关于3D电影双眼视差影像的无眼镜显示方法——对《3D立体影像显示方法丛谈》的补充诠释

     在53D立体影像显示方法丛谈6一文(见本刊2010年第1期)中,把基于双眼视差的立体影像的显示方法分成了三大类,其中第三大类为空间隔置型)))即左眼和右眼影像于同一时刻显示,但却在空间错位隔置。在此类显示方法中又包含了两个主要子类:)))即采用被动型眼镜的第一个子类及采用所谓/自动立体影像显示0(AutostereoscopicDisplay )技术的无须眼镜的第二个子类。该文对采用自动立体影像显示技术的多种(台式或一般商用)显示装置作了介绍,但却未涉及用于电影院的(其主要特点是为数众多的观众与投影机均位于银幕的同一侧)、3 D双眼视差影像的无眼镜(或称裸眼)显示方法。本文拟对此作一些补充。

    能对基于双眼视差的3D电影左、右眼影像进行分离的处所只有两个:或者位于观看者的眼部,或者位于银幕处。如果在眼部,则观众厅内有多少观众就要有多少副眼镜,而且眼镜会使观众感到一定程度的不便;而如果在银幕处,则只需配备一块幕就够了,而且观众也免除了戴眼镜的烦恼。因此,无眼镜3D立体电影显示方法一直是电影科技工作者不懈追求的一个目标。

    研发历史回顾

    早在20世纪40年代,美国的艾凡斯(Ives )、英国的盖博(Gabor )及前苏联的依万诺夫(?1?³±¿À³)等都对能在银幕上分离立体画幅对的立体电影系统进行了研究。特别是前苏联曾投入巨大的人力、物力进行研发,并于1947年在莫斯科建立了首家采用大尺寸透镜光栅银幕的立体电影院。以后,又在列宁格勒和基辅等地也陆续建立了类似的电影院。

    以依万诺夫为首的科研集体曾先后采用过两种立体电影银幕结构型式: (1)以具有辐射状纹路的平面隙缝光栅(简称平面隙缝辐射光栅)与漫反射银幕相结合的方案; (2)以具有辐射状纹路的圆锥面透镜光栅(简称圆锥面透镜辐射光栅)与漫反射银幕相结合的方案。

    图1是上述第一种方案的结构示意图。光栅平面F与漫反射银幕平面E延长后相交于直线AA,光栅上所有辐射状隙缝的会聚点O正好位于直线AA上。在光栅平面内沿着任意条与AA平行的直线度量,其周期是固定不变的:即ab=bc=cd,等等。位于D0点的一台放映机将立体画幅对中的一个画幅(右画幅)投影到银幕上,结果在银幕上形成许多亮条:经过隙缝a、b、c等的光线在银幕上形成k、l、m等亮线。同样,位于G0点的另一台放映机则将立体画幅对中的另一个画幅(左画幅)投影到银幕上,结果在银幕上形成另一组亮线。合理选择距离D0G0可以使这两组亮线相互紧贴。在D0G0所确定的yy线上存在许多只可以单独看到右面一组亮线的点位D1, D2, D3等等,及只可以单独看到左面一组亮线的点位G1, G2, G3等等。因此,只要使观看者的左、右眼视线分别与OG1、OD1, OG2、OD2, OG3、OD3等线重合,就能达到在观看者的左右眼中将立体画幅对的左右画面分离的目的。为了使观众厅内的观众看不到银幕处的不透明的栅条,栅条的宽度应当非常窄。一个光栅内约包含2000多根栅条,但这样的光栅会造成很大的光损失,因而使银幕亮度降低很多。