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3D显示技术
作者：马群刚 著
出版社：电子工业出版社
出版时间：2020-01-01
ISBN：9787121352980
定价：¥139.00
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内容简介
3D显示是显示的未来，是大数据时代显示巨量信息的载体，是实现健康显示的有效途径。本书在结合政、产、学、研多年科研成果和工程实践的基础上，系统地介绍了3D显示的基本原理、实现技术，以及存在的问题与对策。全书分为四部分：第一部分包括第1章和第2章，介绍3D显示技术的基本概念；第二部分包括第3～6章，介绍基于眼镜、光栅、指向背光等传统光学元件的2视点与多视点3D显示技术；第三部分包括第7～9章，介绍光场3D、体3D、全息3D等真3D显示技术；第四部分包括第10～12章，介绍视错觉3D显示技术、AR/VR中的3D显示技术及应用，以及3D显示的画质提升与视疲劳对策。本书可作为高校、科研单位、企业、政府等理解、应用和发展3D显示技术的重要参考资料。
作者简介
马群刚，浙江东阳人，理学博士，正高级工程师，工业和信息化部电子科学技术委员会委员，科技部大湾区科技创新协调发展委员会委员，长期从事集成电路与新型显示领域的科技工作，新型显示方向两年海外学习经历。主持或参与完成国家科研项目10余项，发表学术论文30余篇，申请发明专利70余件，出版学术专著6部。夏军，江苏泰兴人，工学博士，东南大学教授，长期从事信息显示技术的研究、评测和标准化工作，现任全国专业标准化技术委员会委员，光学学会全息与光信息专业委员会委员，图像图形学会立体图像技术专业委员会委员，物理学会液晶分会专业委员会委员。先后主持和参与完成了国家自然科学基金项目、科技部973计划项目、科技部863计划项目、国防预研项目等10余项，获得省科技进步一等奖1项。在国内外核心刊物发表SCI论文100余篇，获授权发明专利40余项。
目录
目录
第1章 绪论 1
1．1 3D显示技术的发展 1
1．1．1 显示技术的发展规律 1
1．1．2 3D显示技术的发展历程 5
1．2 3D显示技术的类别 9
1．2．1 3D显示技术的分类 9
1．2．2 各类3D显示技术的优缺点 12
1．3 3D显示技术的应用 14
1．4 3D显示技术的挑战 17
本章参考文献 19
第2章 立体视觉与3D显示 25
2．1 人眼的视觉功能 25
2．1．1 人眼视觉系统 25
2．1．2 单眼视觉功能 28
2．1．3 双眼视觉功能 32
2．2 深度线索 35
2．2．1 心理深度线索 35
2．2．2 运动深度线索 38
2．2．3 立体深度线索 41
2．2．4 生理深度线索 43
2．2．5 深度感知范围 46
2．3 3D显示中的视觉线索 49
2．3．1 3D空间再现的基本要素 49
2．3．2 双目视差式3D显示 51
2．3．3 单目聚焦式3D显示 55
2．3．4 2D视图转3D显示 57
本章参考文献 61
第3章 眼镜式3D显示技术 67
3．1 色差式3D显示技术 67
3．1．1 颜色视觉理论与分色3D显示 67
3．1．2 宽带分色3D显示技术 69
3．1．3 窄带分色3D显示技术 71
3．2 偏光式3D显示技术 73
3．2．1 偏振光与3D显示 73
3．2．2 被动式偏光3D显示技术 76
3．2．3 主动式偏光3D显示技术 79
3．2．4 双屏式偏光3D显示技术 81
3．3 快门式3D显示技术 83
3．3．1 快门式3D显示的基本原理 83
3．3．2 快门式3D显示的课题 86
3．3．3 快门式3D显示的串扰对策 88
本章参考文献 91
第4章 光遮挡型3D显示技术 95
4．1 视差光栅3D显示技术 95
4．1．1 上视差光栅3D显示技术 95
