作者/ 贾正松 四川信息作业技能学院(四川 广元 628040)
*基金项目：四川信息作业技能学院项目(编号：2013C18)
贾正松(1973-)，男，教授级高级工程师，研讨方向：电子技能运用与开发。
摘要：经过剖析“双目视差立体成像”中的双机立体成像和双镜立体成像技能的缺乏，提出了一种用于单反相机的单镜立体照相计划，该计划经过对镜头中的光圈进行规划，可以完成双基色、三基色和七基色立体成像。该镜头与单反相机合作运用，可一次性拍照多组互补色立体图画和左、右眼视差图画。试验结果表明，使用该技能完成的立体照相设备具有结构简略、操作便利、成像立体感强、无重影等特色，有利于立体照相技能的推行，并可扩展用于立体电视信号的收集、传输与接纳体系中。
导言
跟着光学、微电子学及计算机技能的开展，“双目视差立体成像原理”已广泛运用于三维立体成像与立体显现技能中[1]。现在，“双目视差立体成像原理”的首要完成技能，一种是双机组合立体照相技能，它是经过人的双眼直接仿真，选用两台相隔必定间隔的照相机对同一目标拍照取得一对视差图画，经过立体显现的办法让人的双眼观看到两幅图画的组成图画，然后取得立体视觉。另一种是依据单机双镜头(或三镜头)立体照相技能，其原理与双机组合立体照相技能类似，操作单反相机时可一起取得两张(或三张)视差图画。
上述立体照相技能具有复原立体图画场景实在、立体感强等特色，但因为设备自身的光路体系各自独立，重现时若视差别离不完全会发生很多的重影，不别离视差时图画无法直接裸眼观看，且设备价格较贵，不利于立体照相技能的推行。
针对以上立体照相技能的缺乏，提出了一种用于单反相机完成的单镜立体照相技能，经过对镜头光路的切割完成多种基色立体照相，使用该技能取得的图画立体感强、图画画面无重影。
1 单镜立体照相完成计划
单镜立体照相的完成计划如图1所示，它首要由集合物镜、基色光圈、相机及操控电路组成[2]。其间，基色光圈用来替代相机原镜头内的光圈，基色光圈可以是双基色(红、青基色)、三基色(红、绿、蓝三基色)和七基色(红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七基色)。照相机作业时，使用照相机自身发生的操控信号经操控电路操控基色光圈作业，得到相应的立体图画。
2 基色光圈规划
2.1 双基色光圈规划
双基色光圈结构如图2所示，它是在单反相机物镜直径为D的光圈镜头内，经过基板规划两个子光圈，左、右子光圈上别离盖有经旋转电磁铁操控的红、青滤色片。其间，子光圈的直径d要满意d=D/3联系，这样拍照的立体图画在主景深上无重影[3]。
立体拍照时将该光圈集成于单反相机镜头内，镜头与单反相机相联接，经过单反相机操控双基色光圈。作业时，旋转电磁铁在操控电路发生的信号驱动下，带动与之相连接的红、青滤色片别离向相反方向滚动。当红、青滤色片掩盖在不同的子光圈上时，可得到红青(或青红)视差图画;当两滤色片一起掩盖同一子光圈时，可拍照双目立体视差图画对。
红青(或青红)视差图画，双目立体视差图画用裸眼观看时其自身的图画作用等同于直径为D的大口径镜头聚集构成的图画。红青(或青红)视差图画用红青(或青红)互补色立体眼镜观看可得到立体作用。双目立体视差图画对经过立体软件组成并加柱面光栅可得到无重影的立体图画[4]。
2.2 三基色光圈规划
三基色光圈结构如图3所示，它是在单反相机物镜直径为D的光圈镜头内，经过基板规划三个相同的正六边形子光圈，子光圈摆放可以是一字形、品字形(或倒品字形)。将红、绿、蓝三基色滤色片掩盖于各子光圈上，经过镜头前后镜片组与三基色光圈及相关配件组装成三基色立体镜头[5]，镜头与相机配用构成三基色立体相机。为确保各视差图画景深共同，三个子光圈应具有相同的直径d。
立体拍照时将该镜头与单反相机相联接，经过单反相机操控一次可拍照三基色图画，如图4所示。三基色图画可按平面图画的办法处理、记载、传输、打印或显现。该图画用裸眼观看时，其图画作用颜色实在、无重影;若用不同的红绿、红蓝、绿蓝基色眼镜或红青、绿紫、黄蓝互补色眼镜在相应方位可观看立体图画，然后使设备一次性拍照出可用基色或互补色眼镜成像所需的多视角图画。经过观看作用验证，以上六组立体眼镜可以在12个方位观看到图画的立体作用。
2.3 七基色光圈规划
