软硬兼施乱弹立体

1：前言：

谈起立体影像，看过立体电影的人会眉飞色舞地说：“呀！那美的很！,那刀枪一下子伸到你的脸上，震撼的你心惊肉跳。曾有位老太去看立体电影，见刀到脸上，吓的举杖乱打，打的邻座哭爹喊娘”，乱作一团。这一笑谈，足以证明立体影像的刺激。给人留下终生的记忆。

没看过立体电影的人，当然无法体验立体影像的刺激与风狂，虽有极少数人知立体影像是三维空间的实体图象，即、X、Y、Z，但他绝对想象不出三维立体影像的实际场景，更不用说知道立体影像在电影、电视、电脑上的格式与应用。这也难怪，现在的名牌大学几呼没有立体影像演示室，学子们自然无法体验立体影像的实际感受，在高科技发展的今天，这不能不说是一大遗憾。

立体影像的应用十分广泛，在航空、航天、军事、医学、教学演示、动画设计、公众影院、家庭影院、电视、电脑、等领域会得到普遍应用，它可使所示景物真实再现。增强影像的可信度，利用特技镜头,可超越现实的再现景物,看到的影像不再是一平面画，而是溶观众与一起的空间实体感觉，一切景物似乎伸手可得，到时、你可尽情的体验立体影像地震撼与乐趣。

见于众多的人对立体影像地不了解，本片文章、意在抛砖引玉，引起大家对此的参与和共鸣，对立体影像有个基本了解，使大家能够早日一饱眼福。

2．立体摄象机与人视觉习惯的比较。

人们在日常生活中，很难看到刀到脸上的景像，如果说看到了，那才真叫事故，人们能看到的仅限于眼前空间的实体图像，这便是立体影像，它是通过人的双眼分别看到的影像在大脑中合成的一种印象，如果将立体影像认为是一定能到脸上的说法显然是一种误解，既然立体影像和人在日常生活中所看到的景物影像都称为立体影像。那为啥又和立体电影是两种效果（指立体电影的特技镜头）?,其实这是立体摄象机弄巧成拙造成的，立体摄象机的镜头焦距变化远不及人眼焦距变化那么快，那么灵活。人在观察景物时总能准确的把眼睛焦距对准视物，大脑所合成的影像总是跟随双眼的焦距来处理影像的，在远近物体之间，焦距变化之快，使立体摄象机望尘莫及的，正因为摄象机的焦距变化慢、在移动物体变化时，焦距不能即时跟踪（即焦距跟踪滞后现象），人在立体电影上看、就会感到那物体到了人的眼里（见“图一”与“图二”人与摄象机焦距的差别）。

根据立体的定义，三维空间的影像就是立体影像，即X，Y，Z。而电影、电视、电脑立体影像是在一个平面上观看的，按照立体的定义、在平面上要想看到立体影像那是不行的，必须作出特殊的处理。立体摄象机正是模仿人的双眼，将左右镜头所摄的影像、用立体眼镜的遮色法或旋光法，或时分遮光法，使人的双眼对应看到摄象机两镜头所摄的影像，便能在一个平面上获取人两眼所须的影像，以便在大脑中合成立体印象。

Bb B

左眼右眼　　左眼右眼

图1 图2

通过‘图一’与‘图二’的比较，立体摄象机以A为焦点而产生后Z，B和前Z，

C，所拍的景物在焦点A处向前Z.C方向移动，在立体影像中便可看到景物到眼的效果。所摄景物在焦点A.B处向后移动,在立体影像上便可看到景物很远。如果所摄的景物在焦点A.处，就比较符合人的视觉习惯，立体摄像机所产生的后Z、B和前Z、C，这一特点是立体摄像机焦点不能快速跟踪所形成的特点。而人的习惯视觉便不会产生后Z.只会看到所视物产生前Z，所以在看立体影像时（指看立体电影），看到景物到眼中的特技就是由立体摄像机的前Z所产生的功能，也正是立体摄机与人的习惯视觉的不同、立体影像在人的视觉中便形成景物前中后很明显的感觉，使立体影像更加刺激动人。而眼在看立体摄象机实拍场地上所看到的效果远不及这一画面在立体影像上的效果好。

