我們絕大多數人所看到的世界都是三維的，而所觸及的幾乎所有介質，無論是印刷的、照片或影像，都是二維的。如今，隨著人們對三維影像興趣的日趨強烈，最新的立體顯示技術可以滿足人們對影像和復雜數據深入觀察的需求。

人類實現三維影像的歷史已經很久了，采用多種技術來創建需要的虛擬視差，以產生立體感。在19世紀后期和20世紀早期，人們把holmes立體看片器（holmes stereo viewer）用作客廳娛樂設備來觀看立體圖片。在1939年紐約世界博覽會上，倍受喜愛的view-master首次亮相，并曾經成為所有年齡段人們的玩具。20世紀50年代，三維電影首次具有了彩色立體的特點，電影《bwana devil》在1952年首映。

20世紀80年代，基于crt的立體顯示器采用了將左右眼圖像作為獨立幀連續顯示的技術。觀看時，圖像以兩種方式之一進行同步，一種方法是佩戴采用快速切換lcd快門的眼鏡，來連續適時遮擋左眼和右眼圖像。另一種方法是采用crt產生在相反方向上的圓偏振圖像，該圖像是通過放在顯示器前面的一個響應時間很快的液晶板產生的，并通過比較輕的圓偏振眼鏡觀看。在這兩種方法中，為了避免閃爍，crt的刷新頻率是正常幀速率的兩倍，大約是100hz。

當今的立體視覺

科技的進步正逐步使我們在顯示器上觀看的圖像和我們用雙眼直接看到的事物相一致，這是由于有很多種原因促使人們對三維顯示感興趣。許多專業應用需要具有立體感的視覺，還有一些場合采用三維圖像從復雜的虛擬數據中快速而更加精確地抽取信息，并且具有改善交互效率和減小圖像信噪比的優勢。

早期的三維顯示技術由于缺乏顯示內容、很差的視覺性能和觀看的舒適性，人們已經很少應用了。時下立體技術正被廣泛應用的主要原因包括：計算機和圖形卡的處理能力已經足夠強大，而且消費者在經濟上也能負擔得起；復雜數據、三維內容和數字影像隨處都可以獲得；信息爆炸和理解能力的增加依然在持續；新興的三維顯示技術改善了立體呈現的性能和觀看的舒適性。

立體技術

有些人認為，完美的三維顯示技術不需要觀看者在眼前佩戴任何立體觀看工具，而且也有很多公司已經開發出了不需要眼鏡的立體顯示產品，或稱為自動立體顯示設備。這些產品一般通過向一只眼睛發送奇數場圖像，向另一只眼睛發送偶數場圖像的方式將顯示分辨率分解成兩部分，這也要求觀看者使他們的頭保持在最佳觀察點的位置。

另外一些自動立體顯示技術是將顯示分辨率提到很高，以制造一些可以看到三維的“區域”。人們可以在許多應用領域中找到自動立體顯示技術的位置，三維效果意味著吸引注意力，例如標志圖，而且也有相當多的移動電話宣稱具有自動立體顯示技術。

使用專業立體顯示的用戶依賴于高品質、高分辨率的立體圖像來精確地創建、觀看和編輯三維數據和立體圖像，因此，可供選擇的三維技術就必須滿足這些要求。例如，planar systems公司的stereomirror（立體鏡像）技術就采用兩臺amlcd顯示器上下組合，并將分光鏡裝于二者之間。

圖1  采用stereomirror技術的立體顯示器

使用這種立體顯示器的用戶需要戴上偏光眼鏡，以使左眼只能看到下面顯示器的圖像，而右眼只能看到上面顯示器的圖像，放置分光鏡的目的是使用戶感覺在觀看一個顯示器。雙眼會看到連續的、無閃爍的圖像，而不會發生在通常二維顯示器中要觀察到同樣圖像需要在分辨率、色彩、對比度或圖像質量等方面折中取舍的情況。雖然這種方案比類似的自動立體設備要大很多，但高清晰的立體圖像令人觀看舒適。

另外一種產生立體視覺的方法是采用一對兒疊在一起的液晶面板，第一塊面板控制像素密度，而另一塊控制偏光方向。高亮度的背光也需要校準以減少相鄰像素的漏光，而且一塊漫散屏被放在顯示器的前面用于拓寬校準光源的視角。液晶板上顯示的每幅圖像都根據接收到的立體圖像對來計算偏光方向，用戶也需要佩戴偏光眼鏡來分離左右眼圖像。

實現三維立體視覺的方法還包括通過兩個頭戴式顯示器來隔離每個眼睛的圖像，以及需要用戶將頭保持一種可以隔離雙眼圖像姿勢的方法。另外也有一種對于大量觀眾的劇院式立體圖像生成技術，它可以通過前后投射系統來投射環幕圖像到真實的三維空間，左右圖像通過幀序列或幀偏振極性來區分。

選擇立體顯示方案

首先，立體顯示方案一定要有好的圖像源，因為人們已經習慣了在常規的桌面顯示器上觀看優質圖像，也期望立體圖像具有同樣的畫質。此外，左右眼圖像必須在沒有犧牲圖像品質的前提下盡可能地分離。

其次，顯示系統也必須是令人觀看舒適的。人們觀看立體三維圖像時，希望能夠不改變他們通常的觀看習慣，例如，不希望佩戴沉重的眼鏡等。

第三，優秀的立體顯示設備一定是容易安裝和使用的，而且與計算機、圖像卡和軟件等的接口簡單。使用三維顯示技術來觀看復雜數據和圖像的用戶，應該將他們的注意力集中在所觀看的內容而不是觀看的手段。

這是一個令人鼓舞的時代，因為立體顯示技術不斷促進專業和消費應用領域對三維技術的接收程度。立體三維顯示有潛力使醫學、地理空間情報、石油勘探、制藥、復雜可視化、建筑、仿真、遠程手術，以及其他難題從中受益。