七基色光圈结构如图5所示，它是在单反相机物镜直径为D的光圈镜头内，经过基板规划七个相同正六边形的子光圈，各子光圈严密摆放成蜂窝结构，各子光圈前别离掩盖红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七基色滤光片[6]。为了确保七个子光圈的巨细可调，可选用PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)液晶电控调光膜液晶作为立体光圈的基板，作业时由操控电路操控各子光圈的巨细，以调理各基色图画的景深。
立体拍照时将该镜头与单反相机相联接，经过单反相机操控一次可拍照七基色图画。七个子光圈一起翻开时，拍照一幅基色立体图画，该图画可直接在显现终端显现五颜六色图画，用红青互补色立体眼镜可观看到立体感极强的立体图画。
因为绿基色滤色片掩盖在中心部位子光圈，子光圈悉数翻开所拍照的基色立体图画，其绿色图画信息没有视差，用红青互补色眼镜进行分像后，即便视差别离不完全，进入左、右眼的绿色信息不会因视差发生重影，而其它基色信息则存在必定的视差。红、橙、黄基色图画信息经红青互补色眼镜的赤色滤色片进入人的一眼，青、蓝、紫基色图画信息经红青互补色眼镜的青色滤色片进入人的另一眼，经大脑交融构成颜色正常的立体图画，由此降低了因红青互补色眼镜光谱别离不完全而发生的绿色重影，然后进步立体图画质量。
3 基色立体镜头参数挑选
依据以上完成原理，以双基色和三基色为例，规划出双基色立体镜头和三基色立体镜头，如图6(a)和图6(b)所示。它是在50mm单反相机镜头根底上来规划完成的，其镜头参数见表1。
4 基色立体图画吸取技能运用
基色立体图画吸取技能不只可以用于立体照相技能中，还可用于立体图画摄像与传输体系中。以双基色立体镜头成像原理为例，立体图画对编解码计划如图7所示。在摄像端(发送端)取得的双目立体视差图画对经过左眼图画(L)编码和视差图画Q(Q=L-R)编码后，与电视体系中的伴音信号和其它辅佐信号经复用器后生建立体电视信号，再经调制后经过传输通道传输出去。
接纳端，立体电视机将接纳到的立体电视信号解调后，由左眼图画L与视差图画Q解码，复原出右眼图画(R)，复原后的双目视差图画L和R经显现驱动后送到立体显现屏上显现[7]。此刻，人眼经过配戴立体开关眼镜便可观看到图画的立体作用。若经过裸眼观看，可以看到和一般平面电视相同的图画作用，且图画画面无重影，然后完建立体电视与平面电视的兼容[8]。
5 定论
综上所述，单镜头基色立体图画吸取技能的完成办法具多，用于立体照相时只需替换相应的镜头，所摄的图画既能裸眼观看平面图画，又可凭借立体眼镜观看立体图画。用该技能完成的立体照相设备具有结构简略、操作便利、图画质量高和立体感强等特色，具有很好的商用和民用远景。该技能的完成有利于立体照相技能的推行，一起，该技能还可以用于立体电视信号的吸取与重现体系中，可以完建立体电视与一般平面电视的兼容，为立体电视的开展供给理论依据。
参考文献：
[1]隋婧,金伟其.双目立体视觉技能的完成及其发展[J].电子技能运用,2004(10):4-6.
[2]贾正松,张德忠.单反相机立体吸取镜头的研发[J].电视技能,2011,35(22):29-31.
[3]张德忠,贾正松,王志强.无重影立体电视摄像技能的研讨[J].电视技能,2008,32(2):75-77.
[4]董永贵,沈立,冯冠平,等.一种依据柱透镜光栅的计算机辅佐五颜六色立体图画组成办法[J].光学技能,1999(03):67-69
[5]张德忠,贾正松.三基色立体图画吸取设备:我国,201020262583.2[P].2011-2-9.
[6]贾正松,张德忠.无重影基色立体图画吸取设备:我国,201020262548.0[P].2011-3-16.
[7]贾正松,张德忠.无重影立体图特色与运用[J].电视技能,2011,35(5):62-64.
[8]张德忠,贾正松.无重影立体电视显现技能的研讨[J].电视技能,2009,33(9):35-37.
本文来源于《电子产品世界》2017年第10期第46页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