3．拟实境立体影像和立体摄象机的不同之处。

随着技术的发展，科技的进步，立体影像不光是通过立体摄象机可以得到，用2D转3D的方法也可产生立体影像，这种方法称之为‘拟实境技术’，用这种方法可以把电视，VCD，DVD等普通节目。（指2D视频信号转为立体节目信号），用以在电视上收看，当然还须借助于立体眼镜的作用。2D图象是用单镜头摄象机拍摄的，模拟人的视物习惯须两眼看到对应的画面，采用延迟的方法便可得到另一眼所须画面，在不戴立体眼的情况下看，电视画面同立体摄象机拍摄的画面、在电视画面上的效果几呼一样，是一重叠画面，唯一的别在于立体摄象机拍摄的画面重叠宽度在无规则变化,（是由双镜头焦距变化而形成的前Z，及后Z景物宽度的不稳定性），而拟实境的2D转3D两幅重叠画面宽度始终不变化。一般行外人是不会注意到这一点的。

4．拟实境立体影像和人的视觉规律。

2D影像在拍摄时，其视物焦距也是在变化的，利用2D转3D之法得到的另一幅画面、其视物焦距基本上与第一幅是一样的，也会在人大脑中合成如同人的双眼视物习惯所产生的前Z现象，所以用拟实境之法得到的立体影像更符合人的视物习惯，更能表现实际场景的状况。不象立体摄象机的前、后Z，对实际景物影像带来的夸张性。在大场景，远焦距的画面中，其立体效果可以和立体摄象机所拍摄的立体影像媲美。只是在景物之间距离判断上没立体摄象机拍的立体影像的景物之间距离那么精确（据转业士人观察大概误差5%左右）。

5．人的视觉对于立体影像的误差，以及缺损的互补性。

在拟实境2D转3D过程中，第一幅图画是一完整画面，另一幅画面受场同步时间的限制，在画面的右侧出现了缺损现象，两幅画面重叠越大，第二幅画面缺损就越多，但在第二幅画面的比例中，缺损便显的微不足道了。有人担心这样会在人的大脑合成之后也出现图象的不完整性。这一担心在搞计算机VR拟实境3D立体驱动程序中可以看出，他们的处理方法是把另一幅图象画面在右边向左边稍微作了压缩，以保持第二幅画面的完整性，这种作法确实有点画蛇添足，在对2D转3D的立体画面实际观看中，你绝对不会发现影像画面的缺损，这就是人眼对于影像的互补性的作用。

6，人眼对色度的互补性，

在医学与仿生学方面，人眼影像与大脑对影像处理方面的一些功能还有待进一步的深究，通过对拟实境2D转3D立体转换器的研制过程中发现，人眼不但对影像的缺损有互补作用，而且对于影像的色度缺损也有同样的互补作用。在拟实境立体影像观看时，调节第二幅图象的色度补偿电位器，使第二幅图象不带色彩，两眼轮换闭上，你会发现右眼对应的第二幅图象无彩色，左眼对应的图象有彩色，当你两眼同时睁开观看时，你并不会觉得所看到的影像无彩色，只是稍感影像彩色变淡了一点，真要没有左右眼的闭眼区别，你还真难说出是那只眼缺色呢。

7.立体影像的视角差别与观看距离

人在观察物体时，视物角度不同，看到的物体面便不同。观看立体影像时，也会出现观看角度问题，这个角度只会以屏幕为轴点产生前后Z的直线移动，而不会产生视物面的改变。这便是人的视物角度与立体影像角度不同之处。这其中的不同点是人实际视物时、两眼看到的是实物立体影像，而立体影像（指立体电影、电视、电脑），则是两幅平面影像，即两个2D画面，也正是这两点的不同，因而形成两种立体影像在大脑合成的立体影像视角印象的差别。

