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Introduzione della tecnologia di visualizzazione stereoscopica
Jul 02, 2018

Introduzione della tecnologia di visualizzazione stereoscopica

1.Che cos'è la tecnologia di visualizzazione stereoscopica?

    La tecnologia di visualizzazione stereoscopica è uno dei modi per realizzare l'interazione immersiva nella realtà virtuale VR. Il display stereoscopico 3D può visualizzare la profondità, il livello e la posizione dell'immagine e l'osservatore può comprendere la reale distribuzione dell'immagine più direttamente, in modo da ottenere una comprensione più completa delle informazioni dell'immagine o del contenuto del display.
Un display visivo ideale dovrebbe essere indistinguibile in termini di qualità, chiarezza e portata, ma la tecnologia attuale non supporta la visualizzazione di questo alto grado di realtà. Con lo sviluppo di "Afanda" di Cameron alla fine del 2009, la tecnologia di visualizzazione tridimensionale è diventata una delle tecnologie più calde al momento.

2. Il principio della tecnologia di visualizzazione stereoscopica 3D

     Il principio di base del display stereoscopico 3D è mostrato nella figura. L'immagine mostra l'asse ottico parallelo dei due occhi, che equivale a due occhi fissi sulla distanza. La distanza della pupilla interna (IPD) è la distanza tra le pupille dei due occhi. La diversa posizione dei due occhi è la causa della visione stereoscopica. F è un punto fisso sull'oggetto B vicino all'occhio umano. La vista dell'occhio destro mostra che il punto F è diverso nella posizione della vista, che è la parallasse stereoscopica. L'occhio umano può anche usare questa parallasse per giudicare la distanza e la profondità degli oggetti. Questa è la visione tridimensionale degli esseri umani, ottenendo così l'informazione tridimensionale dell'ambiente.


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Un altro modo di guardare l'occhio umano è guardare il punto fisso F vicino. A questo punto, l'angolo dell'asse ottico dei due occhi è l'angolo convergente nell'immagine. Poiché gli assi ottici di entrambi gli occhi attraversano il punto F, i punti F si trovano al centro della vista. A questo punto, la parallasse sarà parallela a F, che è più lontana o più vicina all'occhio umano. L'occhio umano può anche usare questa parallasse per giudicare la distanza e la profondità degli oggetti.
Allo stato attuale, i prodotti della tecnologia stereoscopica 3D nel mercato si concentrano principalmente su due modalità di occhio nudo e occhio nudo. I principali prodotti coinvolti sono display a cristalli liquidi, display al plasma, terminale di visualizzazione portatile, apparecchiature di proiezione e così via.

3. Classificazione del display stereoscopico

La tecnologia di visualizzazione stereoscopica 3D può essere suddivisa in tre modi: display stereoscopico a occhio nudo, display stereoscopico portatile e occhiali. Sono presentate rispettivamente le seguenti tecniche di visualizzazione.
Tecnologia di visualizzazione dell'obiettivo
Una superficie dell'obiettivo è una serie di lenti cilindriche, che viene utilizzata per generare un'immagine tridimensionale automatica dirigendo due immagini bidimensionali diverse nelle rispettive sottoregioni di visualizzazione. Un'immagine si forma nella regione secondaria a diversi angoli davanti all'obiettivo. Quando la testa dell'osservatore è nel posto giusto, ogni occhio si trova in diverse aree di visualizzazione e si ottengono immagini diverse per ottenere la parallasse binoculare.


La formazione dell'obiettivo richiede un'alta risoluzione per un ampio campo visivo. Il campo visivo deve essere visualizzato in tempo reale e l'immagine viene affettata e posizionata nella barra verticale dietro l'obiettivo. Il numero di campi visibili è limitato dalla capacità di messa a fuoco imperfetta degli obiettivi cilindrici. La distorsione dell'obiettivo e la diffrazione della luce riducono la direzione dell'obiettivo, quindi l'immagine focalizzata sullo schermo posteriore non è diffusa da raggi paralleli ma in una certa angolazione. Questa dispersione limita il numero di sottoregioni differenziate l'una dall'altra. Un altro problema chiave del display dell'obiettivo è che l'immagine dello schermo posteriore deve essere allineata alla cucitura o all'obiettivo, altrimenti l'immagine della regione secondaria non porterà alla sottoarea appropriata.

