣通絡(luò)。取穴：睛明、合谷、三陰交、行間。偏頭痛加太陽，視力不良加四白、光明。手法采取平補(bǔ)平瀉)②若頭痛如裂，目痛如脫，急劇發(fā)作時，可急瀉內(nèi)迎香穴出血。其改善癥狀立桿見影，對保護(hù)視力具有較好的作用。⑵耳穴：取目１、目２、眼、降壓點(diǎn)、神門、腎、腎上腺、內(nèi)分泌、肝、肝陽１、肝陽，等穴針刺或埋針。７天為１個療程。（四）靜脈滴注中藥注射劑根據(jù)病情，辯證選擇中藥注射劑。（五）護(hù)理執(zhí)行眼科護(hù)理常規(guī)，辯證施護(hù)，并進(jìn)行健康指導(dǎo)。西醫(yī)治療：藥物治療

①縮瞳劑：常用1％～２％毛果蕓香堿（匹羅卡品)溶液、０．２５％水楊酸鹽毒扁豆堿（依色林)溶液或隊(duì)５％眼膏，其作用機(jī)理在于開放房角及改善房水流暢系數(shù)，使眼壓降低。

②腎上腺素能藥：常用０．１２５％～０．５％可樂定溶液、1％左旋腎上腺素滴眼液及０．1％鹽酸地匹福林滴眼液等。其作用機(jī)理與減少房水形成及改善房水流暢系數(shù)有關(guān)。

③腎上腺能受體阻滯劑：其降壓機(jī)理主要是減少房水生成。常用的有：０．２５％～０．５％噻嗎心安滴眼液、1％～２％心得安溶液以及新藥卡替洛爾，貝他根、貝他舒滴眼液等。

④碳酸酐酶抑制劑：這類藥物可抑制房水產(chǎn)生，從而降低眼壓。常用的為醋氮酰胺（乙酰唑胺)，可２５０ｍｇ每日３次或每６小時一次口服，首劑５００ｍｇ。

⑤高滲劑：其作用機(jī)理在于使血液滲透壓增高，從而使眼內(nèi)液體被引出眼球外而迅速降低眼壓。常用的有甘油及甘露醇，前者用生理鹽水配成５０％溶液，按每公斤體重２～３mｌ口服，但糖尿病病人禁用。后者為２０％水溶液，按每公斤體重７～１０ｍｌ靜脈點(diǎn)滴。手術(shù)治療

手術(shù)治療的機(jī)理在于防止瞳孔阻滯、建立新的眼外或眼內(nèi)房水排出途徑、減少房水生成等。常見的手術(shù)方式有：虹膜周邊切除術(shù)、小梁切除術(shù)、鞏膜咬切術(shù)、虹膜嵌頓術(shù)、睫狀體分離術(shù)、睫狀體冷凝術(shù)以及近年來新施行的房水引流物植入術(shù)等。激光治療如激光虹膜切除術(shù)及激光小梁成形術(shù)等。中西醫(yī)結(jié)合治療：閉角型青光眼在臨床前期、前驅(qū)期的治療為預(yù)防性治療，以手術(shù)為主。

急性發(fā)作期的治療應(yīng)緊急降低眼壓，解除癥狀，保護(hù)視力。臨床一般采用西藥為主，中藥為輔。西藥全身用藥：①碳酸酐酶抑制劑：如醋氮酰胺、二氯苯磺胺等。②高滲劑：２０％甘露醇溶液，靜滴；２５％山梨醇溶液靜滴或５０％甘油鹽水口服（糖尿病患者禁用甘油)。局部用藥：①球后封閉：２％普魯卡因２ｍｌ球后注射，用于止痛。②點(diǎn)藥：１％～２％毛果蕓香堿溶液（匹羅卡品)；０．２５％～１％水楊酸毒扁豆堿溶液（依色林液)，因本品刺激性大，使眼充血加重，且引起惡心，很少用。也可用腎上腺素能b受體阻斷劑，如０．２５％～０．５％噻嗎心安滴眼液，每日１～２次，每次１滴。２％心得安溶液，每日３～４次，每次１滴，本藥與毛果蕓香堿聯(lián)合應(yīng)用效果更好。

用于其它藥物治療失敗的閉角型青光眼，但副作用較多，且不宜久用。此期中醫(yī)治療常用瀉火降逆法，同時由于急性期組織水腫及房水排出障礙，故應(yīng)加利水消腫藥。

緩解期、慢性期的治療是一個長期的維持治療；一般以西藥滴眼液控制眼壓和手術(shù)控制眼壓，保存視力，同時也可服用中藥（按辨證施治)。三、療效評價：臨床治愈：癥狀消失、視力穩(wěn)定、眼壓正常、視野無繼續(xù)缺損、視神經(jīng)無繼續(xù)損害。好轉(zhuǎn)：癥狀消失、視力穩(wěn)定、眼壓正常。未愈：癥狀反復(fù)出現(xiàn)、視力漸進(jìn)性下降、眼壓高于正常、視野進(jìn)一步缺損、視神經(jīng)進(jìn)一步損害。四、難點(diǎn)分析綠風(fēng)內(nèi)障急性發(fā)作期多實(shí)多熱癥，較易診斷，難點(diǎn)在非急性發(fā)作期，病人偶因勞累、生氣致頭痛、眼部不適、休息后緩解，易漏診，日久發(fā)展到一定程度急性發(fā)作，不能緩解，所以此病早期應(yīng)及時就診普查，以防造成失明。第7章3D顯示技術(shù)7．1概述當(dāng)前電視技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)最引人矚目的是3D立體顯示，也是當(dāng)前國際廣播電視領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題。隨著3D顯示開發(fā)出越來越多的應(yīng)用，對3D顯示技術(shù)的研究也逐漸系統(tǒng)化。3D顯示表現(xiàn)出良好的發(fā)展前景，但也應(yīng)該看到3D顯示在技術(shù)上還處于實(shí)驗(yàn)階段。7．1．1立體視覺機(jī)理人感知立體信息的主要機(jī)理有雙眼視差、輻輳、焦點(diǎn)調(diào)節(jié)、運(yùn)動視差等。1．雙眼視差雙眼視差是形成立體視覺的重要因素，人類雙眼大約相距65mm，左、右眼是從不同角度來觀看物體的，物體在左、右眼視網(wǎng)膜上的圖像并不相同，這種不同稱為雙眼視差。圖7—1是雙眼視差示意圖，當(dāng)人眼注視距離為D處某個物體時，由于對視作用，所注視的對象，在左、右眼的中央凹處成像；如在D+AD處還有一個物體，它分別在左眼與右眼視網(wǎng)膜上不同位置成像。兩物點(diǎn)對左眼的轉(zhuǎn)角為0，，對右眼的轉(zhuǎn)角為如，雙眼視差A(yù)0=0。一0：。在視覺系統(tǒng)的信息處理中會把A0變換為反映縱深方向的位置信息，就可以檢測出所觀察物體的前后關(guān)系。這種視差的檢測能力具有與最小分辨能力同樣的精度，即1—1．5’。圖7—1雙眼視差示意圖2．輻輳當(dāng)用雙眼觀察物體時，為了使注視點(diǎn)在雙眼的中央佃處形成像，雙眼向內(nèi)側(cè)回轉(zhuǎn)，眼球做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，這在生理學(xué)上稱為輻輳。