第二類立體電視的研究

1、第二類立體電視的研究    摘要：實(shí)驗(yàn)以前后視差實(shí)現(xiàn)第二類立體電視，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能產(chǎn)生立體效果。然后按照第二類立體電視的定義在Premiere Pro上交替播放左右視圖，結(jié)果也不能產(chǎn)生立體感。實(shí)驗(yàn)證明了第二類立體電視不能產(chǎn)生立體感。 關(guān)鍵詞：立體電視；第二類立體電視；視差序列 中圖分類號(hào)：TN949.13文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A The Study of the Second Category of Three-Dimensional Television ZENG Xiong-bing, CHEN Yong, LU Xiao-ling, YANG Jian-jun

2、 (School of Opto-Electronic Information, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China) Abstract: Experimented front and Behind Parallax Images to realize the second category three-dimensional television, The experimental results could not produce a three dimensiona

3、l effect. Then According to the definition of the second category three-dimensional television played Left and right Parallax Images in Premiere Pro. The result could not have a three-dimensional sense. Experiments proved that the second category three-dimensional television can not produce three-di

4、mensional feeling. Keywords:stereoscopies television；the second category stereo television；parallax sequence 1引言 早在1956年，虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality, VR)的原始構(gòu)想出現(xiàn)在一份名為終極顯示的報(bào)告中，而后在1989年，可視化編程語言的研究（Visual Programming Language Research，VPL Research）的作者Lanier正式提出“虛擬現(xiàn)實(shí)”(VR)一詞，自此VR技術(shù)在20世紀(jì)90年代一些諸如軍事和醫(yī)學(xué)的前沿領(lǐng)域首先展開實(shí)踐，并

5、有一部分技術(shù)被引入電子游戲領(lǐng)域。 虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)是由計(jì)算機(jī)軟件、硬件和各種傳感器構(gòu)成三維信息的人工環(huán)境，3D立體顯像則是它的一個(gè)子系統(tǒng)。這個(gè)虛擬環(huán)境可以真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界中的事物和環(huán)境，而不管這些事物在現(xiàn)實(shí)世界中是否可以實(shí)現(xiàn)。用戶投身到這種環(huán)境中，將產(chǎn)生“身臨其境”的感覺，并可親自操作實(shí)踐與虛擬環(huán)境的互動(dòng)。 2立體電視的原理 立體電視又稱為三維電視（3D-TV），準(zhǔn)確的術(shù)語應(yīng)為“stereoscopies television”,它與現(xiàn)行電視的主要區(qū)別是:現(xiàn)行電視只傳送一個(gè)平面的信息，而立體電視傳送的是物體的深度信息，立體電視與立體電影的原理大體相同，也是利用人眼的立體視覺特性來產(chǎn)生立體圖像

6、的。 人眼的立體視覺特性是立體電視與立體電影的共同基礎(chǔ)。人類在觀看周圍世界時(shí)，不僅能看到物體的寬度和高度，而且能感知它們的深度，能判斷物體之間或觀看者與物體之間的距離。這種三維視覺特性產(chǎn)生的主要原因是：人們通?？偸请p目同時(shí)觀看物體，而由于兩只眼睛視軸的間距（約65mm），左眼和右眼在看一定距離的物體時(shí)，所接收到的視覺圖像是不同的，因而大腦通過眼球的運(yùn)動(dòng)、調(diào)整，綜合了這兩幅圖像的信息，產(chǎn)生立體感。在單用左眼和右眼觀看物體時(shí)，所產(chǎn)生的圖像移位感覺就叫視差。理論分析可知，在沒有任何工具的情況下，人眼可看到立體物體的最遠(yuǎn)距離不超過1km。由經(jīng)驗(yàn)得知，人的立體視覺還不是絕對(duì)靠視差，一只眼睛的人同樣能判斷

