虚拟世界的感知设备33-面结构光三维测量技术

2.2 虚拟世界的感知设备33产生一幅具有立体深度感的图像，立体图产生的基本原理是通过深度信息的恢复来实现的。一般二维图片保存的三维信息通过图像的灰度变化来反映，这种方法只能产生部分深度信息的恢复，而我们所指的立体图是通过让左右眼接收不同的图像，从而真正地恢复三维的信息，立体图的产生基本过程是对同一场景分别产生两个相应于左右眼的不同图像，让它们之间具有一定的视差，从而保存了深度立体信息。在观察时借助立体眼镜等设备，使左右眼只能看到与之相应的图像，视线相交于三维空间中的一点上，从而恢复出三维深度信息。要显示立体图像主要有两种方法：一种是同时显示技术，即同时显示左右两幅图像；另一种是分时显示技术，即以一定的频率交替显示两幅图像。同时显示技术是对两幅图像用不同的光波波长显示，用户的立体眼镜片分别配以不同波长的滤光片，使左右眼只能分别看到各自相应的图像。这种技术在20世纪50年代曾广泛用于立体电影放映系统中，但是在现代计算机图形学和可视化领域中主要是采用光栅显示器，其显示方式与显示内容是无关的，很难根据图像内容决定显示的波长，因此这种技术对计算机图形学的立体图绘制并不适合。目前应用中较多的是分时显示技术，它以一定频率交替显示两幅图像，用户通过以相同频率同步切换的有源或无源眼镜来进行观察，使用户左右眼只能看到相应的图像，其真实感较强。 1. 台式立体显示系统最常见的台式立体显示系统由立体显示器（Stereo Monitor）和立体眼镜组成，如图2-2所示。这种台式立体显示系统有两种工作方式，即标准（非立体）方式和立体方式。当该系统工作在标准方式时无立体效果，与一般的显示器相同，而工作在立体方式时，采用分时显示技术，显示器屏幕上以一定频率交替显示生成的左、右眼视图，用户如不佩戴立体眼镜，则看到的图像是有重影的。所以用户需佩戴立体眼镜，使左右眼只能分别看到屏幕上对应的左眼视图和右眼视图，图像最终在人眼视觉系统中形成立体图像。为了使图像显示稳定，即所显示图像不出现闪烁现象，要求显示刷新频率为120帧/秒，即左右眼所得到的视图刷新频率最低也要达到60帧/秒。图2-2带立体眼镜的台式立体显示系统使用户获得立体视觉的关键是让左右眼分别只能看到对应的左右视图，因此用户必须佩戴立体眼镜，使左右眼只能看到对应的左右视图，因此用户必须佩戴立体眼镜，使