輻輳時的眼部肌肉張力感覺便成為立體視覺信息。兩眼視線所形成的夾角o／稱為輻輳角，如圖7—2所示。a隨眼睛到對象物的距離而變，產(chǎn)生深度感覺。利用Ot可檢測的距離信息約為20m左右，因?yàn)榫嚯x遠(yuǎn)時，a隨距離變化的變化量較小。以上是利用雙眼觀察物體的信息構(gòu)成的立體視覺。I訇7—2兩眼的輻輳角3．焦點(diǎn)調(diào)節(jié)人眼在觀看距離不同的物體時，為了使物體能夠在視網(wǎng)膜上成像，通過改變睫狀肌的張弛程度來改變眼睛晶狀體的曲率，從而使晶狀體凸透鏡的焦距產(chǎn)生變化，使固定的視網(wǎng)膜適應(yīng)不同距離的注視目標(biāo)，以便使被觀看的遠(yuǎn)近不同的物體在視網(wǎng)膜上清晰成像，人眼的睫狀肌張弛狀態(tài)的變化稱為焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。焦點(diǎn)調(diào)節(jié)是一種生理過程，由單眼生理調(diào)節(jié)因素單獨(dú)起作用時，距離在5m內(nèi)有效。4．運(yùn)動視差當(dāng)觀看者運(yùn)動或者被觀看的對象運(yùn)動時，由于視線方向的連續(xù)變化，單眼的視網(wǎng)膜成像也在不斷地發(fā)生變化，借助時間順序的比較便會形成立體視覺感受。這種雖用單眼觀看，但當(dāng)對象運(yùn)動較快時，利用觀看者與對象的相對運(yùn)動使空間物體的相對位置產(chǎn)生變化，從而判斷出物體前后關(guān)系的效果接近于同時地從不同方向連續(xù)地觀看物體，即與雙眼觀看物體相似，像雙眼視差效應(yīng)那樣產(chǎn)生出深度感，稱為單眼運(yùn)動視差。7．1．23D顯示系統(tǒng)組成圖7—3是3D顯示系統(tǒng)組成方框圖，系統(tǒng)由三維內(nèi)容獲取、編碼、傳輸、解碼／合成和顯示5部分組成。其中，由內(nèi)容獲取子系統(tǒng)攝取三維場景，由編碼子系統(tǒng)將獲取的視頻信號去除冗余信息后編碼成便于傳輸?shù)囊曨l流，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸后送入解碼／合成器，按照顯示端的要求重建視頻信號后分別送至不同類型的顯示器以顯示雙目立體圖像、多視立體圖像或二維平面圖像。圖7—3中包含了兩個不同類型的三維系統(tǒng)。1．基于雙目的3D電視(3DTV)系統(tǒng)圖7—3的最上端是傳統(tǒng)的雙目立體視頻系統(tǒng)，其3D場景的獲取是通過光軸中心相距65ram的相互平行的相同型號的攝像機(jī)得到。左、右兩路視頻經(jīng)立體視頻編碼壓縮成視頻流，其中的一路采用目前壓縮效率最高的H．264編碼，另一路利用兩路視頻之間的視(每一路視頻簡稱為一個視)間相關(guān)性或運(yùn)動與視間的聯(lián)合預(yù)測編碼，可使兩路視頻編碼后的總比特率約是單路視頻的1．25倍。目前，雙目立體視頻編碼已達(dá)到實(shí)時應(yīng)用階段。視頻流經(jīng)傳輸后解碼復(fù)原成兩路視頻，再在顯示器中構(gòu)成與人的雙眼視覺對應(yīng)的稍有不同的兩幅圖，最后由大腦合成有立體感的圖像。2．基于多視的3DTV系統(tǒng)一圖7—3下部的多視3DTV系統(tǒng)由Ⅳ個(N>3)攝像機(jī)陣列獲取三維場景。盡管Ⅳ個攝像機(jī)型號相同，但其內(nèi)外參數(shù)難以完全一致，且Ⅳ個攝像機(jī)在空間的位置不同，各自的光照也略有差異，因此需進(jìn)行攝像機(jī)幾何參數(shù)校正和亮度／色度補(bǔ)償?shù)阮A(yù)處理，然后再將雙目攝像機(jī)多視攝像陣列┏━┳━━━━━━┳━━━┳━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓┃┃┃’圈l┃┃H磊沖┃┣━╋━━━━━━┫┃┣━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃┃┃┃┃┃I．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．一┃┃┃┃┃悃┃┃一I雙目立體l┃┃┃┃┃┣━┫┃┃┃┃┃┃┃J視頻解碼廣┃┃┃┃┃┃┃怪┃┃┃叫預(yù)處理卜┃坦j┃┃┃┃┃┃┃┃┣━┻━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃┃┃┃┃┃┗━┻━━━━━━┻━━━┻━━┻━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛編碼解碼／合成顯示圖7—33D顯不系統(tǒng)組成方框圖多路視頻信號經(jīng)多視視頻編碼后壓縮成視頻流。多視視頻編碼，隨著視數(shù)Ⅳ的增加(目前用得較多的是N=8—16)，對高效壓縮的要求遠(yuǎn)比雙目立體視頻編碼高，離實(shí)際的應(yīng)用，尤其是實(shí)時應(yīng)用尚有較大距離。由于解碼后重構(gòu)的Ⅳ個視不一定適合某個觀眾在顯示屏前所在位置的觀看要求，且為提高顯示質(zhì)量，故解碼后需通過選擇合適的一些視經(jīng)繪制合成成為符合需要的兩個視。多視3DTV系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是，在顯示屏前能看到立體效果的視角(簡稱立體視角)遠(yuǎn)比雙目3IYrV系統(tǒng)的大，且便于應(yīng)用人眼跟蹤技術(shù)使人在屏前移動時所觀看到的立體圖像也隨人的移動而變化，提高了真實(shí)感和臨場感。無論是雙目的還是多視的三維系統(tǒng)都必須與二維視頻系統(tǒng)兼容。目前所有的家庭幾乎都已有了播放二維視頻圖像的電視機(jī)，若開播雙目或多視立體視頻后，應(yīng)使現(xiàn)有的遍及每個家庭的電視機(jī)也能接收到三維立體節(jié)目(盡管看到的仍是二維視頻圖像)。