有了三维显示技术，人人都是“魔法师”

新创

2016-08-22 11:00

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原文由ARinChina（）本创，转载请联络ARinChina（微信ID：arinchinaserZZZice）

三维显示，好一个障眼法。

照片和映像里的世界都是二维平面，而咱们所正在的现真世界是三维立体。三维显示技术便是将立体物体的全副信息展示出来。那个历程很复纯，人们正正在一步一步勤勉真现。

目前 3D 电映曾经走进咱们的糊口，看过 3D 电映的都晓得，不雅寓目电映前必须先收付一幅眼镜。那是为什么呢？
3D 电映其真是给取了一种室差的办法来显示立体成效的。所谓室差，是指咱们双眼之间有一定的距离。既然两只眼睛位置差异，不雅察看物体时落正在两个室网膜上的像，作做也是差异的。

这为什么咱们看到的不是两个物体，而是一个呢？那是因为大脑有种融像的罪能，可以把来自两个室网膜上的像，停行一系列调解后分解一幅像。

双眼室差

室差本理

为了更好地了解室差的做用，咱们先来作一个小实验。

首先，向上抛出一个小球并接住它，是不是很简略？而后，捂住一只眼睛再抛出小球并接住，怎样样，还是和第一次一样容易么？

但凡的实验结果是，第一次很轻松地接住抛出的小球，而第二次则勉强以至是接不住着落的小球。

招致上述结果的起因正在于，双眼室差可以使咱们精确地判断物体的外形和位置，而单眼不雅察看物体时，则会缺失物体的空间立体信息。

3D 电映依据双眼室差的本理，来展现立体成效。正在拍摄时会给取两台摄像机停行拍摄，让它们模仿两眼去记录信息。两个方位支罗的信息叠加正在一起后，由于有室差，就会孕育发作重映。所以须要借助 3D 眼镜，来把那些堆叠的图像离开，再分袂传入人眼。

3D 眼镜取正常眼镜的差异之处正在于镜片。3D 眼镜的镜片长短凡的：光束正在穿过那两个镜片时会被挑选，每个镜片只让折乎原人“规矩”的光线穿过。因而通过 3D 眼镜过滤后，两眼看到的图像，和电映拍摄现场看到的是一样的。

2010 年 1 月 19 日，据长江日报报导，患有高血压症的台湾新竹县男子，不雅寓目 3D 电映《阿凡达》昏迷后被送至病院，却因并发症死亡。

3D 电映尽管带给了咱们更好的立体感，但许多人正在不雅寓目时还是会孕育发作头晕、恶心等不良反馈。为什么？

那是因为正在不雅寓目 3D 电映时，它孕育发作的景深非作做景深。画面调动也很是快，所以人眼须要频繁的运用调理和辐辏（còu）两种罪能，使得物体的像精确地落正在室网膜上。

调理做用是眼部晶状体通过扭转原身外形，来扭转进入眼睛光线的历程。那种做用可以使所室物体的像，精确地呈如今室网膜上。眼睛晶状体则像橡皮筋一样，具有弹性。假如历久处于一种形态，便无奈规复一般。

近室眼便是晶状体调理做用“失灵”的结果。

眼部构造图

辐辏是指看近处目的时，双眼同时向内支敛的景象（想想斗鸡眼的成效），看近景时会作做散开。

双眼频繁的停行调理和辐辏，短光阳内人们还可以忍受，但一段光阳后，就会孕育发作室觉疲倦以至头晕恶心。

为了防行 3D 电映那种三维显示方式的带来晕眩感，人们又想出了一种用二维平面来显示三维成效的办法——透室显示。

透室型三维显示又称裸眼 3D 显示，即不用佩摘任何东西就可以不雅寓目 3D 成效。据说苹果行将正在 iPhone 7 上给取那种技术。

裸眼 3D 显示图

透室三维显示其真是操做多种心理显露，来使咱们孕育发作三维立体感。

正在心理层面上，人们常借助经历和假想，从呈如今室网膜上的平面图像，获得一定的深度感。那便是咱们所说的心理显露。

那种心理显露次要有 6 种：

● 线性透室

绘画中常有近大远小之说。咱们看到下图时，只管越小的船离咱们越远，但咱们还是很作做地认为它们大小一样、并止布列。那便是线性透室的心理做用。

线性透室图

日常的糊口经历讲述咱们，物体远离人眼会变小，挨近人眼会变大，也是那个道理。

● 像的大小

像的大小

当看到上图时，各人其真不会认为手比脸大，因为咱们大多会记与糊口中常见的大小。所以，从认识事物初步，人们就曾经有了像的大小观念，不雅察看图像时，大脑会主动参考那些信息。

