虚拟现实中立体显示技术研究
虚拟现实(Virtual Reality)是一种新兴的、极有应用前景的计算机综合性技术。采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视觉、听觉、触觉一体化的特定范围的虚拟环境。立体显示是虚拟现实的关键技术之一，它使人在虚拟世界里具有更强的沉浸感，立体显示的引入可以使各种模拟器的仿真更加逼真。研究立体成像技术并利用现有的微机平台，结合相应的软硬件系统在平面显示器上显示立体视景。
2 立体视觉概述
据研究，人的大脑能从以下4个方面获得深度(距离)线索：静态图像中的深度线索、由运动造成的深度线索、生理上的深度线索以及双目视差线索，这里仅研究双目视差线索。当用双眼看同一景物时，由于左、右眼在空间所处位置不同，两只眼晴的视角会有所不同，看到的图像也不一样，会有视差，如图1a所示。具有视差的双眼图像经大脑融合，可产生含有立体深度信息的立体图像。一般将双目所见的一对具有视差的二维图像称为立体图像对。若模仿产生这一对平面图像，并采取技术措施，使左眼只能看见右边的图像，而右眼只能看见左边的图像，则人类的视觉系统就会融合该二维空间中一对稍有差别的图像，从而生成具有立体感受的图像。根据投影面、人眼以及观察对象之间的相对位置，可有正视差(图1b)、负视差(图1c)和零视差(图1d)之分。
3 双中心投影算法
由以上研究可知，立体图像对的产生是由于左、右眼观察到的物体透视结果不同。因此在立体显示的视景仿真中设置两只虚拟的眼睛，一个获取左眼的图像，另一个获取右眼的图像，分别将左右眼的图像传送给相应的眼睛。因此。在立体显示中，需要采用包含两个视点的透视投影方法一双中心投影算法。图2为双中心投影。
左视点Leye和右视点Reye均位于X轴上，两视点间的距离为e，两视点连线中心为坐标原点，则左视点的坐标为(-e／2，0，0)，右视点的坐标为(+e／2，0，0)。投影平面平行于XY平面，到左右视点的距离均为d。三维空间中一点P(xp，yp，zp)在左视点投影中的坐标为(xl，yl，zl)，在右视点投影中的坐标为(xr，yr，zr)，则zl=zr=d。点P(xp，yp，zp)和Reye投影线的参数方程为：
在投影平面上z=d，可得
将式(2)带入式(1)得点P在投影平面的坐标(xr,yr)：
同理，点P和Leye的投影线在投影平面上的投影点坐标是：
可得水平视差：
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