為實(shí)現(xiàn)此種后向兼容，在圖7—3中，無論是在立體視頻還是多視視頻的編碼中，基本視(雙目視頻或多視視頻中作為參考視的1個視)應(yīng)沿用二維視頻的編碼標(biāo)準(zhǔn)(如H．264)，這樣就可以由圖7—3中標(biāo)準(zhǔn)的二維視頻解碼器重建雙目或多視視頻中的基本視，提供給標(biāo)準(zhǔn)的二維視頻顯示器。7．1．33D顯示分類．由于雙眼感知的立體視覺比單眼感知的立體視覺有立體分辨率精度高、立體感強(qiáng)等特點(diǎn)。目前立體顯示器都是依據(jù)雙眼感知立體信息機(jī)理來獲得立體視覺。目前普及的立體顯示器需要佩戴特定的眼鏡才能進(jìn)行觀看，雖然可以獲得立體視覺，但是佩戴眼鏡阻礙了人的自然視覺感受。近年來，無輔助工具觀看的裸眼技術(shù)三維立體顯示器取得多元化發(fā)展。在軍事、醫(yī)療、數(shù)據(jù)可視化、工程、娛樂、虛擬商務(wù)貿(mào)易、教育、廣告媒體等方面有很好的應(yīng)用前景。與二維顯示器相比，3D顯示器能顯示深度信息，用戶能更全面地認(rèn)識事物的外形和運(yùn)動狀態(tài)，用戶能夠獲得身臨其境的感受。1．3D顯示在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用3D顯示技術(shù)最早應(yīng)用在軍事領(lǐng)域。早在20世紀(jì)90年代，美國軍方就開展自由立體顯示技術(shù)的研究，并最早應(yīng)用于軍事裝備中。根據(jù)美國國家航空航天局(NationalAero—nauticsandSpaceAdministration，NASA)朗雷(LangLey)研究中心飛行管理部的報告顯示：立體顯示器可以大大提高飛行員對本機(jī)和敵機(jī)空間位置的判斷能力，使飛行員的應(yīng)急反應(yīng)速度提高將近一倍。因此，3D顯示技術(shù)可以應(yīng)用在國防軍事飛行模擬、軍事演習(xí)方面，也可以應(yīng)用在武器操控、宇航探測、太空訓(xùn)練等方面。美國的DTI(DimensionTechnologiesInc．)公司與荷蘭的飛利浦(Philips)公司率先生產(chǎn)出自由立體顯示器，并很快成為市場上的主流立體顯示產(chǎn)品。其中，DTI在軍事領(lǐng)域的研究尤為出色：1993年，DTI為美國Wright—Patterson空軍基地設(shè)計(jì)并制造了主要用于飛行員模擬訓(xùn)練的駕駛艙自由立體顯示器；1994年，為NASA設(shè)計(jì)并制造了全動態(tài)全息3D顯示器；1995年，DTI立體顯示器被用于遙控機(jī)器人設(shè)備，這些設(shè)備是用于處理輻射性廢料、深層采掘等危險領(lǐng)域；1998年，NASA將DTI公司的2018XL型18英寸3D顯示器采納為虛擬診斷系統(tǒng)的顯示設(shè)備；1999年—2000年，DTI贏得了為美國海軍開發(fā)高清晰度自由立體投影系統(tǒng)的合同，主要用于模擬飛行?！?．3D顯示在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用3D顯示技術(shù)可以被廣泛地應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，如內(nèi)窺鏡圖像顯示，體內(nèi)成像．體內(nèi)造影，外科手術(shù)模擬及訓(xùn)練，蛋白質(zhì)、DNA及分子模型的顯示，立體顯微鏡，器官模擬成像和醫(yī)學(xué)教學(xué)等。眾所周知，眼科手術(shù)顯微鏡以及其他各種類型的顯微鏡等，本質(zhì)上都是采用體視顯微鏡作為輔助。由于平面顯示器顯示的對象沒有縱深感，使得醫(yī)生對病變體的形狀不能很好地把握，因此迫切需要立體顯示的技術(shù)，其應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域，作為診斷設(shè)備必將使診斷結(jié)果具有更高的精度，以及作為現(xiàn)場教學(xué)設(shè)備必將使教學(xué)更直觀。3．3D顯示在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用建筑設(shè)計(jì)師們往往需要在設(shè)計(jì)出作品的平面圖形后再制作模型，以確定設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。將3D顯示技術(shù)應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域后，設(shè)計(jì)師在做城市規(guī)劃、樓板展示、景觀美化、內(nèi)部裝修時，可以直接在3D顯示器上展示他們的作品，而不必花費(fèi)時間制造昂貴的模型，這樣大大降低了設(shè)計(jì)成本。4．3D顯示在廣告媒體領(lǐng)域中的應(yīng)用盡管人們對客觀世界的感覺方式有多種，但通過視覺所獲得的信息量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了通過其他方式所能獲取的信息量，因此，如何將豐富、真實(shí)、有效的產(chǎn)品信息通過視覺方式快速傳遞給廣大觀眾，一直是傳媒行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)問題。傳統(tǒng)的平面顯示系統(tǒng)是一種二維信息載體，它只能表現(xiàn)出景物的內(nèi)容而忽略了物體的遠(yuǎn)近、位置等深度信息，因而是不完整的，無法帶給觀眾更加深刻的印象。市場的需求決定了需要一種能提供符合立體視覺感受的媒介，近代電子及液晶技術(shù)的逐漸發(fā)展成熟則為立體顯示技術(shù)提供了理論及技術(shù)支撐。利用3D顯示技術(shù)，將其用于廣告及景硐展示，包括廣告媒體網(wǎng)絡(luò)、新產(chǎn)品發(fā)布會、展覽展示等，將需要展示的內(nèi)容真實(shí)、直觀、清晰、自由地展現(xiàn)在觀眾面前，逼真的立體效果可以大大加深觀眾對展示內(nèi)容的印象。