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二、人眼視覺和3D 顯示

理解人眼視覺系統(tǒng)是如何感知三維信息對(duì)研發(fā)3D顯示至關(guān)重要。

人眼視覺系統(tǒng)從外部獲取的眾多信息中來進(jìn)行深度感知，而其中絕大多數(shù)重要的深度感知要素是二維信息，其中包括陰影（shading + shadowing），透視方向（perspective），相對(duì)大小（relative size），遮擋（occlusion），模糊度（blurriness + haze）。

如下圖2展示了在一個(gè)二維平面上的三個(gè)球，但其包含了以上列舉的二維深度感知要素，這些二維深度感知要素經(jīng)過人眼視覺系統(tǒng)后，我們會(huì)認(rèn)為它們是存在于三維空間中的球。所以無論是繪畫，照片，或是影像，只要上面的二維深度感知要素被植入，我們?nèi)搜劬蜁?huì)產(chǎn)生三維感知效果，否則光學(xué)圖像錯(cuò)覺就會(huì)產(chǎn)生。因此3D 顯示系統(tǒng)首先需要保證以上二維深度感知要素，其次再加入和解決其他一些三維感知要素，如立體視差，運(yùn)動(dòng)視察和視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突（vergence-accommodation conflict，VAC）等等。

圖2：二維深度感知要素及其對(duì)深度感知的影響

1.  基于立體視差（Stereo disparity）：常見于現(xiàn)在3D影院，需要穿戴3D眼鏡，存在VAC。
2. 裸眼3D 顯示（Autostereoscopy）：常用透鏡陣列實(shí)現(xiàn)光場三維成像；需要用戶固定在特定位置，存在VAC。
3. 基于運(yùn)動(dòng)視差 （Motion Parallax，Multiview）：相當(dāng)于用戶可移動(dòng)的裸眼3D，存在VAC，所需比特率低，約10? Gb/s，也是目前研究的熱點(diǎn)。

4. 立體顯示（volumetric displays）：通過預(yù)先定義好的三維空間進(jìn)行光發(fā)射，散射，照明以顯示三維圖像。圖像就像懸浮在空中，給人以極大的視覺沖擊。但存在遮擋問題，且成像體積受到限制。