中心議題：

• 三維影像分割器
• 三維影像顯示器
• 三維影像顯示器的應用

解決方案：

• 大幅擴大立體觀視範圍
• 有效掌控最適當的立體觀視區
• 可顯示高畫質二次元影像

由you於yu人ren類lei的de眼yan睛jing已yi經jing習xi慣guan日ri常chang生sheng活huo中zhong三san次ci元yuan立li體ti影ying像xiang，因yin此ci認ren為wei包bao含han電dian影ying在zai內nei及ji其qi它ta顯xian示shi器qi所suo顯xian示shi的de畫hua麵mian也ye應ying該gai是shi立li體ti影ying像xiang，然ran而er令ling人ren訝ya異yi的de是shi這zhe種zhong潛qian意yi識shi的de需xu求qiu，長chang久jiu以yi來lai卻que礙ai於yu科ke技ji上shang的de束shu縛fu
，快kuai速su且qie毫hao無wu抗kang拒ju的de接jie受shou平ping麵mian二er次ci元yuan影ying像xiang。數shu字zi信xin息xi革ge命ming後hou除chu了le帶dai動dong多duo媒mei體ti社she會hui提ti早zao來lai臨lin之zhi外wai

，也ye再zai次ci點dian燃ran醫yi療liao、動畫、CAD/CAM等領域對於三次元立體影像的殷切需求。有鑒於此本文將介紹有關利用液晶顯示器製作三次元立體影像技術動向。
　　
三維影像分割器(imagesplitter)
　　
日本SANYO公司是最早從事有關三維立體影像技術的研究
，早在94年曾推出不需專用眼鏡的三維立體影像分割器，利用這種影像分割器可用來觀賞立體動態影像，基本上它是根據視差障礙(parallaxbarrier)原理使影像交互排列先通過細長的縱列光柵後才由兩眼捕捉觀察
，由於進入左、右眼的縱向影像因視差障礙器被分開，造成左、右眼所捕捉的影像產生微小偏離
，最後經由視網膜當作三維影像讀取(圖1)。



利li用yong這zhe種zhong原yuan理li可ke以yi針zhen對dui觀guan視shi者zhe觀guan賞shang畫hua麵mian時shi的de最zui適shi當dang位wei置zhi
，除chu了le提ti供gong觀guan視shi者zhe左zuo右you兩liang眼yan影ying像xiang之zhi外wai，由you影ying像xiang正zheng麵mian的de顯xian示shi區qu到dao最zui適shi距ju離li所suo函han蓋gai的de區qu域yu，對dui觀guan視shi者zhe而er言yan就jiu變bian成cheng正zheng常chang的de立li體ti三san次ci元yuan影ying像xiang。不bu過guo兩liang眼yan視shi線xian相xiang鄰lin處chu的de影ying像xiang，會hui被bei左zuo、右(you)兩(liang)眼(yan)在(zai)無(wu)意(yi)識(shi)狀(zhuang)態(tai)下(xia)捕(bu)捉(zhuo)讀(du)取(qu)形(xing)成(cheng)所(suo)謂(wei)的(de)逆(ni)視(shi)領(ling)域(yu)，換(huan)句(ju)話(hua)說(shuo)使(shi)用(yong)這(zhe)種(zhong)三(san)維(wei)立(li)體(ti)影(ying)像(xiang)分(fen)割(ge)器(qi)的(de)觀(guan)視(shi)者(zhe)必(bi)需(xu)固(gu)定(ding)在(zai)一(yi)定(ding)的(de)觀(guan)視(shi)位(wei)置(zhi)才(cai)能(neng)產(chan)生(sheng)立(li)體(ti)視(shi)覺(jiao)效(xiao)果(guo)(圖2)。


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為了改善上述缺失因此開發出頭部檢測係統(headtrackingsystem)
，利(li)用(yong)這(zhe)種(zhong)檢(jian)測(ce)係(xi)統(tong)可(ke)隨(sui)時(shi)偵(zhen)測(ce)觀(guan)視(shi)者(zhe)頭(tou)部(bu)位(wei)置(zhi)，一(yi)旦(dan)產(chan)生(sheng)逆(ni)視(shi)領(ling)域(yu)時(shi)顯(xian)示(shi)器(qi)會(hui)立(li)即(ji)切(qie)換(huan)左(zuo)右(you)兩(liang)眼(yan)所(suo)讀(du)取(qu)的(de)影(ying)像(xiang)，如(ru)此(ci)一(yi)來(lai)不(bu)但(dan)可(ke)以(yi)防(fang)止(zhi)逆(ni)視(shi)問(wen)題(ti)的(de)發(fa)生(sheng)
，還(hai)可(ke)以(yi)擴(kuo)大(da)三(san)次(ci)元(yuan)立(li)體(ti)影(ying)像(xiang)的(de)可(ke)觀(guan)視(shi)範(fan)圍(wei).
　　
然而實際使用上頭部檢測係統時，卻發現各菱形區域界麵非長狹窄
，造成觀視者感受到微妙的重疊影像、失真(crosstalk)與黑色縱紋(moire)等觀視性不佳及眼睛極易酸痛疲勞反效果。有鑒於此SANYO將該係統改成由液晶所構成的電子驅動型可動式頭部檢測係統(圖4)，如果觀視者的頭部移動至界麵區域時，該新型頭部檢測係統可以立即檢測
，同時移動上述三維立體影像分割器的開口部(圖5)，也就是說它是利用檢測器隨時偵測、監控觀視者的頭部位置，並將偵測結果feedback給影像分割器，調整、控製液晶顯示器上所顯示的左、右兩眼的影像位置，利用這種新技術觀視者可以觀看到範圍極廣的三次元立體影像(圖6)。





