《中国有线电视》2016（05）CHINA DIGITAL CABLE TV
·开发与应用·
中图分类号：TN941．3
文献标识码：A
文章编号：1007－7022（2016）05－0634－03
作者简介：胡
莹（1993－
），女，研究生在读，
深圳防疫站
研究方向为裸眼3D 电视产业发展，E-mail ：2011301750003@whu．edu．cn 。裸眼3D 电视研究进展 □胡
莹（武汉大学，湖北武汉430072）
摘
要：进入21世纪，
3D 成为当前十分受欢迎的显示技术，无需佩戴眼镜的裸眼3D 显示技术使得人们拥有更舒适的观看体验，作为近年来的技术热点，许多专家学者对此进行了研究，主要从裸眼3D 显示设备的优化方面探究其研究进展。关键词：裸眼3D ；设备优化；拍摄 吐噶喇海峡The Ｒesearch Progress of Glasses －free 3D TV Industry
□HU Ying
（Wuhan University ，Wuhan 430079，China ）
Abstract ：In the 21st century ，3D has been the most popular way of display ，and glasses －free 3D display technology makes it more comfortable．Many experts have made many researches in this issue ；this paper is mainly talks about glasses －free display equipment optimization research progress．Key words ：glasses －free 3D display ；equipment optimization ；shooting
0引言
人获取外界信息有多种途径：视觉、听觉、嗅觉、味觉等等，其中视觉是我们获取信息的主要来源，占比80%以上，而视觉信息的获取很大程度上又依赖于显示器，因此显示技术是我们日常生活中很重要的一部分。随着科技的发展，人们越来越喜爱3D 技术，但是现在市场上主流的3D 影像观看方式是佩戴偏光眼镜，这无疑大大降低了3D 影片的观看体验。科技不断发展，目的就是为了给人类提供更便捷、更舒适的生活，因此佩戴眼镜的3D 技术终将被不需要佩戴眼镜的裸眼3D 显示技术所取代，这是未来显示技术发展的必然趋势。
威特金大学
光固化树脂胶裸眼3D 产业经过多年发展，已经初具规模，但是其产业结构尚不完善。当前，国内的相关行业组织成立了中国3D 产业联盟，致力于学习国外先进的技术
以推进国内裸眼3D 产业健康良性的发展。2015年3
月，在政府报告中，李克强总理明确指出要加强发展互联网、汽车能源等新兴产业，拉动内需，促进消费，特别是文化内容的消费受到了国家政府的特别重视
［1］
。
国务院出台了
《关于促进信息消费扩大内需的若干意见》，其中也提到要重点发展数字出版以及新型媒体等文化产业
［2］
，说明从国家政策层面，
文化产业发展，尤其是新媒体数字领域文化发展是受到特别重视的。不仅如此，科技部新出台的专项规划中，裸眼3D 技术被称为具有生命力的终极显示技术，这说明，裸眼3D 显示技术作为一种新兴的显示技术，它是极具活力与生命力的，是极具发展潜力和经济价值的。
裸眼3D 显示技术最大的优势是能够使消费者摆脱眼镜的束缚感，舒适度大大提升，而科技的发展，其目的也就是在于提高人类的生活质量，让人们的生活
更加舒服更加便捷。今天，我们研究裸眼3D 技术，不仅能够提高我们的生活质量，同时裸眼3D 的商业潜力也可以带来十分巨大的经济效益，随着裸眼3D 技术的不断成熟与发展，其取代传统的显示方式已经成为一种必然趋势。1
3D 显示的原理
人在获取世界现实环境中的景物信息时，都要通过眼睛来获取光亮度和彩信息，然后传给神经大脑中枢处理，进而在大脑中形成空间视觉效果。之所以人在大脑中能形成具有纵深感的视觉效果，其实是因为左眼和右眼接收到了不同的图像信息，假想一个画面，我们观察一个立方体，左眼闭着右眼睁着观察和右眼闭着左眼睁着观察所形成的图像信息是有细微差别的，这细微的差别就是我们所说的双目视差，双目视差的大小通常和物体与人眼的观察距离有关
［3］
。
实现3D 显示的方法众多，其基本原理是一致的，就是使左眼和右眼接收到不同的图像信息，并在大
脑中枢进行正确的图像合成，形成三维立体影像效果，如图1所示 。
图1
立体显示原理图
从下面一个图可以更清晰地说明双目视差与立体深度之间的关系。如图2所示，我们用F1和F2来表示空间中的两个点，人的左右眼对这两个点形成的视角分别为θ1和θ2，θ1和θ2的差值就是我们所说的双目视差，它的值的大小可以表示左眼和右眼观察同一个物体形成的差异的大小。
我们可以用θ1和θ2的差值来量化双目视差，D 为双眼到点F1的距离，即视距，ΔD 为点F1和点F2之间的垂直距离，表示二者深度距离，通过几何运算可知
：
图2
双目视差图θ2－θ1=α1－α2=
P
D －
P D +ΔD
由公式可知双目视差的大小与物体间的深度距离
成正比，而与物体和人眼之间的视距的平方成反比，这就表明通过检测双眼的视差的大小可知物体的空间深度信息。2
裸眼3D 显示设备的优化研究现状
当前继液晶显示研究热潮后，
3D 显示器成为各大机构企业的研究方向，目前国内外各研究机构都在研
究如何优化裸眼3D 显示设备，使得裸眼3D 显示立体感更强、视角更大、成本更低。