5．3D顯示在教育文化領(lǐng)域中的應(yīng)用立體顯示技術(shù)可用于抽象概念模擬，動畫制作強(qiáng)化等。其在教學(xué)中應(yīng)用可用于提高學(xué)習(xí)效率。例如在幫助學(xué)生理解空間概念和物理現(xiàn)象等原理時，利用立體圖像要比利用二維圖像的認(rèn)知程度高，理解程度深。以外，利用自由立體顯示系統(tǒng)，就能讓很多人很方便通過立體顯示器看到具有立體感的藝術(shù)品，而不用將這些藝術(shù)品展出，這樣不僅節(jié)省了展出藝術(shù)品的高昂管理費(fèi)用，也使某些貴重藝術(shù)品得到安全保障。7．2眼鏡式3D顯示眼鏡式3D主要應(yīng)用在家用消費(fèi)領(lǐng)域。眼鏡式3D有色差式、主動快門式和偏光式三種主要的類型，也稱為色分法、時分法和光分法。7．2．1色差式3D技術(shù)1．基本原理色差式(anaglyph)3D使用兩種互補(bǔ)色濾色片組成的眼鏡，可以是紅一藍(lán)、紅一綠或紅一青濾色3D眼鏡，以紅、藍(lán)濾色眼鏡為例，內(nèi)容獲取端用兩部鏡頭前端加裝紅、藍(lán)濾光鏡的攝像機(jī)去拍攝同一場景圖像，得到一路紅圖像信號和一路藍(lán)圖像信號，再把兩路信號疊加成一路信號送到接收端顯示器顯示紅藍(lán)圖像。立體眼鏡的左、右眼鏡片分別是紅色或藍(lán)色濾光片，它使得戴紅色濾光片的左眼只能看到紅色圖像，戴藍(lán)色濾光片的右眼只能看到藍(lán)色圖像，經(jīng)大腦融合形成立體視覺。這種立體電視成像技術(shù)兼容性好，在立體電視技術(shù)領(lǐng)域曾經(jīng)風(fēng)靡一時。但存在的問題也十分明顯：由于通過濾光鏡去觀看電視圖像，彩色信息損失極大；另一個問題是彩色電視機(jī)本身的“串色”現(xiàn)象引起干擾；同時由于左、右眼的入射光譜不一致，易引起視覺疲勞。2．ColorCode3D丹麥ColorCode3D公司的產(chǎn)品ColorCode3D的原理是：人眼的水晶體相當(dāng)于一塊單片凸透鏡，其對于藍(lán)光的焦距總要比對于紅光和綠光的焦距短一些。這種現(xiàn)象通常稱為色差。ColorCode系統(tǒng)與這種現(xiàn)象相適應(yīng)，主要利用紅色和綠色影像來抓住景物的細(xì)節(jié)。采用ColorCode3D時，左眼看到一個含有景物細(xì)部的紅、綠圖像，右眼看到從合成影像中分離出帶有深度信息線索的藍(lán)色圖像(由于右眼幾乎看不到紅、綠圖像，因而可使藍(lán)色圖像對焦更精確)。從本質(zhì)上看，色彩信息通過琥珀色(紅+綠)濾光片傳遞，而視差信息則通過藍(lán)色濾光片傳遞。當(dāng)不戴任何濾光片，用裸眼觀看ColorCode3D影像時，所看到的影像實(shí)質(zhì)上與普通彩色影像相近，只是其反差略高，并且在遠(yuǎn)方及邊緣明顯的物體周邊有模糊的金色及青色水平暈邊出現(xiàn)。一戴上ColorCode眼鏡則暈邊自然消失，色彩平衡重新建立，所見影像立即變?yōu)椴噬?D影像。．符合ColorCode3D技術(shù)要求的節(jié)目可以用多種方法獲得：可以用專用攝像裝置拍攝；可以用普通攝像機(jī)拍攝后再進(jìn)行處理；也可以把已有的左、右視圖像數(shù)字化后再進(jìn)行Col—orCode編碼處理。圖7—5是專用攝像裝置拍攝示意圖。圖7—6是ColorCode編碼處理流程?，F(xiàn)象，采用具有相反旋轉(zhuǎn)方向的圓偏振光。將所有的像素分成奇數(shù)行及偶數(shù)行，奇數(shù)行顯示左視圖像，偶數(shù)行顯示右視圖像(行交替)，這樣垂直分辨力減半；在顯示器外奇數(shù)行位置涂左旋圓偏振膜，偶數(shù)行位置涂右旋圓偏振膜；觀看者戴左眼左旋圓偏振右眼右旋圓偏振的眼鏡。索尼LMD4251型3D監(jiān)視器也采用圓偏振光和左、右視圖像行交替的格式。LGDisplay公司的不閃式(FPR，F(xiàn)ilm—typePatternedRetarder，圖案隔離膜)技術(shù)也是采用偏振式3D技術(shù)。．2．3D格式普及眼鏡式立體顯示關(guān)鍵在于不改變現(xiàn)有的廣播電視基礎(chǔ)設(shè)施，快門式顯示采用時間多路復(fù)用的方法傳送左、右視圖像，常用場交替和幀交替格式；偏光式顯示采用空間多路復(fù)用的方法傳送左、右視圖像，常用的有左右并排(SidebySide，SbS)、上下相疊(TopandBottom，TaB)、行交替(LineByLine，LineInterleaved)、列交替(VerticalTripe)和棋盤格(CheckerBoard，Quincunx)等格式。圖7—7是常用3D格式示意圖。┏━━┳━━┳━━┳━━┳━━┳━━┳━━┳━━┓┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃×┃×┃×┃×┃×┃X┃×┃×┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃×┃×┃×┃×┃×┃X┃X┃×┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃X┃X┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃X┃×┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃┗━━┻━━┻━━┻━━┻━━┻━━┻━━┻━━┛┏━━┳━━┳━━┳━━┳━━┳━━┳━━┳━━┓┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃O┃0┃0┃O┃0┃0┃O┃0┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃×┃×┃×┃×┃×┃X┃×┃X┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃0┃0┃O┃0┃0┃0┃0┃0┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃×┃×┃×┃×┃X┃×┃×┃×┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃O┃O┃O┃0┃O┃O┃O┃O┃┗━━┻━━┻━━┻━━┻━━┻━━┻━━┻━━┛┏━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┓┃O┃O┃0┃0┃O┃O┃O┃0┃┣━╋━╋━╋━╋━╋━╋━╋━┫┃O┃0┃0┃0┃O┃O┃0┃0┃┣━╋━╋━╋━╋━╋━╋━╋━┫┃O┃0┃0┃0┃O┃O┃O┃O┃┣━╋━╋━╋━╋━╋━╋━╋━┫┃O┃O┃0┃0┃0┃0┃O┃0┃┣━╋━╋━╋━╋━╋━╋━╋━┫┃O┃0┃O┃O┃O┃O┃O┃0┃┣━╋━╋━╋━╋━╋━╋━╋━┫┃0┃O┃O┃0┃O┃O┃0┃0┃┗━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┛(b)┏━━┳━┳━━┳━┳━━┳━┳━━┳━┓┃×┃0┃×┃0┃×┃O┃×┃O┃┣━━╋━╋━━╋━╋━━╋━╋━━╋━┫┃×┃0┃×┃0┃×┃0┃×┃0┃┣━━╋━╋━━╋━╋━━╋━╋━━╋━┫┃×┃0┃×┃0┃×┃0┃×┃0┃┣━━╋━╋━━╋━╋━━╋━╋━━╋━┫┃X┃0┃×┃O┃×┃0┃X┃O┃┣━━╋━╋━━╋━╋━━╋━╋━━╋━┫┃×┃O┃×┃O┃×┃O┃×┃0┃┣━━╋━╋━━╋━╋━━╋━╋━━╋━┫┃×┃O┃×┃O┃×┃0┃×┃0┃┗━━┻━┻━━┻━┻━━┻━┻━━┻━┛┏━━┳━━┳━━┳━━┳━┳━┳━┳━┓┃×┃×┃×┃×┃O┃O┃0┃0┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━╋━╋━╋━┫┃×┃×┃×┃×┃O┃O┃0┃O┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━╋━╋━╋━┫┃×┃×┃×┃×┃O┃0┃0┃0┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━╋━╋━╋━┫┃×┃×┃×┃×┃0┃O┃0┃0┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━╋━╋━╋━┫┃×┃×┃×┃×┃O┃O┃O┃O┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━╋━╋━╋━┫┃×┃×┃×┃×┃0┃O┃O┃O┃┗━━┻━━┻━━┻━━┻━┻━┻━┻━┛┏━━┳━━┳━━┳━━┳━━┳━━┳━━┳━━┓┃×┃X┃×┃×┃×┃X┃×┃×┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃X┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃O┃0┃0┃0┃O┃0┃O┃0┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃O┃0┃0┃0┃O┃O┃O┃0┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃O┃0┃O┃0┃O┃O┃O┃0┃┗━━┻━━┻━━┻━━┻━━┻━━┻━━┻━━┛(c)(d)┏━━┳━━┳━━┳━━┳━━┳━━┳━━┳━━┓┃×┃O┃×┃0┃×┃O┃×┃0┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃O┃×┃0┃×┃O┃×┃0┃×┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃×┃O┃×┃O┃×┃O┃×┃0┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃O┃×┃O┃X┃O┃×┃O┃×┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃×┃0┃X┃O┃×┃0┃×┃O┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃O┃×┃O┃×┃O┃×┃O┃×┃┗━━┻━━┻━━┻━━┻━━┻━━┻━━┻━━┛(e)(f)(g)圖7—7常用3D格式示意圖(a)左視圖像；(b)右視圖像；(c)左右并排格式；(d)上下相疊格式；(e)行交替格式；(f)列交替格式；(g)棋盤格格式7．3裸眼3D顯示裸眼3D顯示也稱為自動立體顯示(Autostereoscopic)，不使用眼鏡，主要用于商務(wù)場合和筆記本電腦、手機(jī)等便攜設(shè)備。裸眼3D主要有視差照明、視差障柵和柱面透鏡三種技術(shù)。7．3．1視差照明技術(shù)視差照明(ParallaxIllumination)技術(shù)也稱為線光源照明法，是在立體顯示器LCD的像素層后使用一系列并排的線狀光源給像素提供背光照明，線光源寬度極小且與顯示器的像素列平行。背光照明使整個顯示器的奇數(shù)列像素和偶數(shù)列像素傳播路徑分離，在可視區(qū)內(nèi)保證觀察者左眼接收到奇數(shù)列像素組成的圖像，右眼接收到偶數(shù)列像素觀察的圖像。圖7—8是線光源照明法的示意圖，H為照明層和像素層的距離，P為顯示器像素間距，L為顯示器到人眼距離，E為瞳孔距離，即65innl；p為視場分離角。線光源、相鄰2列像素和眼睛的位置構(gòu)成了兩個相似三角形，各參數(shù)有如下關(guān)系：PH、E—E2—H+—L，妒叫眥詛n玎麗圖7—8線光源照明法示意圖右眼LCD顯示屏像素間距P為一常數(shù)，可通過改變線光源間距、像素與線光源偏移量和L、H等參數(shù)調(diào)節(jié)立體效果，經(jīng)驗(yàn)值一般取H=4P～lOP。根據(jù)此方法立體顯示原理可知，左視圖像顯示在顯示器的奇數(shù)列像素，右視圖像顯示在顯示器的偶數(shù)列像素。因此，立體片源制作過程如圖7—9所示：先將左視圖像和右視圖像分別下轉(zhuǎn)換處理，然后進(jìn)行重新排列組合。