4．1．2 下视差光栅3D显示技术 99
4．1．3 双视差光栅3D显示技术 102
4．1．4 阶梯视差光栅3D显示技术 103
4．1．5 偏光光栅3D显示技术 106
4．2 动态视差光栅技术 109
4．2．1 2D/3D切换型视差光栅技术 109
4．2．2 时间分割型视差光栅技术 111
4．2．3 移动型视差光栅技术 114
4．3 自由立体显示的评价参数 117
4．3．1 视点与瓣 117
4．3．2 最佳观看距离 120
本章参考文献 122
第5章 光折射型3D显示技术 127
5．1 柱透镜光栅3D显示技术 127
5．1．1 柱透镜光栅3D显示原理 127
5．1．2 倾斜透镜光栅3D显示技术 131
5．1．3 移动透镜板3D显示技术 135
5．2 棱镜光栅3D显示技术 136
5．3 液晶透镜光栅3D显示技术 138
5．3．1 非均匀盒厚液晶透镜光栅3D显示技术 139
5．3．2 LCP柱透镜光栅3D显示技术 141
5．4 GRIN液晶透镜光栅3D显示技术 144
5．4．1 GRIN液晶透镜与3D显示 144
5．4．2 GRIN液晶透镜的设计技术 148
5．4．3 局部2D/3D显示切换技术 152
5．4．4 纵横2D/3D显示切换技术 156
5．4．5 扫描式GRIN液晶透镜技术 159
本章参考文献 161
第6章 指向背光3D显示技术 167
6．1 光折射型指向背光3D显示技术 167
6．1．1 单凸透镜结构指向背光技术 167
6．1．2 3D膜结构指向背光技术 168
6．1．3 棱镜阵列结构指向背光技术 171
6．1．4 透镜阵列结构指向背光技术 172
6．1．5 扫描视差背光技术 173
6．2 光反射型指向背光3D显示技术 175
6．2．1 契型沟槽结构指向背光技术 175
6．2．2 散射图案结构指向背光技术 178
6．2．3 椭圆反射镜结构指向背光技术 179
6．3 光衍射型指向背光3D显示技术 182
6．3．1 体全息光学元件指向背光技术 182
6．3．2 像素型光栅结构指向背光技术 184
本章参考文献 187
第7章 光场3D显示技术 191
7．1 光线空间与光场显示 191
7．1．1 光线空间与光场近似 191
7．1．2 光场3D显示的分类 195
7．1．3 光场成像与光场显示 199
7．2 集成成像3D显示技术 202
7．2．1 集成成像3D显示原理 203
7．2．2 集成成像与多视点显示 206
7．2．3 深度反转的解决对策 208
7．2．4 图像视域扩展技术 211
7．2．5 图像景深扩大技术 214
7．2．6 图像分辨率提升技术 217
7．2．7 集成成像2D/3D切换技术 219
7．3 多层成像3D显示技术 222
7．3．1 多层成像3D显示原理 222
7．3．2 压缩光场显示技术 225
本章参考文献 230
第8章 体3D显示技术 235
8．1 基于发光介质的固态体3D显示 235
8．1．1 基于固体介质能量跃迁的固态体3D显示 235
8．1．2 基于气体介质能量跃迁的固态体3D显示 238
8．1．3 基于化学染料的固态体3D显示 238
8．1．4 基于喷墨印刷的固态体3D显示 240
8．2 基于旋转屏幕的动态体3D显示 241
8．2．1 基于阴极射线球法的动态体3D显示 241
8．2．2 基于旋转发光二极管阵列的动态体3D显示 242
8．2．3 基于激光扫描螺旋旋转面的动态体3D显示 242
8．3 全息体显示 246
8．3．1 基于激光投影仪的全息体显示 246
8．3．2 基于ZBLAN玻璃的全息体显示 247
8．3．3 基于空中投影系统的全息体显示 249
8．4 自由空间体3D显示 250
8．4．1 基于光学陷阱的自由空间体3D显示 251
8．4．2 基于等离子体的自由空间体3D显示 252