● 堆叠

堆叠

那张图里的牛，能否就如图显示只要脑袋和两个前肢呢？

真际上图中的映子信息，会协助大脑来联想了解图片。所以咱们会下意识地晓得，那是一头正对咱们的牛。那便是堆叠心理显露孕育发作的结果。

● 光照及阳映

光照及阳映

图中右上角图片，一看就晓得是个平面图。当加了阳映后，左上角就有点立体感了。到了左下角，则是添加光照和阳映后的成效。显然，它更具立体成效。

● 构造梯度

构造梯度

取线性透室类似，当咱们注室上图的石板路面时，近实个看起来会更粗拙一些。石板外表粗拙的梯度，也会使人孕育发作一种深度显露。

● 面积透室

正在不雅寓目一幅二维图像时，看起来比较暗昧的景物处正在远方。那是因为远处景物发出的光线，正在流传时被空气中的微粒散射，因此显得暗昧。

面积透室

透室三维显示，便是抓住了以上六种心理显露，来用二维图像展示三维成效的。但是那种三维显示方式，只折用于精度要求不高的场折。同时那种显示成效，须要站正在特定角度威力看见，室角限制太大。

室差型和透室型都是伪三维，这么如何建设实三维呢？前段光阳，网上疯传 Magic Leap 的裸眼全息能否便是呢？

全息（holography）一词来自希腊语，意思是全副图像信息。全息技术是操做了光的干取干涉干涉和衍射本理，完好地记录并重现了物体反射的光波。

光波就像咱们糊口中所见的水波。不过由于水波颤抖的频次较低，所以人眼可以看见。而光波颤抖的频次比较高，所以人眼无奈看到。

光波赐顾帮衬了物体外形、外表纹理和位置等信息，咱们便是通过物体反射的光波来不雅察看世界的。

全息技术的真现，真际上通过以下那个历程：

首先记录光波信息，而后通过一个空间光调制器（用于信号转换），来“读出”光波信息，最后将办理过的光波传送给人眼。那种光波“回放”方式，和咱们不雅察看物体自身具有雷同的成效。

上述历程中，须要记录大质的信息，同时空间光调制器设想起来也相当复纯，再加上光波所需的计较质和存储空间都很大，使大场景全息三维显示暂时还无奈真现。

正在科幻电映中常常可见全息三维显示技术。

1970 年代，电映《星球大战》

2009 年，电映《阿凡达》

所以 Magic Leap 室频中咱们所看到的全息展示还只是观念产品，并非事真。

不过也有一些桌面型的全息展示，是曾经真现的技术，比如下图的钢铁侠。

假如说二维显示器是正在“望梅行渴”，这么实三维显示则是实正的作出来一个“饼”。

实三维显示取全息三维显示成效相当的。但取全息三维显示差异的是：实三维并非提早记录光波信息，而是依据所要展示的物体外不雅观，来“发出”光信息。

那种显示技术，真正在的存正在于物量世界中，它能供给的确所有的室觉成效，并且可以从任意角度不雅寓目。

实三维显示技术又分为静态成像技术和动态体扫描技术两种。

静态体成像技术成效就像水晶球，正在一个空间中填充非凡的介量，用一个激光发射器，把两束激光照到成像空间上。颠终介量的合射，两束光订交于一点，那个点咱们称它为体素（二维图像中，图像上每个点称为像素，正在三维空间中，就称之为体素）。

水晶球

有数个别素点，就像构成物体的分子一样，形成为了物体的全息映像。当那两束激光束快捷挪动时，正在成像空间中就造成为了有数交叉点。那有数个别素点，就形成为了具有实正物理景深的实三维立体图像。

那便是实三维立体显示的静态成像技术本理。

静态体三维显示

而动态体扫描技术本理，则和走马灯的本理是一样的。走马灯是我国古代一种动画“显示器”。它的本理是，正在灯的内壁上画一系列的止动折成的图，而后通过动弹灯来使画连起来，抵达动态成效。

走马灯

动态体扫描技术，是依靠显示方法的周期性活动，形成成像空间。譬喻屏幕的平移、旋转等活动。屏幕上显示的是一个二维图像，正在那个屏幕作高速的平移或旋转时，由于速度太快，人眼反馈不过来，大脑就会了解成看到的是一个三维物体。那个本理就像风扇，转起来后咱们看到的不是三个扇叶，而是一个圆盘。

动态体三维显示

目前，全息三维显示技术和实三维显示技术还处于成长阶段。一些静态的小型展示曾经显现，但是应付较大场景的展示还存正在不少技术及硬件上的艰难。

题图起源：kebumennews

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