立体视频汇总

今天去BIRTV2010看展览,发现现在的3D立体视频技术非常流行,回来后就收集了一下介绍立体视频的技术,整理如下:

一:红蓝立体原理

原帖地址：http://bbs.cnliti.com/viewthread.php?tid=476&fromuid=0

   人类是通过左眼和右眼所看到的物体的细微差异来获得立体感的，要从一幅平面的图像中获得立体感，那么这幅平面的图像中就必须包含具有一定视差的两幅图像的信息，再通过适当的方法和工具分别传送到我们的左右眼睛。
    那么一幅红蓝立体图是如何包含两幅图像信息，红蓝眼镜又是如何将它们分别传送到我们的左右眼睛呢？
    如果你在Photoshop中打开一幅图像，在图像中移动鼠标，就会在右侧的信息板中看到其中的RGB数值在不断的变化，实际上图像中的任何一个象素的颜色都可以由一组RGB值来记录和表达，图像上所有的颜色，都是由这些红绿蓝三种色按照不同的比例混合而成,这红色绿色蓝色又称为三原色，三原色中任何一色都不能用其余两种色彩合成。RGB的所谓“多少”就是指亮度，通常情况下，RGB各有256级亮度，用数字从0、1、2...直到255来表示。按照计算，256级的RGB色彩总共能组合出约1678万种色彩，即256×256×256＝16777216。通常简称为24位色。纯黑的RGB值0,0,0；纯白的RGB值是255,255,255；纯红的RGB值是255,0,0。纯绿的RGB值是0,255,0；纯蓝的RGB值是0,0,255。
    纯黄的RGB数值是255,255,0，可以看出：纯黄色＝纯红色＋纯绿色，根据互补色原理，补色指完全不含另一种颜色，红和绿混合成黄色，因为完全不含蓝色，所以黄色就是蓝色的补色。我们可以通过计算来确定任意一个颜色的互补色：首先取得这个颜色的RGB数值，再用255分别减去现有的RGB值即可。比如黄色的RGB值是255,255,0，那么通过计算：r(255-255),g(255-255),b(255-0)，互补色为：0,0,255。正是蓝色。
    红色的互补色为青色，红色的RGB值是(0--255),0,0；而青色的RGB值是0,(0--255),(0--255)，由于它们不含有对方的颜色，利用这个特点，我们用红色来保存一幅图像的信息，而用青色来保存另一幅图像的信息，这样就完全可以用一幅图像来包含两幅图像的信息了。
    我们可以用一个公式来表达；第一幅图像RGB1=R1,G1,B1；第二幅图像RGB2=R2,G2,B2,合成后的立体图像RGB12=R1,G2,B2或RGB21=R2,G1,B1。从公式RGB12=R1,G2,B2中可以看出,合成后的立体图像实际上包含了第一幅图像的红色RGB=R1,0,0和第二幅图像的青色RGB=0,R2,B2。
    接下来的问题就是怎样保证我们的左右眼分别只看到一幅图像，研究一下立体眼镜，红色眼镜片的RGB值是255,0,0；青色眼镜片的RGB值是 0,255,255，因为只有红色才能透过红色眼镜片，传送到我们左眼的图像的RGB红=R1,0,0；因为只有青色才能透过青色眼睛片，传送到我们右眼的图像的RGB青=0,R2,B2。这样包含在一幅红蓝立体图中的两幅图像的信息就被分别传送到了我们的左右眼睛。
    最后，我们用图来更加直观地演示，你可以下载后在Photoshop中打开，然后看右侧信息板中的RGB数值，以便更好地理解。最后一张图用对眼看或用观屏镜看就是用红蓝眼镜看的效果。
  

 

 

 

 

 

 

 

二:偏振光立体视频原理

 

 光具有波粒二像性，立体电影眼镜是根据光的波动性制成的。更确切的说是由偏振光所至。

    光可以看作是由一些微小的波构成的。这些波可以在任何一个平面上振动。在一个特定的光束中，有些波可以上下振动，有些波左右振动，有些波则沿对角方向振动。它们的振动方向可能均匀地分布在所有各个方向上，没有一个振动平面占优势或者在光波中比其他平面占有更大的份额——普通的太阳光或电灯泡的光都是这样。

    可是，现在让我们设想光穿过一块透明的晶体。晶体是由排成规整的行列和平面的原子或原子团构成的。因此，光波会发现，当它的振动平面恰巧能塞进两个原子平面之间时，它就很容易通过这块晶体。要是它的振动平面与原子的平面成一个角度，它就会撞在原子上，因此，光波就要消耗很多能量方能继续振动下去。这样的光会局部或全部被吸收掉。

    你可以用下面的办法想到这是一种什么景象：试想象你把一根绳子的一头拴在邻居院子里的树上，另一头拿在你手里。再假定绳子是从篱笆的两根竹子的正当中穿过去的。好了，如果你现在拿绳子上下波动，这些波就会从两根竹子之间通过，并从你的手传到那棵树上。这时，那座篱笆对你的波来说是“透明的”。但是，要是你让绳子左右波动，绳子就会撞在两根竹子上，波就不会通过篱笆了。

