引言

　　眾所周知，現(xiàn)實(shí)世界是一個(gè)三維空間，除去時(shí)間這一維度，現(xiàn)實(shí)世界是由長度、寬度和高度三個(gè)維度組成，我們每天就生活在這個(gè)三維世界中，而現(xiàn)有的顯示設(shè)備大多數(shù)都只能顯示二維信息，并不能帶給人真實(shí)的三維感覺。為了使顯示的物體和場景具有深度感（也就是3D），人們紛紛對3D顯示技術(shù)展開研究，經(jīng)歷了二十幾年的發(fā)展，目前已取得了十分豐碩的成果。

　　裸眼3D顯示器被廣泛應(yīng)用于廣告、傳媒、示范教學(xué)、展覽展示以及影視等各個(gè)不同領(lǐng)域。區(qū)別于傳統(tǒng)的雙目3D顯示技術(shù)，裸眼3D顯示由于擁有其裸眼的獨(dú)特特性，即不需要觀眾佩戴眼鏡或頭盔便可觀賞3D效果，且其逼真的景深及立體感，又極大提高了觀眾在觀看體驗(yàn)時(shí)的視覺沖擊力和沉浸感，成為產(chǎn)品推廣、公眾宣傳及影像播放的最佳顯示產(chǎn)品。

　　然而，觀眾不佩戴任何設(shè)備又是如何感知3D的呢？

　　1、裸眼如何感知3D

　　現(xiàn)實(shí)世界是三維世界，人眼觀看物體時(shí)看到的圖像具有位差，兩幅圖像之間的偏差我們稱之為視差（disparity/parallax）。正是這種視差，使人們能區(qū)別物體的遠(yuǎn)近，并獲得立體感。根據(jù)視差值的不同，視差又可分為正視差（positive parallax），負(fù)視差（negativeparallax）和零視差（zero parallax）。當(dāng)觀眾在觀看時(shí)，正視差使人產(chǎn)生物體深入屏幕的感覺；負(fù)視差使人產(chǎn)生物體懸浮于屏幕外的感覺；零視差是正視差和負(fù)視差的分界，物體剛好被投射到屏幕上，即我們常說的零平面。夏天夜晚的星星離我們很遠(yuǎn)，我們觀看星星的視線幾乎是平行的，這時(shí)視差接近于零，人眼難以區(qū)分星星的距離，因而我們覺得星星距離我們同樣遠(yuǎn)，繁星仿佛在一個(gè)平面上沒有立體感。

　　人的大腦是一個(gè)極其復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)，它可以將映入雙眼的兩幅具有視差的圖像，經(jīng)視神經(jīng)中樞的融合反射，以及視覺心理反應(yīng)便可產(chǎn)生三維立體感覺。利用這個(gè)原理，我們可以將兩幅具有視差的左右圖像通過顯示器顯示，將其分別送給左右眼，從而獲得3D感。

　　裸眼3D顯示的原理一般是通過光柵或透鏡將顯示器顯示的圖像進(jìn)行分光，從而使人眼接收到不同的圖像，這樣便實(shí)現(xiàn)了3D顯示。狹縫光柵顯示器通過在顯示面板前方放置一個(gè)參數(shù)合適的狹縫，對顯示的內(nèi)容進(jìn)行遮擋，在經(jīng)過一定距離后，到達(dá)人眼的光線便可被分開，雙眼接收到兩幅含有視差的圖像。圖 1 中人眼就能分別看到藍(lán)色和綠色，這樣就能產(chǎn)生立體效果。

　　圖 1 狹縫光柵顯示原理

　　Fig. 1 Principle of parallax barriers display

　　柱狀透鏡式采用了相同的原理，只是實(shí)現(xiàn)的方式由狹縫換成了透鏡，透鏡通過對光的折射作用，將不同的顯示內(nèi)容折射到空間中不同的地方，到達(dá)人眼時(shí)顯示的內(nèi)容被分開，人眼接收到兩幅含有視差的圖像，這樣便產(chǎn)生了立體效果，如圖 2 所示。

　　圖 2 柱狀透鏡顯示原理

　　Fig. 2 Principle of lenticular lenses display

　　因而，裸眼立體顯示仍基于立體視覺原理，只是通過改進(jìn)立體顯示器，以特定光學(xué)遮擋和光路傳播控制的方式，實(shí)現(xiàn)將含有視差的圖像分別傳送到我們的左右眼睛，進(jìn)而觀看到立體影像。