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三維影像顯示器
　　
上述的電子驅動液晶頭部檢測係統最大缺憾是立體觀視區域內的觀視距離(由顯示器的畫麵到觀視者之距離)依(yi)然(ran)存(cun)在(zai)，因(yin)此(ci)在(zai)應(ying)用(yong)上(shang)受(shou)到(dao)極(ji)多(duo)的(de)限(xian)製(zhi)。為(wei)了(le)縮(suo)短(duan)觀(guan)視(shi)距(ju)離(li)並(bing)擴(kuo)大(da)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)
，因(yin)此(ci)開(kai)發(fa)出(chu)新(xin)世(shi)代(dai)三(san)次(ci)元(yuan)顯(xian)示(shi)器(qi)。這(zhe)種(zhong)新(xin)型(xing)顯(xian)示(shi)器(qi)的(de)特(te)征(zheng)為(wei):
　　
(A).大幅擴大立體觀視範圍(比以往提高三倍)
　　
傳統的不需專用眼鏡的三維立體影像顯示器，同樣水平方向時小畫麵的前後方向的立體可視範圍比大畫麵的立體可視範圍大(圖7)，這是因為小畫麵的視角比較小，液晶顯示器與影像分割器較不容易產生所謂的moire幹涉縞。利用這種物理現象將液晶顯示器與影像分割器，藉由電子方式分割成16等份各別掌控專屬區域(圖8)




換言之它可針對觀視者的位置將上述影像分割器的開口部位置
，以及液晶顯示器內的影像微調到最適當狀態，如此無論立體觀視遠、近

，觀視者都可以觀賞到三次元立體影像。根據液晶顯示器上方的立體頭部檢測係統(stereoheadtrack)所偵測有關的觀視者二次元位置數據(前後左右)
，同時控製並切換液晶顯示器左、右眼影像，以及影像分割器的開口部位置，對立體觀視區以外的觀視者則進行上述個別影像分割控製(圖9)、(圖10)


，其結果如圖11所示前後方向的立體觀視區比以往擴大三倍以上。[page]



(B).可有效掌控最適當的立體觀視區
　　
以往的顯示器立體觀視區以外的部位極易發生波紋、失真或局部逆視等問題，造成觀視者眼睛容易疲勞、不易觀賞立體影像等問題。上述新型電子式影像分割器與液晶顯示器，可以隨時監控觀視者的狀況，保持最適當的立體觀視位置。
　　
(C).可顯示高畫質二次元影像
　　
隻需關閉電子驅動的液晶顯示器的shutter，便可獲得與一般平麵顯示器同等質的二次元影像。
　　
(D).成本低廉
　　
上述新型電子式影像分割器與液晶顯示器的控製方法與結構都非常簡單，因此它具有低價化的潛力。
　　
三維影像顯示器的應用
　　
目前三維影像顯示器主要是應用在工作站(workstation)

、漫畫
、卡通等動畫製作、醫療用途、教育用途以及航空、汽車仿真教學、電子遊樂器等領域。例如醫療用途的立體內視鏡
、立體顯微鏡
、利用導引係統之手術、利用CT、MRI之醫療診斷、視覺機能檢查
、醫療教育

、醫療訓練等等。
　　
雖然新世代三次元立體顯示器解決許多缺點，並大幅增加立體觀視範圍，不過卻也麵臨消費者認知度不足
、價格昂貴
、祇能單人使用等實用麵的挑戰。有關單人使用的問題
，目前已擬定計劃朝多方向探索、開發多人使用的立體顯示器，除此之外製作精度、量產性與波紋的掌控也是有待克服的項目之一。預期未來三次元立體影像的市場會隨著軟
、硬件技術的進步不斷的擴大，這意味著隨時掌握市場的脈動，適時提供相關技術變的更加重要。