[其他]用于立体视觉的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于立体视觉的设备。 

背景技术

人眼可以感知深度。深度是我们视觉能力的第三维度。我们感知深度是由于我们的每只眼睛都从略微不同的有利点(vantage point)来观看物体。人类大脑合成从每只眼睛单独接收到的图像，以使得能够感知深度。但是，当观看诸如监视器、电视机或其它平面装置的屏幕上的图像时，每只眼睛看到相同的图像，因此大脑正确地感知到没有深度。 

由于电影、影片和其它娱乐以二维的形式出现在我们通常感知为三维的世界中，因此在娱乐产业中的许多人认为电影、影片和其它娱乐缺少真实性的元素。这样，将对深度的感知添加到在诸如电视机、监视器和电影屏幕的平面屏幕上示出的图像的方法或过程已经被探索了一段时间。允许从二维显示器看到深度的能力有时被称为立体视法。 

一种促进来自二维屏幕上的图像的深度的感知的方法是示出两幅略微不同的图像，每一副仅对一只眼睛是可视的。如果其被正确地执行，那么每只眼睛看到看起来来自略微不同的有利点的不同的图像，并且大脑感知该物体的深度，如同在真实生活中观看实际物体时那样。但是，对分开的图像进行渲染从而使它们看起来来自略微不同的有利点会涉及到大量问题。首先，这些图像必须被构建为在每个方面都相同，但是看起来像从略微不同的有利点观看到的。第二，必须防止每只眼睛看到希望由另一只眼睛看到的图像的任何部分。通过使用计算机技术和复杂的照相机技术可以消除前一个问题。后一个问题有时被称为串扰，并且仍然是存在的问题。如果在图像间存在太多的串扰， 即，左眼看到太多希望由右眼看到的图像的部分，或者相反，那么大脑将不会正确地感知三维效果。 

已经开发了多种方法来隔离这些图像，从而使得每只眼睛都看到不同的图像并且存在与其它图像尽可能少的干扰或串扰。这些方法可以被细分成主动的和被动的立体视法的方法。 

一种用于允许我们的每只眼睛看到来自同一显示器的分开的图像的普通的被动方法是通过使用偏振。例如，两幅图像中的每一个可以使用分离的偏振来被同时地投射。然后，观看者可以使用一副特殊的观看眼镜，这些眼镜只允许具有特定偏振方向的光被传送到每只眼睛。作为一个例子，覆盖右眼的眼镜上的透镜可以只允许垂直偏振光被传送到右眼，而覆盖左眼的眼镜上的透镜可以只允许水平偏振光被传送到左眼。以这种方式，可以将两幅分开的图像展示给每只眼睛。还存在许多其它的被动方法，包括基于颜色而不是偏振的方法，例如立体照片(anaglyphs)、颜色编码3D和色度深(Chromadepth)。 

立体视法的被动方法具有与保持图像的光的偏振、色深和锐度有关的问题。立体视法的主动方法可以改进或甚至消除这些问题。 

立体视法的一种主动方法在用户通过快门式眼镜观看屏幕的同时以快速地交替连续的方式将分开的图像显示在屏幕上。快门式眼镜由观看者佩戴，并且其与显示器上的图像同步地连续地遮挡光或使光通过。当预定用于给右眼的图像被投射时，快门式眼镜上的左快门遮挡到左眼的光，快门式眼镜上的右快门允许光进入右眼。然后，投射的图像改变为预定用于给左眼的图像，并且快门式眼镜上的左快门和右快门交换状态，从而使得到左眼的光通过并且到左眼的光被遮挡。该过程可以被快速地重复，并且由于人类不能检测大于约15赫兹的频率，因此快门的开闭可能检测不到。当分开的图像在有利点被正确地偏移时，随着每只眼睛仅看到预定用于该特定的眼睛的唯一的图像，大脑将感知到三维图像。 

尽管快门式眼镜提供了允许每只眼睛看到分开的图像的可行的方法，但是当前的设计仍然存在许多问题。例如，串扰仍然是困扰当 前的快门式眼镜设计的一个问题。分开覆盖各只眼睛的在快门式眼镜的每一侧上的快门不能瞬时地允许光通过或阻挡光通过。因此，给出切换快门的状态的命令之时与快门的状态实际上已经被完全切换之时之间存在一定的延迟。如果没有将其考虑在内，那么延迟或滞后时间会潜在地产生串扰。 

作为例子，立体观看系统可以处于这样的状态中，其中，旨在由左眼观看的图像正在被投射，并且观看者正在佩戴快门式眼镜，该快门式眼镜处于这样的状态，其中，到左眼的光全部通过，并且到右眼的光被完全遮挡。此时，图像不能被切换到旨在由右眼观看的图像，直到快门式眼镜已经首先遮挡了旨在用于左眼的光的相当部分。要不然，左眼将看到旨在用于右眼的图像，并且三维效果将发生畸变。因此，在图像正在被切换时，到两只眼睛的相当部分的光可能被遮挡。串扰引起的问题导致了由观看者佩戴的快门式眼镜与在预定用于左眼与右眼之间的图像之间交替的显示系统之间的复杂的同步问题。