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Tecnologia di visualizzazione del deflettore Parallax
Il deflettore di parallasse è una piastra verticale posta davanti al display. Blocca ogni parte dello schermo. L'effetto del deflettore di parallasse è simile a quello di uno specchio frontale. La differenza è che blocca parte del display con un diaframma, piuttosto che usare un obiettivo per guidare l'immagine dello schermo. Lo schermo mostra due immagini, ognuna delle quali è divisa in barre verticali. La barra visualizzata sullo schermo si alterna alle immagini dell'occhio sinistro e destro e ogni occhio ne vede solo la barra.
Generalmente il display del deflettore di parallasse non viene utilizzato perché ci sono diversi svantaggi. Innanzitutto, l'immagine visualizzata è troppo scura perché il deflettore blocca la maggior parte della luce in ciascun occhio. Inoltre, per una larghezza ridotta, la diffusione della luce con spazi vuoti può essere un problema a causa della diffusione della luce. Inoltre, deve essere diviso in strisce.

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Tecnologia di visualizzazione stacking a fette
Il display stack stacking è anche chiamato display multi-piano. Consiste di immagini bidimensionali a più strati (affettatrici) per formare il volume tridimensionale. Proprio come la linea girevole di LED, è possibile produrre il senso dell'immagine piano e il piano ruotato di LED può generare un'immagine corporea. Lo specchio mobile deve essere spostato ad alta frequenza, quindi è possibile utilizzare anche lo zoom. In generale, il segnale audio a 30 Hz viene utilizzato per vibrare il diaframma. Quando lo specchio sta vibrando, la lunghezza della messa a fuoco viene modificata e il monitor riflesso forma un'immagine nel volume di visualizzazione della piramide troncata. Lo specchio cambia continuamente il suo ingrandimento in modo che l'immagine scansionata nel tempo cambi continuamente la sua profondità.

Il metodo di sovrapposizione delle fette descrive un volume illuminato che rende l'oggetto trasparente, mentre l'oggetto coperto non può essere nascosto. Questo può essere l'ideale per set di dati spaziali e problemi di modellazione solida. Ma non è adatto per foto e immagini reali con superfici nascoste. L'aumento del rilevamento della testa consente di rimuovere approssimativamente la superficie nascosta dal visualizzatore nella fase di disegno. Tuttavia, non tutte le superfici possono essere disegnate correttamente, poiché due occhi possono essere visualizzati da posizioni diverse.

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Occhiali stereoscopici portatili
Usando il principio del display stereoscopico, alcuni produttori hanno fornito occhiali stereo portatili personali. Installando un piccolo schermo LED davanti a ciascun occhio degli occhiali, ogni immagine leggermente diversa ora produce parallasse nell'occhio, che crea un'immagine tridimensionale virtuale, simile a due metri di distanza. Poiché l'obiettivo è all'interno degli occhiali, non è necessario spazio aggiuntivo e le immagini 3D possono essere trasportate sulla cintura.


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Tecnologia di visualizzazione stereoscopica nel sistema di proiezione
Nella maggior parte dei sistemi di realtà virtuale o nei sistemi di esposizione e visualizzazione, gli occhiali stereoscopici vengono utilizzati per guardare le immagini sinistra e destra quando viene utilizzato il binocolo e le immagini stereoscopiche vengono infine ottenute mappando nella corteccia cerebrale. Gli occhiali stereoscopici senza casco sono dotati di schermo stereoscopico e display di proiezione. Questi sistemi richiedono solo un paio di occhiali per produrre un display stereoscopico di alta qualità, offrendo all'utente il minimo vincolo di inerzia e comfort. Sotto la limitazione di un confortevole campo visivo, il campo di vista statico e la risoluzione spaziale dello schermo e del display di proiezione dipendono dalla distanza tra l'utente e il piano di visualizzazione.

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