8．4．3 基于改良空气的自由空间体3D显示 253
8．4．4 基于声学悬浮的自由空间体3D显示 255
8．5 多平面体3D显示 258
8．5．1 基于多变焦镜头的体3D显示 258
8．5．2 基于多液晶屏幕的体3D显示 261
8．5．3 基于多投影机的体3D显示 263
本章参考文献 264
第9章 全息3D显示技术 267
9．1 全息3D显示的基本原理 267
9．2 全息图的计算方法 269
9．2．1 点云法 269
9．2．2 倾斜平面方法 273
9．2．3 多平面法 277
9．2．4 光场方法 281
9．3 全息3D显示器件 285
9．3．1 基于光调控的全息3D显示器件 285
9．3．2 基于电调控的全息3D显示器件 289
9．3．3 基于声光调制器的全息3D显示器件 290
9．3．4 全息3D显示的复振幅调制方法 292
本章参考文献 298
第10章 视错觉3D显示技术 302
10．1 视错觉3D显示原理 302
10．1．1 视错觉的成因与类型 302
10．1．2 视错觉立体画与3D动画 306
10．2 景深融合3D显示技术 309
10．2．1 景深融合3D显示原理 309
10．2．2 亮度加法型景深融合3D显示技术 314
10．2．3 亮度除法型景深融合3D显示技术 317
10．3 基于Pulfrich效应的3D显示技术 319
本章参考文献 323
第11章 VR/AR中的3D显示技术 326
11．1 虚拟现实中的3D显示技术 326
11．1．1 虚拟现实显示技术的分类 326
11．1．2 虚拟现实中的三维显示技术 328
11．2 增强现实中的三维显示技术 334
11．2．1 增强现实显示的分类 334
11．2．2 增强现实显示技术面临的问题 337
11．2．3 增强现实中的三维光场显示技术 337
11．2．4 增强现实中的全息显示技术 341
11．2．5 全息光学元件在增强现实中的应用 347
本章参考文献 352
第12章 3D显示画质与视疲劳 354
12．1 串扰及其改善对策 354
12．1．1 眼镜式3D显示的串扰定义 354
12．1．2 自由立体显示的串扰定义 359
12．1．3 串扰的改善对策 363
12．2 摩尔纹及其改善对策 366
12．2．1 光栅3D显示的摩尔纹形成机理 367
12．2．2 摩尔纹的分类与对策 370
12．3 逆视及其改善对策 374
12．3．1 逆视的形成与改善 374
12．3．2 超多视点3D显示技术 377
12．3．3 人眼跟踪式3D显示技术 381
12．4 视疲劳及其改善对策 384
12．4．1 生理与心理因素对视疲劳的影响 384
12．4．2 3D图像对视疲劳的影响 388
12．4．3 显示设备对视疲劳的影响 391
12．4．4 视疲劳的评价与缓解措施 392
本章参考文献 395
第1章 绪论 1
1．1 3D显示技术的发展 1
1．1．1 显示技术的发展规律 1
1．1．2 3D显示技术的发展历程 5
1．2 3D显示技术的类别 9
1．2．1 3D显示技术的分类 9
1．2．2 各类3D显示技术的优缺点 12
1．3 3D显示技术的应用 14
1．4 3D显示技术的挑战 17
本章参考文献 19
第2章 立体视觉与3D显示 25
2．1 人眼的视觉功能 25
2．1．1 人眼视觉系统 25
2．1．2 单眼视觉功能 28
2．1．3 双眼视觉功能 32
2．2 深度线索 35
2．2．1 心理深度线索 35
2．2．2 运动深度线索 38
2．2．3 立体深度线索 41
2．2．4 生理深度线索 43
2．2．5 深度感知范围 46
2．3 3D显示中的视觉线索 49
2．3．1 3D空间再现的基本要素 49
2．3．2 双目视差式3D显示 51
2．3．3 单目聚焦式3D显示 55