7、物體深度和距離，他們主要是靠光線明暗、物體的相對(duì)尺寸、清晰程度、運(yùn)動(dòng)速度等來進(jìn)行判斷的，把眼球視線凝視于一點(diǎn)或一小區(qū)域后，利用眼睛上下左右轉(zhuǎn)動(dòng)來對(duì)物體上下、左右、前后掃描觀察，以便使物體能在眼球運(yùn)動(dòng)、肌肉做功過程中，獲得多幅稍有差別的物體圖像信息，通過長期以來所積累的觀察事物的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷就足可獲得立體感。由此可見，兩只眼睛觀看同一物體的視覺信號(hào)，可以獲得立體感，而用一個(gè)眼睛對(duì)同一物體從兩個(gè)稍有差別的觀察點(diǎn)來獲得圖像信息，也能使人獲得立體感。 根據(jù)人眼產(chǎn)生立體感的機(jī)理，立體電視分為第一類立體電視合第二類立體電視。 2.1第一類立體電視 第一類立體電視是在節(jié)目編制端用模擬人眼的兩臺(tái)攝像機(jī)獲取一對(duì)

8、視差圖像，用戶在節(jié)目接收端，必須使左眼看到左視圖，右眼看到右視圖，利用雙眼視差產(chǎn)生立體感。第一類立體電視必須用兩臺(tái)攝像機(jī)拍攝節(jié)目。而且在接收端為了使左右眼分別看到不同的視圖，觀眾必須配戴眼鏡（分色鏡，偏光鏡或液晶快門眼鏡）或者采用特殊結(jié)構(gòu)的顯示器件（光柵型或微透鏡陣列型）。 2.2第二類立體電視 第二類立體電視是在1982年由美國南卡羅萊納大學(xué)最先提出的，南卡羅萊納大學(xué)的專家根據(jù)一只眼睛也能獲得立體感的特征，提出的一種新型的立體電視制式。第二類立體電視在發(fā)送端也是利用兩部攝像機(jī)獲得一對(duì)視差圖像信號(hào)，用一條信道以適當(dāng)速率順序交替?zhèn)魉汀Ｔ诮邮斩耸惯@一對(duì)視差信號(hào)所形成的兩幅圖像，按發(fā)送端傳送的順序，

9、先后輪流地出現(xiàn)在屏幕上，人眼就能看到立體彩色圖像。這種制式在接收端不需要附加任何裝置，用普通彩色電視機(jī)就可以看到立體彩色圖像。實(shí)現(xiàn)這種立體電視，只需要在電視臺(tái)進(jìn)行必要的改造和添置若干裝置，與千家萬戶的電視機(jī)無關(guān)。 3視差圖像 前后視差自由立體顯示需用到視差圖像，視差圖像的種類有： （1） 運(yùn)動(dòng)視差指由于被攝物體運(yùn)動(dòng)或者攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致攝像機(jī)所攝取的前后兩幀圖像略有差別的現(xiàn)象； （2） 同時(shí)視差指使人的左右眼同時(shí)分別看到左右眼兩個(gè)視差圖像，經(jīng)融合能夠產(chǎn)生立體感，同時(shí)視差法立體顯示類似于混色中的同時(shí)空間混色法，如圖1所示； （3）時(shí)序視差指在顯示器上交替輪流顯示兩個(gè)視點(diǎn)視差圖像，由于人眼的視覺暫留而融合產(chǎn)生立體感。視差時(shí)序法立體顯示類似于混色法中的色序法。時(shí)序視差和同時(shí)視差的區(qū)別在于：同時(shí)視差法中人的左右眼看到的是兩幅不同的圖像，而時(shí)序視差法中人的左右眼看到的則是相同的圖像，如圖2所示； （4）視點(diǎn)視差指由于攝像機(jī)位于不同位置拍攝同一個(gè)景物，而導(dǎo)致被攝取的該景物略有區(qū)別的現(xiàn)象。視點(diǎn)視差又可進(jìn)一步細(xì)分為左