立体影像的观看距离对其景深影响较大，观看距离越远，景深便越远，反之也燃。这就须你在观看立体影像时调整好远近，才能达到其最佳效果。

8．电视立体影像

在电视上观看立体影像，其立体感，色度等方面的效果，并不比立体电影差多少，唯一遗憾的是普通电视由于制式限定了电视机场频太低，使立体影像有闪烁感觉，不过在观看时采用降低彩电亮度，降低环境亮度等方法使闪烁可大幅降低，仍可以使人接受。值得乐观的是随着技术的发展，变频彩电（场频可调），及100Hz数码彩电，以及即将全面开播的高清晰度数字彩电的出现（这类彩电场频高，不闪烁），将使立体影像得到更快的发展，不再会有闪烁之感，可以和35毫米的立体电影比美。到时你可以坐在家庭影院中享受那刺激震撼的立体电影。

9．立体影像的格式及相互的转换。

随着电视及家庭影院的兴起，电影业变的十分萧条，立体电影几乎还是以前的几部旧片（立体电影拍摄费用极高），采用的是旋光格式（对应于偏光立体眼镜），电视和电脑上的立体影像采用的是比较先进的时分制遮光法（对于液晶遮光立体眼镜），但也同时出现了遮色法的格式。遮色格式的串色相当严重，立体效果不佳，几乎分不开影像层次，所以在电视上没有发展起来，早被淘汰。近几年电脑的兴起，一些公司将这一淘汰技术用于电脑，目前支持这种格式的软件有3D—IT1.0，3D—IF2.0和‘东方影都’，这种格式的好处是眼镜成本极低、约1元左右（有色镜片），售价30元左右，利润确实很高，出于利益，商家大肆投入，其市场占有不少份额，使很多人呼之上当。

立体电影和电视电脑采用的格式虽是有别，但也有其共同的一面，即两幅重叠画面都有按时序重叠排列在同一屏幕上的，因而也就可将立体电影片源转换成立体电视片源播放，同步问题、用硬件同步块添加实现与液晶立体眼镜配套。

10．立体影像在电脑上应用。

立体影像在电脑上的应用才是近几年的事。首先是3D游戏在电脑上的应用，很多人以为3D游戏就是立体影像，其实这是一极大误解，大多数3D游戏在制作时均按D3D或OPENGL格式制作的，利用显卡的图像加速作用似乎在彩显上看到立体影像，其实这还不能说是立体影像，前面已讲明，在一个平面上，不作特殊处理是永远看不到立体的，现在‘用拟实境技术’，采用软件（立体眼镜驱动程序），将计算机的影像处理成与立体电影或电视2D转3D一样的重叠画面，再利用立体眼镜使两眼看到对应的那幅图象，便可实现3D立体游戏影像，而这种3D立体影像效果与不作特殊处理的3D加速形成的所谓立体画面，其立体效果差别极大，毫不夸张的说是有着天地之别的。

如采用3D加速而不采用拟实境软件，要想达到空前的立体效果，那是绝对办不到的。用立体眼镜在电脑上可玩真实风狂的立体游戏，也可以看立体电影（在电脑上将普通VCD，DVD电影转换成立体影像观看），它只是在安装拟实境所用的立体眼镜驱动的同时，再加装‘东方影都立体版’或‘超级解霸2000’这两款软件的任款即可实现立体电影功能（东方影都指的是液晶立体眼镜选项）。从使用情况看，‘超级解霸’比‘东方影都’在操作上比较简便一点。（‘东方影都’在每次播放时都得先进行立体眼镜选项设置）。从立体电影的立体效果上来看，电脑立体电影的立体效果远不及电脑3D立体游戏支持的那么好，甚至比不上电视的2D转3D的立体效果。因此电脑立体电影还有待软件的改进。

11．时分制液晶立体眼镜的种类及兼容性。

立体眼镜是立体影像观看的配套设备，而时分制液晶立体眼镜无论在技术上和立体效果上都有着十分出色的表现。因而已成为市场主流。电脑立体影像所须的立体重叠画面是用软件实现的，也有采用软件和硬件结合方式完成的。（驱动程序是指含有立体功能的显卡驱动）。这种驱动从类型上有三种格式，一种是左右交错格式，一种是上下格式。一种是换页格式。