    有些晶体能够强迫光波把所有能量分成两束分离的光线。这时振动平面就不再均匀分布了。在其中的一个光束中，所有的波都在一个特定的平面上振动；而在另一个光束中，所有的波都在与第一束光的平面成直角的平面上振动：不可能出现任何对角方向的振动。

    当光波被迫在某一特定的平面上振动时，我们就说这样的光是“面偏振光”，或简单地称它为“偏振光”。而朝着所有各个方向振动的普通光都是“非偏振光”。西方国家把偏振光称为“极化光”。

    为什么叫做“极化光”呢？当这种现象在1908年第一次定名时，那个发明这个名称的法国工程师马吕斯关于光的本性有一个错误的理论。他认为，光是由一些象磁铁那样有南北极的粒子组成的。他想，那种从晶体中穿过的光，可能是南北极的方向全部相同。这种想法后来被证明是错的，但那个名称却已被人们牢牢地记住，无法再改变了。

    当一块晶体产生偏振平面各不相同的两束光时，这两束光具有稍稍不同的性质。它们在通过晶体时所受到的偏折的大小可能不一样。因此，我们可以想法设计出一块晶体，让它把一束光完全反射掉，而只让另一束光全部通过它。

    在利用某些晶体时只有一束光能通过，是因为另一束光被吸收掉而转化为热。偏振眼镜片（它是在塑料中嵌入许多细小的这类晶体）就是以上述方式吸收掉许多光，由于这种镜片着色，吸收掉的光就更多了。这种镜片就是这样消除眩目的强光的。

    当偏振光通过含有某种不对称分子的溶液时，它的振动平面会被扭转一个角度。化学家根据这种扭转的方向和角度的大小，就能够对这种分子的真实结构作出许多推断，特别是对于有机化合物的分子更是如此。正因为这样，偏振光对于化学理论来说，一直是极其重要的。

    自然光在两种各向同性媒质分界面上反射、折射时，反射光和折射光都是部分偏振光。反射光中垂直振动多于平行振动，折射光中平行振动多于垂直振动。

    当入射角满足关系式tgi0=n2/n1时，反射光为振动垂直于入射面的线偏振光，

    该式称为布儒斯特定律，i0为起偏振角或布儒斯特角。

    当光线以起偏振角入射时，反射光和折射光的传播方向互相垂直，即：i0+r=90

    你看过立体电影吗?你知道它的道理吗?它就是应用光的偏振现象的一个例子.在观看立体电影时，观众要戴上一副特制的眼镜，这副眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片.这样，从银幕上看到的景象才有立体感.如果不戴这副眼镜看，银幕上的图像就模糊不清了.这是为什么呢?

    这要从人眼看物体说起.人的两只眼睛同时观察物体，不但能扩大视野，而且能判断物体的远近，产生立体感.这是由于人的两只眼睛同时观察物体时，在视网膜上形成的像并不完全相同，左眼看到物体的左侧面较多，右眼看到物体的右侧面较多，这两个像经过大脑综合以后就能区分物体的前后、远近，从而产生立体视觉。

    立体电影是用两个镜头如人眼那样从两个不同方向同时拍摄下景物的像，制成电影胶片.在放映时，通过两个放映机，把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映，使这略有差别的两幅图像重叠在银幕上.这时如果用眼睛直接观看，看到的画面是模糊不清的，要看到立体电影，就要在每架电影机前装一块偏振片，它的作用相当于起偏器.从两架放映机射出的光，通过偏振片后，就成了偏振光.左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直.这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众处，偏振光方向不改变.观众用上述的偏振眼镜观看，每只眼睛只看到相应的偏振光图象，即左眼只能看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，这样就会像直接观看那样产生立体感觉.这就是立体电影的原理。

三，快门式立体视觉

        由于计算机屏幕只有一个，而我们却有两个眼睛，又必须要让左、右眼所看的图像各自独立分开，才能有立体视觉。这时，就可以通过立体眼镜，让这个视差持续在屏幕上表现出来。通过控制IC送出立体讯号（左眼->右眼->左眼->右眼->依序连续互相交替重复）到屏幕，并同时送出同步讯号立体眼镜，使其同步切换左、右眼图像，换句话说，左眼看到左眼该看到的景像，右眼看到右眼该看到的景像。立体眼镜是一个穿透液晶镜片，通过电路对液晶眼镜开、关的控制，开可以控制眼镜镜片全黑，以便遮住一眼图像；关可以控制眼镜镜片为透明的，以便另一眼看到另一眼该看到的图像。立体眼镜就可以模仿真实的状况，使左、右眼画面连续互相交替显示在屏幕上，并同步配合立体眼镜，加上人眼视觉暂留的生理特性，就可以看到真正的立体图像。