国外企业，如荷兰的飞利浦公司裸眼三维立体显示效果基于微透镜阵列投射技术，把微透镜阵列安装在液晶显示器前面，光通过微透镜阵列被折射后，观众左右眼会接收到不同的图像信息，从而形成双目视差，这样就实现了裸眼3D 立体显示；荷兰的Dimenco 公司
生产出一种特殊的柱状透镜，每个透镜后含有非常多的微型镜片，这些微型镜片的作用是分解光，使光散开至不同的方向，这样人眼可以接收到对应的左右视差图像，就可以观看到三维立体显示效果，这种方法Di-menco 公司已经申请了专利。
对于国内企业，超多维（superD ）一直致力于立体
影像产业的研发工作，
2011年发布第一代裸眼3D 图形图像显示芯片，2015年凭借“裸眼3D ”移动解决方
案荣获I3DS “年度最佳3D 移动方案”大奖。虽然国内企业在这方面研究起步较发达国家晚，但是依然取得
了较好的成绩，各种专利数量比例正在逐渐提高。在高校方面，西南交通大学娄刘娟采用狭缝光栅板设计了一个硬件电路平台，该硬件电路平台是基于Matlab
《中国有线电视》2016年第05期
胡莹：裸眼3D 电视研究进展
仿真模型的，并根据仿真模型设计了该系统的软件，但
是这种方法的缺点是算法不精准，立体感比较弱，需要优化对视差图的提取算法；复旦大学的陈天奕、姜修允、岑剡等人研究了基于柱镜光栅的裸眼三维立体显示原理，通过理论分析、实验论证还有Tracepro 软件模拟等多种方法进行了探究，并且使用图片处理软件制成了三维立体图源，配合柱镜光栅的分光作用完成了裸眼三维立体显示效果，但是该方法目前还停留在实验室理论阶段；合肥大学的龚书涛研究的裸眼3D 显示硬件电路是基于自由立体显示原理所设计的，基于PFGA 技术，该硬件电路可以接收2D 的TTL 信号，也可以接收LVDS 信号，但是目前裸眼3D 平板显示很大程度上是裸眼3D 电视液晶显示器，不能接收电视信号是它的缺点。吉林大学贾丛新、王世刚、张春彦等人提出了一种使光屏障式裸眼立体显示与LED 屏幕更加适用的方法，实现该技术的关键是使LED 屏幕上的像素按特殊的规律排列，这种方法可以在一定程度上提高裸眼3D 显示屏幕的分辨率；吉林大学贾丛新研究了基于柱镜光栅的裸眼3D 显示技术，并探究了在裸眼3D 显示时，柱镜光栅的参数和显示器参数之间的关系，贾丛新还对基于柱镜光栅技术的实现的立体视觉区域确定方法进行了探究，并模拟验证，根据仿真模拟结果对其技术的可行性进行了科学分析，这种方法的缺点是分辨率不够理想；南京理工大学王
小虎研究了多视点技术即四视点狭缝光栅在LED 上的显示，研究结果表明通过斜放置狭缝光栅可以提高裸眼三维立体显示的舒适度，在一定程度上减少摩尔纹，但是采取狭缝光栅的裸眼立体显示，由于光栅会对光有遮挡，因此光传播会有一定程度的损失，因而亮度也会有损失，所以需要对狭缝光栅进行优化来减少其亮度损失；厦门大学芮明昭同样对多视点裸眼3D 系统设计进行了研究，并基于高度集成化的SoC 设计出一种电视处理芯片，能够提高裸眼3D 显示器的显示性能。Pierre Boher 等人利用多光谱傅里叶光学方法对裸眼3D 的
可视角度进行分析，提出了改善裸眼3D 显示器观察视角的方法。
缅铃
由上述内容大致可以得出3个结论：第一，对于裸眼3D 效果的初步实现已经算是比较成熟的了，但是在立体感、分辨率以及显示亮度上还是有所欠缺，需要优化。第二，基于光栅的裸眼3D 显示技术因其相对简单的立体视觉原理，生产成本较低，能够在现有显示器的基础上进行改装，比较容易实现规模化生产，是当前裸眼3D 行业中大家都在关注和研发的热门技术。第三，虽然裸眼显示效果现在实现起来并不难，但是由于视角的限制，能够获得良好观测效果的视角范围很小，阻碍了裸眼3D 显示的应用发展，因此如何扩大观看视角是当前大家比较关注的一个研究方向。3结语与展望
裸眼3D 显示与传统二维平面显示相比，具有强大的视觉冲击力和感染力；与眼镜式3D 显示技术相比，具有摆脱眼镜束缚感的优势。这种新型的极富感染力的显示方式无疑对人们有着巨大的吸引力，
随着裸眼3D 显示技术研究进程的不断推进，技术的不断成熟，裸眼3D 显示技术会成为电视行业甚至是显示行业的终极形态。参考文献：［1］
李克强．政府工作报告—
——2014年工作重点［J ］．当代社科视野，2014，（03）：2－3．
［2］国务院关于促进信息消费扩大内需的若干意见
［J ］．信息技术与标准化，2013，（09）：15．［3］赵兴涛．裸眼3D －3D 电视技术发展的必然归宿［J ］．卫星电视与宽带多媒体，2011，（02）：25
－29．
［收稿日期：2016-02-16櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫毩
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］福建广电获央视3、
5、6、8频道节目转播授权中广影视卫星有限责任公司和福建广电网络集团就央视3、5、6、8版权问题发布联合声明称，经中央电视台授权，中广影
视卫星有限责任公司在福建省内独家享有中央电视台3、5、6、8频道节目的转播经营权、信号授权管理、收视费收缴和知识产
短信写手权、节目版权保护等权利。
福建广电网络集团是中广影视卫星有限责任公司唯一授权在福建省内、转播（直播）中央电视台3、5、6、8频道（高清、标
清）节目的机构。中广影视卫星公司至今尚未在福建省内授权除福建广电网络集团以外的任何其他机构转播经营中央电视
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胡莹：裸眼3D 电视研究进展《中国有线电视》2016年第05期
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