论文摘要
当前,平面显示技术已经发展到接近极致,无论是色彩还是清晰度,但无法掩盖平面图像本身的不足——缺乏景深直接导致的失真。而立体显示技术则拥有这些信息,相比平面显示技术可以拥有更加丰富的显示效果。因此,立体显示技术成为了现在研究的重点。立体显示技术从1838年提出至今已经有170多年的历史,按照重建立体图像的方法分类,到目前为止主要有两种立体显示方法：利用两眼视差的立体显示技术和真实立体显示技术。利用两眼视差的显示技术的核心思想是为观察者的两眼播放不同的图像,使观察者在大脑中合成立体图像。通常,观察者都需要佩戴一些设备（如眼镜、头盔等）,或者要求观察者位于特定的位置与方向。这是因为该技术本身的特点：由于记录信息有限,因此观察者无法看到视差,即只看到从特定位置（记录位置）才能看到的立体图像。其技术本身的不足难以弥补,于是真实立体显示技术受到大量关注。真实立体显示技术的核心思想是记录立体物体的信息,在空间中重建该物体的像,由观察者观看。通常,观察者无需佩戴设备,可以位于可视范围内的任意位置,不同的位置所看到的图像不同,且在位置变化过程中,所看到的图像也是连续变化的,即,连续的视差。同时也产生了大量数据的生成、保存、传输等问题。有时,显示设备需要激光器等特殊光源。综上,该技术的优点：有连续的视差,有透视效果,通常无需佩戴设备；缺点：设备相对昂贵、复杂,拍摄难度大,通常需要特殊的光源（如激光器等）,数据量大的相关问题（采集与生成、保存、传输等）,显示效果较差（分辨率低,物体尺寸有限等）。简言之,真实立体显示技术可以获得相对较好的视觉效果,但也更加复杂,有更多需要克服的问题。全视技术（Integral Imaging,又称Integral Photograph）是真实立体显示技术的重要分支,由G. Lippmann在1908年首先提出。全视技术最大的优点是拥有连续的视差,全彩色,透视,不需要特殊的光源（如激光器等）。在全视技术中,立体物体的空间信息被编码并记录于平面媒体上,观察者不需要佩带特殊的眼镜,既可在视角范围内观察到全彩色的立体物体。全视技术不像全息技术要求苛刻的记录条件,全视技术的采样与重建过程都很简单,不要求采用相干光源（激光等）,只需要使用特殊的微透镜阵列,而且,在立体显示与平面显示之间可以轻松的切换,对于当前的显示技术环境来说,具有广泛应用的前景。当前,全视技术主要的不足为分辨率低,视角有限,景深不足,数据量较大。这些也是真实立体显示技术整体面临的问题。全视技术是立体显示技术的重要发展前景,对其进行研究有着重要意义。全视技术的分辨率较低,这直接导致其无法精细显示较大的物体或场景。被重建的立体图像的分辨率受许多参数影响,例如,光的衍射,采样设备和显示设备的像素数量等等。限制重建立体图像的分辨率的最基本的因素之一是小透镜阵列的光线的单位空间的采样率。但由于光线衍射,工业加工技术等原因,单纯的改变透镜矩阵参数已经难以突破,因此,研究者们开始研究其他方法,其中移动透镜矩阵技术（Moving array-lenslet technique, MALT）是一种很有优势的方法,使用MALT技术可以有效的提高单位空间的采样率。全视技术的景深较小一直是亟待解决的问题。通常,全视技术在显示时只显示虚像或者实像之一,这时只用到了透镜前面或者后面。这是很大的浪费。如果能够同时显示虚像和实像,那么就可以同时使用透镜矩阵的前后两个区域,景深就提高了一倍。基于这个想法,研究者开始研究,并提出了虚像与实像同时显示的方法。全视技术作为真实立体显示技术的重要分支,具有较多的优点,没有原理上的硬伤,是一种具有优秀应用前景的技术。我相信,在不久的将来,全视技术将会成为发展成熟,开创立体显示的未来。