在裸眼3D还原试验中, 要高精度地将左右两个画面还原到人的两只眼睛, 通常是非常困难的事, 特别是要在相对较远距离上, 像电影院之类大场景地方, 由于受到人的两只眼睛距离的影响, 更是难以进行精确的定位及影像还原, 然而, 根据光的逆向传输特性, 我们可以以比较简易的方式, 来对这项复杂还原工作简单化, 这便是本文所要讨论的重点。
1 光的逆向传输现象
我们都知道一束光如果能从一个点传输到另一点, 那也一定能从另一点传回来, 比如, 从一个小孔射过一束光, 当照亮到后面的反光物以后, 其光线也能再从小孔反射回来, 回到光源所在的位置上, 如图一所示:
光的这种逆向传输现象在有光学元件介入的情况下也一样, 在上图中, 如果我们将小孔改为小透镜, 效果也是一样的。
最为重要的是这种光学逆向传输现象与小孔大小、形状、位置没有任何关系, 受影响的只是光线传回来后的精度。
2 利用光线的逆向传输原理进行裸眼3D投影试验
1) 首先, 我们可以设想一下, 有一张由很多小孔组成的“银幕”, 如果在这张“银幕”前与人眼相同的位置放置两台投影机, 分别投出两张不同的图像, 那么两只眼睛将分别看到不同的影像, 这便是一张最简易的3D投影银幕。
2) 事实上, 进行这种裸眼3D投影试验, 我们完全可以将小孔改为水平方向排列光栅线, 在投影的时候, 投影机的位置也可以比人眼高一点或者矮一点, 只要距银幕的距离与人眼相同便可, 用这种方式光线损失较小孔方式小, 如果光栅宽度为1/2, 则最多只能透过1/2的光线, 如果光栅宽度只占1/n, 则最多只能透过1/n的光线, 因此, 如果是用在多台投影机的多通道投影试验中时, 光线损失是难免的。
3) 考虑到光线的损失, 如果是做多通道试验, 最好是利用柱镜光栅板的方式来实现, 由于柱镜的聚光作用, 理论上说无论多少通道, 光线都是没有损失的, 但事实上, 由于受到柱镜表面的透光率及柱镜制作精度的影响, 影像精度会受到一定影响。
4) 更为精密模式应当属直角全反射镜方式 (如图二所示) , 由大量精密的直角定向反射镜组成的银幕 (比汽车反光帖纸更加精密的定向反射膜) , 精确地将来自不同方向光源原路反射回来, 从而实现多通道投影机的影像生成, 这种方式最大的问题是直角定向反射镜的定向精度, 距离越远越要求高精密的定向反射, 如果定向精度不高, 就只能在小范围内使用, 具体试验方法, 可以用半透明反射镜进行投影, 使人眼与投影机进行严格重叠, 使一只眼睛只能看到一台投影机的影像即可, 如图三所示。
3 关于裸眼3D影像展示的思考
1) 裸眼3D设备的制造精度通常是要求很高的, 比如现在流行的液晶显示方式, 由于人两眼距离小, 在小型的手持设备上时, 通过光栅等方式还基本可行, 但在大型的展示设备上时就太困难了, 而通过投影方式, 利用光的这种逆向传输原理来实现就对设备精度要求大大降低了, 以现代生产工艺应当是很容易实现。
2) 要想让裸眼3D投影投入实用, 多通道投影是必不可少的, 以目前普遍流行的左右两通道方式来看, 由于在观看时人的头部不能动, 是不适合直接在裸眼3D投影中使用的。
3) 裸眼3D投影最适宜的应用场所, 可能是广告展示、会议展示等人员流动大的地方, 在这些地方不适宜让人配带3D眼镜的, 应当有着十分广泛的应用前景及展示空间。
摘要：根据光的逆向传输特性, 我们可以以比较简易的多通道投影方式, 来对大型3D影像还原进行简化, 在现有的技术条件下实现大型裸眼3D展示。
关键词：裸眼,3D,投影