┏━━┳━━┳━━┳━━┳━━┳━━┳━━┳━━┳━━━━┓┃×┃×┃X┃×┃┃×┃×┃×┃┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃┃×┃×┃X┃×┃×┃×┃×┃×┃┃┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃下轉(zhuǎn)換┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━━━┫┃×┃×┃×┃×┃×┃×┃X┃×┃┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃┃×┃×┃X┃X┃×┃×┃X┃×┃┃┣━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━╋━━┫┃┃X┃×┃X┃×┃×┃×┃×┃×┃┃┗━━┻━━┻━━┻━━┻━━┻━━┻━━┻━━┻━━━━┛全分辨力右視圖像半水平分辨力右視圖像圖7—9線光源照明法立體片源制作過程示意圖源視差照明技術(shù)是美國DTI(DimensionTechnologiesInc)公司的專利，它是自動立體顯示技術(shù)中研究得最早的一種技術(shù)。DTI公司從80年代中期進(jìn)行視差照明立體顯示技術(shù)的研究，1997年推出了第一款實(shí)用化的立體液晶顯示器。視差照明亮線的形成，即特制背光板的設(shè)計(jì)和加工是實(shí)現(xiàn)DTI的視差照明技術(shù)的關(guān)鍵。到2002年為止，DTI的視差照明技術(shù)有以下實(shí)現(xiàn)方法：運(yùn)用多光源，再用透鏡聚焦形成很細(xì)的亮線；運(yùn)用單或雙光源，再用光導(dǎo)(光導(dǎo)的形式有很多)傳光、透鏡匯聚形成很細(xì)的亮線；運(yùn)用微加工技術(shù)制作旋光性不同的狹縫實(shí)現(xiàn)很細(xì)的亮線；運(yùn)用液晶光閥的旋光性和偏振片配合形成很細(xì)的亮線。具有實(shí)現(xiàn)2D／3D顯示模式轉(zhuǎn)換的功能也是DTI視差照明技術(shù)的特點(diǎn)。其中主要的實(shí)現(xiàn)方法有：光源用導(dǎo)軌或鉸鏈連接，通過光源位置的改變使光線進(jìn)入不同的介質(zhì)；背光板位置的改變使透鏡會聚光或不會聚光；漫反射板在施加電壓時呈漫射狀態(tài)，而在無電壓時是透明的。這些方法中的一些只能實(shí)現(xiàn)整個顯示面積的2D／3D轉(zhuǎn)換，而另一些方法可以實(shí)現(xiàn)部分2D／3D的轉(zhuǎn)換，即顯示面積的任意部分用二維顯示模式而其它部分是三維顯示模式。根據(jù)觀看者位置的不同，顯示不同視角的高分辨率圖像，也是DTI顯示技術(shù)的發(fā)展方向。實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)功能的方法有超聲波定位、紅外定位等。此外，DTI技術(shù)中提到了使用多套亮線與液晶屏的顯示配合，利用人眼的視覺暫留原理實(shí)現(xiàn)全分辨率顯示和多視區(qū)顯示。這種方法要求液晶屏有很高的刷新頻率和更加復(fù)雜的電路控制。原理簡單、視差顯示效果不錯、幻像少是DTI的視差照明技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。但要想用這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)多個觀察者同時觀看、多維和移動視差效果存在技術(shù)難點(diǎn)。DTI的視差照明技術(shù)作為當(dāng)前最成熟的自動立體顯示技術(shù)，已經(jīng)很難在技術(shù)原理方面有所突破，關(guān)鍵的、能有所創(chuàng)新的是它的實(shí)現(xiàn)方法。隨著加工技術(shù)和材料技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，利用視差照明實(shí)現(xiàn)的立體顯示效果將不斷完善。理想情況下要求照明亮線接近零寬度且精確定位，如果實(shí)現(xiàn)微米甚至是納米級的線光源，那么視差照明立體顯示的結(jié)構(gòu)將會簡化，顯示效果將會有很大提高。視差照明立體顯示技術(shù)只能使用透射式的顯示源，現(xiàn)在的液晶屏很符合條件。液晶屏的性能指標(biāo)是對視差照明立體顯示技術(shù)的限制。7．3．2視差障柵技術(shù)視差障柵(ParallaxBarrier)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法是使用一個開關(guān)液晶屏、一個偏振膜和一個高分子液晶層，利用一個液晶層和一層偏振膜產(chǎn)生出一系列的旋光方向成90。的垂直條紋。這些條紋寬幾十微米，不透光的條紋就形成了垂直的細(xì)條障柵。在立體顯示模式時，哪只眼睛能看到液晶顯示屏上的哪些像素就由這些視差障柵來控制，左視圖像顯示在液晶屏上時，不透明的條紋會遮擋右眼；右視圖像顯示在液晶屏上時，不透明的條紋會遮擋左眼。如果把液晶開關(guān)關(guān)掉，顯示器就能成為普通的二維顯示器。以前就有人把視差障柵的方法用在立體顯示上，有人嘗試把具有黑白線條的液晶屏和一個成像的液晶屏結(jié)合實(shí)現(xiàn)立體顯示。但是，主要的難題是這樣的合成不能使層與層之間充分地靠近，造成成像困難。夏普公司的突破是使狹縫視差障柵層與圖像層的像素充分的接近，大大地提高了圖像的質(zhì)量，并使觀察者能更接近地觀看立體圖像，使顯示器更加緊湊。SHARP公司的視差障柵可以放在顯示屏的前面或后面形成視覺障礙，如圖7—10所示。在顯示屏的后面形成視覺障礙的方法與DTI的視差照明有相似之處。110┏━━━━┓┃寸＼查┃┣━━━━┫┃$《┃┣━━━━┫┃勺／■┃┃／障柵┃┗━━━━┛┏━━┳━━━━┓┃廬┃。