2．3．4 2D视图转3D显示 57
本章参考文献 61
第3章 眼镜式3D显示技术 67
3．1 色差式3D显示技术 67
3．1．1 颜色视觉理论与分色3D显示 67
3．1．2 宽带分色3D显示技术 69
3．1．3 窄带分色3D显示技术 71
3．2 偏光式3D显示技术 73
3．2．1 偏振光与3D显示 73
3．2．2 被动式偏光3D显示技术 76
3．2．3 主动式偏光3D显示技术 79
3．2．4 双屏式偏光3D显示技术 81
3．3 快门式3D显示技术 83
3．3．1 快门式3D显示的基本原理 83
3．3．2 快门式3D显示的课题 86
3．3．3 快门式3D显示的串扰对策 88
本章参考文献 91
第4章 光遮挡型3D显示技术 95
4．1 视差光栅3D显示技术 95
4．1．1 上视差光栅3D显示技术 95
4．1．2 下视差光栅3D显示技术 99
4．1．3 双视差光栅3D显示技术 102
4．1．4 阶梯视差光栅3D显示技术 103
4．1．5 偏光光栅3D显示技术 106
4．2 动态视差光栅技术 109
4．2．1 2D/3D切换型视差光栅技术 109
4．2．2 时间分割型视差光栅技术 111
4．2．3 移动型视差光栅技术 114
4．3 自由立体显示的评价参数 117
4．3．1 视点与瓣 117
4．3．2 最佳观看距离 120
本章参考文献 122
第5章 光折射型3D显示技术 127
5．1 柱透镜光栅3D显示技术 127
5．1．1 柱透镜光栅3D显示原理 127
5．1．2 倾斜透镜光栅3D显示技术 131
5．1．3 移动透镜板3D显示技术 135
5．2 棱镜光栅3D显示技术 136
5．3 液晶透镜光栅3D显示技术 138
5．3．1 非均匀盒厚液晶透镜光栅3D显示技术 139
5．3．2 LCP柱透镜光栅3D显示技术 141
5．4 GRIN液晶透镜光栅3D显示技术 144
5．4．1 GRIN液晶透镜与3D显示 144
5．4．2 GRIN液晶透镜的设计技术 148
5．4．3 局部2D/3D显示切换技术 152
5．4．4 纵横2D/3D显示切换技术 156
5．4．5 扫描式GRIN液晶透镜技术 159
本章参考文献 161
第6章 指向背光3D显示技术 167
6．1 光折射型指向背光3D显示技术 167
6．1．1 单凸透镜结构指向背光技术 167
6．1．2 3D膜结构指向背光技术 168
6．1．3 棱镜阵列结构指向背光技术 171
6．1．4 透镜阵列结构指向背光技术 172
6．1．5 扫描视差背光技术 173
6．2 光反射型指向背光3D显示技术 175
6．2．1 契型沟槽结构指向背光技术 175
6．2．2 散射图案结构指向背光技术 178
6．2．3 椭圆反射镜结构指向背光技术 179
6．3 光衍射型指向背光3D显示技术 182
6．3．1 体全息光学元件指向背光技术 182
6．3．2 像素型光栅结构指向背光技术 184
本章参考文献 187
第7章 光场3D显示技术 191
7．1 光线空间与光场显示 191
7．1．1 光线空间与光场近似 191
7．1．2 光场3D显示的分类 195
7．1．3 光场成像与光场显示 199
7．2 集成成像3D显示技术 202
7．2．1 集成成像3D显示原理 203
7．2．2 集成成像与多视点显示 206
7．2．3 深度反转的解决对策 208
7．2．4 图像视域扩展技术 211
7．2．5 图像景深扩大技术 214
7．2．6 图像分辨率提升技术 217
7．2．7 集成成像2D/3D切换技术 219
7．3 多层成像3D显示技术 222
7．3．1 多层成像3D显示原理 222
7．3．2 压缩光场显示技术 225
本章参考文献 230
第8章 体3D显示技术 235
8．1 基于发光介质的固态体3D显示 235
