21、3D 图像合成与多视图图像采集显示技术解析

3D 图像合成与多视图图像采集显示技术解析

1. 3D 图像合成中 MV 与 IP 成像系统对比

在 3D 图像合成领域，MV（多视图）和 IP（积分摄影）成像系统是两种重要的技术。IP 成像系统通过获取和显示穿过平面的光线，被认为是理想的 3D 摄影技术之一。它具有高 3D 亮度和全视差的优点，但也存在 3D 分辨率低、莫尔条纹和色散等缺点。

MV 和 IP 基于 3D 成像方法，在光学组成和结构上基本相同，不过 MV 图像的排列方式有所不同。二者产生深度感的机制均为双目视差，但这一差异导致投影图像成为不同的视图图像。

在 MV 和 IP 中，图像显示面板被划分为大小和形状相同的像素单元，这是显示 MV 图像的基本单位。观看区域的横截面表示所有像素单元通过相应小透镜放大后的图像叠加，且该横截面与显示面板平行，每个像素单元中的像素图案能完美匹配。

当观看区域形成光学结构时，可视为特殊光学板。它与面板大小相近，由用于全视差图像显示的二维元素光学阵列组成，阵列尺寸与面板中的像素单元相同。常见的光学板包括两个叠加的柱状透镜板、二维针孔板、视差屏障板和柱状透镜板等。柱状透镜板需与交叉角或二维微透镜阵列板配合使用，小透镜由两个叠加的板形成，其形状和大小与面板中心的像素单元相同。二维 PLS 阵列也可作为光学元件，位于面板背面。

以下是相关参数的定义和计算公式：
- 观看区域横截面的水平长度、观看区域横截面与微透镜板之间的距离记为 VW。
- 观看距离和每个小透镜（针孔、PLS）的间距分别记为 a 和 PL。
- 每个像素单元的宽度 CW 和小透镜的焦距 f 定义如下：
- (CW = \frac{PLVW}{V