＼┃┃┃＼＼壅┃┣━━╋━━━━┫┃吐┃癆《┃┣━━╋━━━━┫┃屹┃／“┃┃┃／┃┗━━┻━━━━┛屏幕障柵屏幕(a)(b)圖7—10視差障柵技術(shù)示意圖(a)障柵前置；(b)障柵后置。障柵板上透光的隙縫方向平行于像素列方向，從背光源發(fā)出的光線透過障柵板照亮了顯示屏，當(dāng)雙目處于顯示屏前的特定區(qū)域時，通過障柵板的遮光效應(yīng)使雙眼分別看見奇、偶像素列所構(gòu)成的圖像。．視差障柵技術(shù)遮擋了光線的透射，圖像的觀看亮度減少，造成整體亮度降低。視差障柵還存在從某些角度觀看時，會觀看到明暗相間的豎直條紋。盡管視差障柵立體顯示目前存在著上述缺陷，但其實(shí)現(xiàn)方法相對簡單，不少進(jìn)入市場的立體LCD顯示器仍采用視差障柵技術(shù)。7．3．3柱面透鏡技術(shù)柱面透鏡(1enticularlens)陣列也稱為柱狀透鏡陣列，由一排垂直排列的柱面透鏡組成，利用每個柱面透鏡對光的折射作用，把兩幅不同的視差圖像分別透射到雙眼分別對應(yīng)的視域，使左視圖像聚焦于觀看者左眼，右視圖像聚焦于觀看者右眼，由此產(chǎn)生立體視覺，如圖7—11所示。柱透鏡光柵立體顯示產(chǎn)生的圖像豐富真實(shí)，適合大屏幕顯示，運(yùn)用精密的成形手段，使每個透鏡的截面精度達(dá)到微米級，能夠支持更高的分辨率。借助先進(jìn)的數(shù)字處理技術(shù)，可使色度亮度干擾大為減少，提高立體顯示圖像的質(zhì)量。柱透鏡光柵的優(yōu)點(diǎn)是大幅度減少了光的損失，使顯示屏的亮度幾乎是視差障柵式的一倍。柱透鏡光柵也可實(shí)現(xiàn)3D顯示與2D顯示的兼容。例如，飛利浦的3D液晶顯示器通過在柱透鏡內(nèi)部注入液晶，利用電場控制柱透鏡的聚焦?fàn)顟B(tài)來實(shí)現(xiàn)二維與三維的轉(zhuǎn)換。不通電時，液晶分子的高折射率軸垂直圖像平面，當(dāng)?shù)撞抗饩€通過時，透鏡起到折射作用；通電狀態(tài)下，液晶分子的軸向平行于透鏡的光軸，透鏡的折射作用消失，光線通過時，仍然按原來方向照射。柱狀透鏡屏圖7—11柱狀透鏡技術(shù)示意圖東芝裸眼型立體電視機(jī)采用柱面透鏡技術(shù)，它的工作原理是：液晶面板上的1個像素由9個子像素構(gòu)成，循縱向配置紅、綠和藍(lán)三基色子像素，循橫向排列9個分別與觀眾席上9個視點(diǎn)(觀看位置)相對應(yīng)的子像素；在液晶顯示屏的前方設(shè)置一個柱狀透鏡陣列，使液晶屏的像平面位于透鏡的焦平面上，柱面透鏡陣列與像素陣列構(gòu)成某一夾角，透鏡陣列按著遞進(jìn)地改變的方向，使光學(xué)影像中每組9個子像素中的每一個向9個視區(qū)中的相應(yīng)一個投射；置身于屏幕正前方中線左、右各20。視角范圍以內(nèi)、雙眼從不同視角觀看顯像屏的觀眾就能夠看到不同的子像素；每一觀看者的左、右兩眼所看到的同一個子像素有視差，從而在視覺中樞內(nèi)形成立體感。東芝20英寸型產(chǎn)品的每幀像素?cái)?shù)為1280×720(約829萬)，觀看者感受到的清晰度與一幅720p高清電視畫面的清晰度相當(dāng)。東芝QosmioF750裸眼3D筆記本采用柱狀透鏡技術(shù)。SuperD(深圳超多維光電子有限公司)的東芝裸眼3D筆記本解決方案包括3D光學(xué)及工藝設(shè)計(jì)授權(quán)和服務(wù)、3D圖形圖像芯片授權(quán)和服務(wù)，以及3D軟件授權(quán)和服務(wù)。Supe／,D公司與友達(dá)光電在3D光學(xué)及工藝設(shè)計(jì)授權(quán)和服務(wù)上的合作，實(shí)現(xiàn)了東芝裸眼3D筆記本液晶面板的量產(chǎn)，為筆記本電腦產(chǎn)品提供顯示平臺。與此同時，結(jié)合融人3D圖形圖像算法的芯片解決方案，和3D顯示及制作的軟件解決方案，SuperD公司成為擁有3D內(nèi)容開發(fā)、后臺3D數(shù)據(jù)處理，及3D顯示的整套筆記本電腦東芝裸眼3D筆記本解決方案的提供商。采用SuperD東芝裸眼3D筆記本解決方案的筆記本電腦i不僅可成為3D觀看和體驗(yàn)工具，更可作為3D內(nèi)容制作工具，制作出更多的3D內(nèi)容、開發(fā)更豐富的3D應(yīng)用。并借助互聯(lián)網(wǎng)的傳播力量，共同為消費(fèi)者創(chuàng)造一個豐富多彩的3D世界。湖南創(chuàng)圖視維科技有限公司(原歐亞寶龍國際)、天津三維公司、友達(dá)光電(AUO)等都有采用柱面透鏡技術(shù)的產(chǎn)品。7．3．4頭部跟蹤顯示技術(shù)頭部跟蹤顯示技術(shù)是定位觀看者的頭部位置，調(diào)整3D顯示器的相關(guān)部件，使最佳觀看區(qū)隨觀看者的移動而移動。1．單人頭部跟蹤的立體顯示頭部跟蹤器跟蹤頭部運(yùn)動，并將信息反饋給計(jì)算模塊，經(jīng)過計(jì)算處理得到人眼的位置信息和此時應(yīng)該看見的立體信息圖像。將圖像信息傳遞給顯示模塊顯示相應(yīng)的圖像，將位置信息傳遞給控制單元控制液晶面板上附加的光學(xué)系統(tǒng)使圖像移動到相應(yīng)的位置，從而使左眼和右眼能夠持續(xù)看見相應(yīng)的圖像。2．多人頭部跟蹤的立體顯示為使立體圖像的可視區(qū)域跟隨多個觀看者移動，將背光源分割成多個LED陣列模塊,LED陣列可以單列控制，分區(qū)域點(diǎn)亮，利用人眼探測跟蹤裝置得到觀看者人數(shù)和各人的眼睛位置等信息，同時用LED驅(qū)動芯片控制LED在相應(yīng)的位置處點(diǎn)亮，以提供各用戶對應(yīng)的光源。假設(shè)觀看者處于A位置，通過頭部跟蹤器對于觀看者位置的探測，轉(zhuǎn)換成LED陣列中需要點(diǎn)亮的位置，點(diǎn)亮LED陣列中這兩個模塊，則可以給處在A位置的觀看者提供具有良好立體效果的可視區(qū)域；當(dāng)觀看者從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)時，通過攝像頭檢測到這一動作，重新得到觀看者在B處的坐標(biāo)位置，控制LED光源A處熄滅，在B處點(diǎn)亮，于是這一個立體的可視區(qū)域就從A處移動到了B處。