左右交错格式是将一幅画面，用隔行抽线方法交错合成同样分辨率的影像。上下格式是将图像抽取一半压缩后，合成存入一张具有上下格式的图像。换页格式则不作任何处理，将左右图像以原有的分辨率，存储在显存中。这三种格式以换页格式图像质量最好。而且这种格式可直接在彩显上形成立体影视的重叠画面。立体眼镜只须从显卡接口中取出同步信号即可观看。这种方式也是今后电脑立体影像发展的主流。对应于这类驱动的立体眼镜有“爱尔沙”、“未来眼”、“全能眼”，同时支持这种类型的立体眼镜却不能支持交错格式和上下格式。所以这种格式主要是针对NVIDIA 公司显卡芯片开发的。

支持交错格式和上下格式的立体眼镜，有‘红网’和‘卡利亚’。这两种格式还须眼镜附件所带的硬件来完成立体影像所须重叠画面，才能观看。所以支持这两类格式的立体眼镜附件都特别庞大和复杂，带来使用上的繁琐和不便。但也有好的一面，这种格式的立体眼镜、也可以支持换页格式。增大了显卡的通用性。这对使用其它芯片的老显卡、而且也不想再升级的用户，当然是个不错的选择。对已经使用TNT、TNT2、TNT2M64、TNT2PRO、TNT2UL：RA、GEFORCE256、GEFORCE、QUADRO、GEFORCE2、QUADRO2、GEFORCE3、或新装机者选择这类眼镜就得不偿失，从发展的角度看，这种眼镜不会成为市场主流，除其自身硬件庞大和繁杂外。主要原因是老显卡市场已无、加之NVIDIA公司的芯片显卡几乎独霸市场，从今年的二月十八日起，NVIDIA先后发布了10.50、 12.40、 12.41等十多款显卡驱动,都能很好的支持立体眼镜,对这一技术的应用提供了便利。

电视立体影像所用的立体眼镜同步信号采用的是光标接口方法，这种方法实用简便，在国内外电视立体影像技术中得到普遍应用，国际上通用标准是01型，即：闭左眼、右眼看同步块是白色，反之亦然。这一技术在未来高清晰度数字电视的立体影像中的应用已是定局。

而电脑立体影像的同步接口采用地是电接口，这种方法是通过硬件实现的，要进行硬件成本投入，且使用不便，又不能同现在的普通电视及未来的高清晰度数字电视立体影像同步光标相兼容。造成电視立体眼镜和电脑立体眼镜不能通用的局面，给用户造成极大不便，从发展的角度看，电脑立体眼镜的同步接口向电视立体眼镜的光标接口靠拢已是势在必行。

在电脑立体眼镜上实现光标接口，并非难事，只须在立体眼镜驱动程序中加入光标信号，便能实现与电视立体眼镜同步光标信号的统一。拥有电视立体眼镜的用户就可电视电脑立体影像通用。拥有电脑立体眼镜的用户可不能兼容电视及高清晰度电视的立体影像。其原因是电脑立体眼镜只有电接口而没光接口。

而现在能电视电脑全兼容的唯有“全能眼”3WLQ-l全制式红外立体眼镜了，她不但兼容现今普通各制式和100Hz数码或变頻彩电，也兼容“立体转换器”转换的普通录像机，VCD,DVD的立体节目，还兼容未来的高清晰度数字彩电及电脑立体影像（电脑立体游戏及立体电影），打破了其它立体眼镜只能支持电视或电脑的单一格式，真是一双“全能眼”，电视电脑全看完，“全能眼”当之无愧。

本产品1994年2月申请专利，1995年上市参于国内部分省市电视台站开播的立体电节目收看。首创了世界红外无绳立体眼镜先例。也是世界首款采用主动同步方式的产品。彻底消除了被动同步式立体眼镜缺场停闪弊端，（被动同步式立体眼镜的通病），使立体影像观看更流畅。

她以设计轻巧，附件最少，最小，无须联线，（带线版除外），造型美观，佩戴舒适，简便，观看不受人数限制，立体感强。色彩还原度好等优点深受行家好评。使广大发焼友得到更高地性价比。

更使人乐观的是，这一产品在显示器75Hz的刷新率下使人感觉不到闪烁，这是其它品牌无法与之相比拟的。（其它品牌刷新率要上100Hz才无闪烁），对眼睛没有伤害，对显示器刷新率要求底，适应面宽。这一切特点，均源自于西安丰华高科技成果及专利的限定。使“全能眼”3WL成为立体眼镜之首的地位。这一切出自于你对各家品牌了解之后地认同。“全能眼”的风采见“表一”与“图3”