8．1．1 基于固体介质能量跃迁的固态体3D显示 235
8．1．2 基于气体介质能量跃迁的固态体3D显示 238
8．1．3 基于化学染料的固态体3D显示 238
8．1．4 基于喷墨印刷的固态体3D显示 240
8．2 基于旋转屏幕的动态体3D显示 241
8．2．1 基于阴极射线球法的动态体3D显示 241
8．2．2 基于旋转发光二极管阵列的动态体3D显示 242
8．2．3 基于激光扫描螺旋旋转面的动态体3D显示 242
8．3 全息体显示 246
8．3．1 基于激光投影仪的全息体显示 246
8．3．2 基于ZBLAN玻璃的全息体显示 247
8．3．3 基于空中投影系统的全息体显示 249
8．4 自由空间体3D显示 250
8．4．1 基于光学陷阱的自由空间体3D显示 251
8．4．2 基于等离子体的自由空间体3D显示 252
8．4．3 基于改良空气的自由空间体3D显示 253
8．4．4 基于声学悬浮的自由空间体3D显示 255
8．5 多平面体3D显示 258
8．5．1 基于多变焦镜头的体3D显示 258
8．5．2 基于多液晶屏幕的体3D显示 261
8．5．3 基于多投影机的体3D显示 263
本章参考文献 264
第9章 全息3D显示技术 267
9．1 全息3D显示的基本原理 267
9．2 全息图的计算方法 269
9．2．1 点云法 269
9．2．2 倾斜平面方法 273
9．2．3 多平面法 277
9．2．4 光场方法 281
9．3 全息3D显示器件 285
9．3．1 基于光调控的全息3D显示器件 285
9．3．2 基于电调控的全息3D显示器件 289
9．3．3 基于声光调制器的全息3D显示器件 290
9．3．4 全息3D显示的复振幅调制方法 292
本章参考文献 298
第10章 视错觉3D显示技术 302
10．1 视错觉3D显示原理 302
10．1．1 视错觉的成因与类型 302
10．1．2 视错觉立体画与3D动画 306
10．2 景深融合3D显示技术 309
10．2．1 景深融合3D显示原理 309
10．2．2 亮度加法型景深融合3D显示技术 314
10．2．3 亮度除法型景深融合3D显示技术 317
10．3 基于Pulfrich效应的3D显示技术 319
本章参考文献 323
第11章 VR/AR中的3D显示技术 326
11．1 虚拟现实中的3D显示技术 326
11．1．1 虚拟现实显示技术的分类 326
11．1．2 虚拟现实中的三维显示技术 328
11．2 增强现实中的三维显示技术 334
11．2．1 增强现实显示的分类 334
11．2．2 增强现实显示技术面临的问题 337
11．2．3 增强现实中的三维光场显示技术 337
11．2．4 增强现实中的全息显示技术 341
11．2．5 全息光学元件在增强现实中的应用 347
本章参考文献 352
第12章 3D显示画质与视疲劳 354
12．1 串扰及其改善对策 354
12．1．1 眼镜式3D显示的串扰定义 354
12．1．2 自由立体显示的串扰定义 359
12．1．3 串扰的改善对策 363
12．2 摩尔纹及其改善对策 366
12．2．1 光栅3D显示的摩尔纹形成机理 367
12．2．2 摩尔纹的分类与对策 370
12．3 逆视及其改善对策 374
12．3．1 逆视的形成与改善 374
12．3．2 超多视点3D显示技术 377
12．3．3 人眼跟踪式3D显示技术 381
12．4 视疲劳及其改善对策 384
12．4．1 生理与心理因素对视疲劳的影响 384
12．4．2 3D图像对视疲劳的影响 388
12．4．3 显示设备对视疲劳的影响 391
12．4．4 视疲劳的评价与缓解措施 392
本章参考文献 395
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