也就是說，不論觀察者如何移動，通過人眼位置檢測和LED的驅(qū)動控制，這一個立體可視區(qū)域始終跟隨觀看者，使觀看者不論在屏幕前的哪一個位置都能看到立體效果。如果A和B是兩個處在不同位置的觀看者，則可以將光源處的A和B同時點(diǎn)亮，這樣就可以提供兩個立體視域，由于兩個觀察者的窗口是由兩組獨(dú)立的光源提供的，所以它們之間互不影響。如果有新加入的或者已有的觀察者離開，只需要同步點(diǎn)亮或熄滅對應(yīng)位置處的光源即可，這樣就可實(shí)現(xiàn)多用戶的自動立體顯示?！?．幾種頭部位置跟蹤方法頭部跟蹤器需要正確檢測出人的頭部位置并將位置信息參數(shù)快速傳給接收端的計(jì)算模塊，以便能及時跟蹤。戰(zhàn)機(jī)或戰(zhàn)車的頭盔瞄準(zhǔn)系統(tǒng)等軍事觀察者要佩戴頭盔等輔助設(shè)備，使用舒適性較差；普通觀看者排斥任何輔助設(shè)備，常用的跟蹤方法可分為主動式和被動式兩種類型。-1)主動式頭部跟蹤主動式頭部跟蹤利用近紅外光源投射在人眼上的光斑為特征，以光電傳感器(如CCD等)捕獲光斑并通過相應(yīng)算法分析人眼的注視位置。常用的主動式頭部跟蹤方法有異色邊緣組織跟蹤技術(shù)、角膜反射追蹤技術(shù)、瞳孔跟蹤技術(shù)和瞳孔、角膜跟蹤技術(shù)等四種技術(shù)。異色邊緣組織跟蹤技術(shù)是使用光敏二極管探測虹膜和角膜邊緣反射的近紅外LED的光線，利用每個邊緣區(qū)反射的光隨眼睛水平移動而變化的特性來測量眼睛的水平位置，然后用一個相似的傳感器裝置和一個LED照射另一只眼睛眼簾邊緣下部，利用反射率隨眼簾移動且與眼睛垂直位成比例變化的特性測量眼睛的垂直位置。角膜反射追蹤技術(shù)一般是將角膜反射的紅外LED的光線通過眼睛前面的光束分離設(shè)備和一些反射鏡及透鏡傳輸?shù)饺嗣媲暗臄z像機(jī)中，角膜反射光線的位置通過攝像機(jī)屏幕上的圖像及相應(yīng)的一些算法來確定。瞳孔跟蹤技術(shù)同樣是利用紅外光照射眼睛，將圖像成像在傳感器陣列上，通過計(jì)算機(jī)讀取圖像信息來計(jì)算出瞳孔的中心位置。瞳孑L、角膜跟蹤技術(shù)則采用角膜反射原理，近紅外光源發(fā)出的光在用戶眼睛角膜上形成的高亮度反射點(diǎn)作為參考點(diǎn)；當(dāng)眼球轉(zhuǎn)動注視屏幕上不同位置時，由于眼球近似為球體，光斑不動，瞳孔相對光斑發(fā)生偏移；利用瞳孔中心和光斑的位置關(guān)系確定視線方向。攝像機(jī)捕獲的眼睛圖像通過圖像采集卡，送計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理，提取瞳孔、光斑信息，快速定位眼睛的位置。2)被動式頭部跟蹤被動式頭部跟蹤一般以雙攝像機(jī)系統(tǒng)為平臺，該方法無需外加光源照射用戶，以圖像特征提取為基礎(chǔ)，在畫面中提取用戶的頭部區(qū)域，在頭部區(qū)域內(nèi)搜尋眼睛的位置，并以目標(biāo)跟蹤算法持續(xù)獲取用戶的頭部及眼睛區(qū)域，進(jìn)而結(jié)合立體視覺原理得到用戶頭部及眼睛的空間位置。3)SuperD的跟蹤定位技術(shù)SuperD的跟蹤定位首先通過一個置于顯示器面板中軸上方的webealll來獲取觀看者的位置，并把這個位置轉(zhuǎn)變?yōu)槿S空間坐標(biāo)，然后將坐標(biāo)傳遞給像素排列算法，這個算法就會根據(jù)新的坐標(biāo)計(jì)算出只符合這個位置的立體圖像。目前只能跟蹤定位個人。SuperD采用動態(tài)視差調(diào)整的技術(shù)，它的目標(biāo)是自動地根據(jù)顯示屏幕的尺寸來決定如何調(diào)整已經(jīng)被固定下來的視差，以符合當(dāng)前顯示屏幕下的最佳立體效果。7．3．5裸眼3D顯示新技術(shù)1．多層顯示MLi)美國PureDepthInc(FKADeepVideoImagingLtd)研發(fā)出改進(jìn)后的裸眼3D技術(shù)MLD(multi—layerdisplay多層顯示)。MLD技術(shù)用兩個不同屏幕模擬深度，一個屏幕位于另一個的前方，兩者間有一個透明的間隔層。系統(tǒng)顯示前景與背景圖像時，就能顯示出任意角度的三維圖像，且沒有任何分辨率損失。MLD解決了左、右眼會聚的問題，以及觀看角度的限制。2001年該公司就已取得MLD基本專利，該專利是由該公司的前身新西蘭DeepVideoImaging申請的，目前兩公司的專利同時存在。．MLD技術(shù)與以往采用柱面透鏡(LenticularLens)的裸眼3D顯示器相比，具有以下幾個優(yōu)點(diǎn)。(1)不會產(chǎn)生觀看3D影像引發(fā)的眩暈、頭疼及眼睛疲勞等副作用；(2)3D顯示時分辨率不會降低；(3)可同時且組合顯示文字等二維(2D)影像和3D影像；(4)觀看3D影像的視野及角度沒有明確的界限。2006年P(guān)ureDepth與三洋電機(jī)簽署了授權(quán)協(xié)議。三洋電機(jī)的子公司三洋電機(jī)SystemSolutions已開始根據(jù)該協(xié)議生產(chǎn)采用MLD技術(shù)的面板。并被老虎機(jī)(Paehisuro)廠商Abilit等采用，配備于2008年11月上市的老虎機(jī)上。三洋電機(jī)還與美國知名老虎機(jī)廠商InternationalGameTechnology進(jìn)行了合作。2008年向美國拉斯維加斯市的賭場等交付了可用于老虎機(jī)的20．1英寸顯示器。最近還將開始在韓國量產(chǎn)12英寸顯示器。IGT公司的顯示器和這種小型顯示器均委托給了韓國Kopek公司生產(chǎn)。·PureDepth表示，爭取在便攜式游戲機(jī)及智能手機(jī)上配備顯示器，目前已經(jīng)試制出了配備MLD的智能手機(jī)。該公司還打算涉足被稱為數(shù)字標(biāo)牌的“公共信息顯示器”領(lǐng)域。2．景深融合技術(shù)DFI)