“全能眼”所附的盘内带有两类驱动，一类是“全能眼”显卡驱动，驱动内含有立体眼镜驱动。对各种品牌的nvidia；RiVa TNT， TNT2 M64， TNT2 PRO， TNT2 UL:RA， Geforce256均可支持，配合“超级解霸2000”或“东方影都”还可看立体电影。另一类是“全能眼”公版驱动，光盘中已带NVIDIA的10。50显卡驱动及立体眼镜选项开、关补丁。还带有12。40、 12。41显卡驱动及立体眼镜驱动，眼镜驱动和显卡驱动是分开的，先装显卡驱动，再装眼镜驱动即可。nVIDIA 的驱动对TNT、TNT2、GeForce、Quadro、GeForce2、Quadro2、Geforce3、Quadro3系列芯片显卡的立体眼镜都有很好地支持。“全能眼”3D立体眼镜有三个配置说明书，《电视配置说明书》《电脑配置说明书》《转换器配置说明书》。里面有产品图片以及相关驱动一应俱全。盘内有中国专利局的专利证书图片，94年2月申请，97年2月发证，陕西省技术监督局备案的产品标准，还真比其他牌子早了四五年，七八年前的产品，各项设计都保持着领先的地位，确实不容易。

“全能眼”３ＷＬＱ立体眼镜

名称	附件数	电视电脑兼容	电视用附件数	电脑用附件数	电池数及时间	对应刷新率	观看距离
全能眼标准版	1.立体镜 2.标版发射器 3.红外三通	全兼容	1.立体镜 2.标版红外发射器	1．立体镜 2．红外三通	两节12伏，使用60小时以上	25-80Hz对应刷新率50-160	8米以上，续接可达百米以上
全能眼简化版	1.立体镜 2.红外三通	全兼容须换标版红外发射器	1.立体镜 2.红外发射器	两件全用	两节12伏，使用60小时以上	25-80Hz对应刷新率50-160	6米以上，续接可达百米以上
全能眼带线版	1.立体镜 2.红外三通	全兼容	1.立体镜	两件全用	一节12伏，使用60小时以上	25-80Hz对应刷新率50-160	2米以內

“ 全能眼”系列产品 “图三”

12．一款新奇实用的立体电视转换器

立体电视转换器是电视拟实境的硬件系统，它可作为一个独立产品，也可将转换器的电路板装入录像机、VCD、SVCD、DVD和电视机内，这些产品便有立体转换功能。加上高挡录像机、VCD、SVCD、和DVD均有立体声和环绕声及影院声场，转换那些惊险神奇恐怖刺激的大片，它的立体画面，雄浑震撼的立体声效溶观众于一起，在公众影院，家庭影院便能尽享立体世界美妙之风采，尽享现代科技之情趣。

13．立体转换器电路原理介绍

“图四”是转换器的电路原理图。参照“图四”,视频信号从a,c端输入，通过w1将信分成两路，一路经L1,L2,L3,L4对信号进行延迟。R1是用来消除视频信号在L1、L2、L3中产生的反射波。经延时后的视频信号和幅度都有较大的损失，信号经G2进入V1，V2进行放大和色度补偿以及倒相，倒相后的信号经G5进入开关电路IG4的11.12.15脚，G3和.G6是色度补偿电容，C6最好用云母电容，通过调整W1和W2，可改变画面色度与对比度。另一路视频信号经C1直接进入开关电路IC4的14脚。IC1是一块视频同步分离电路。视频信号经R22、R23分压后通过C15进入IC1的2脚C14是用来消除干扰的，IC1的1脚分别输出输出复合同步信号与垂直同步信号，7脚输出场奇偶方波信号，方波信号直接进如IC3触发器的13脚和14脚，11脚可输出反相方波信号。改变开关K2，可改变立体画面的制式，即01型或10型。01型是目前的国际标准，10型是企业标准。这两种标准须严格配套其相应的立体眼镜，才能观看，否则看不出立体效果。辯别的方法是戴上立体眼镜，闭上右眼用左眼看同步块是黑色的是01型标准；反之是10型标准。K2一般不设置此开关，通过该变焊点，便可将制式固定，最好将制式固定在０１型上。

将IC1的１，３脚输出的复合同步信号与垂直同步信号分别引入IC2的１，１３脚，通过C19、R25、C18、W4和C17、R26、C16、W3进行相移处理。处理后的信号分别进入IC3的８、９脚，经IC３触发器１０脚输出信号进入IC4开关电路的９脚，调整W3,W4,便可调整立体画面的水平和垂直幅度。改变开关K3,便可使IC4改变视频信号输出方式，即２D与３D图象的转换。

开关电路IC4通过９、１０脚同步信号的控制由１３脚输出２D和３D视频信号，R34是一视频信号负载电阻，用以平衡IC4输入端两路视频信号幅度。信号通过C7进入V3进行电流放大，放大后的信号经C8、W5、V4、R13、V5、V6进一步电压电流放大，使负载能力得到加强。L、C点接电视AV端子。

红外线同步信号发射电路由C20、R29、D7、R28、IC3、C3、C21、R27、R35、R36、V7、D9、D10、D11组成，方波信号令C20,D7,进入V7,控制红外发射管D9，D11发射红外同步信号。使红外立体眼镜与立体图象严格同步。D10是一发光二极管，用以观察红外发射情况。

由D12、R37、C22、C30组成红外防干扰电源Ic6是7805三端，与C20构成调制器电源。调制器的音频输入可直接将信号引入。

同步信号显示电路由D14、D15、W6、W7、C27、C28、IC5、IC6、W8、C32组成，调整W6、W7便可改变同步显示信号的水平与垂直幅度。调整W8便可改变同步信的亮度这部分一般是作为专业机而设计的。家用机这部分可有可无。

B是电源变压器，初级输入220V市电，次级输出电压17V。经D1-D4整流后通过开关K1进入IC5进行稳压，C23、C24、C25、C26是滤波电容。P是发光二极管，与R38组成电源指示电路。

14．转换器的安装调整与立体眼镜配套

对电路原理图了解之后，安装调试就比较容易了。只要元器件焊接牢靠，接线无误。调整就十分简单，一般的电子爱好者均能胜任。实际安装电路板见“图5”“图6”和“图7”，“图8”是电路板。器件与机壳的安装位置图。元器件焊接时，烙铁要良好接地，以免静电击穿CMOS集成电路。或者给集成电路都焊上管座，在实际通电前再将集成块插入，就可避免损坏。元器件装完之后，反复对照检查，以防装错。

在机壳正面版上左起装上开关K1，第二位装上开关K3，机壳左下角两小孔分别装入3。5立体插座，第一位是K4，第二为是Z。机壳的所有插座。开关均应焊接插

座排线。把接插件按图对应插入电路版。

插座号：视频输入a,视频输出L,音频插座H，电源座I,指标灯座P，红外发射座Y，调制座E，调制安装版J。连线之后，将电路版上所有的可调均调到中间位置。再反复对照，确保无错。将视频信号接入，视频输出接入电视AV端子。打开电视，调至AV上，断开F开关，反复开关K3，调整K5，使电视画面的图像，色彩至最佳值。此时，在按下开关K3，分别调整W3，W4，使3D画面的水平与垂直扫描满幅。再分别调整W1、W2，使3D画面重影的色度与对比度至最佳，同时观察一下D10应有闪烁。然后按下开关F，分别调整W6与W7，将同步显示块调整在屏幕右下角，同步块的大小要适当。再调整W8，使同步块的亮度适中。此时戴上立体电视眼镜，D9。D10的发射区对准眼镜，置开关K3于3D位置，便可看到色彩鲜艳，层次分明。立体感强的立体图像。至此立体眼镜即告成功。见“图三中”。转换器的成功还不能獨立使用，为其配套的便是西安丰华电器厂独家生产的专利产品“全能眼”3WLQ立体眼镜，有关“全能眼”的情况见前文。注：本文介绍的立体转换器仅供发烧友自作。商业性生产须经作者许可。作者：西安市动物园南邻、金花落村9号、杨广柱。邮编： 710043 有关产品、技术咨询热线，请打029-83705012 ，029-83290691