光栅立体技术简介

作者：爱立亚三维科技 技术部  来源：爱立亚  发表时间：2009/8/23 12:00:13  点击：4309

光栅立体技术

    在一个平面内或者在一个空间内呈现一个视觉上的立体（3d）景物的方法就是“立体显示技术”。立体显示技术有多种多样，比如立体电影、3D电脑游戏、虚拟现实显示头盔等。

    光栅立体技术也是一种立体显示技术，这种技术最大的优点是不需要在观看者的眼睛上装备什么附加设备，比如有的立体电影观看时，必须佩戴最简单的附加设备——红蓝立体眼镜。利用光栅立体技术产生的立体图像，正常人裸眼就可以看到，不用佩戴特制眼镜也不用专门训练。

    利用光栅立体技术所呈现的图像，业内通常叫做“立体画”、“光栅立体画”或“立体光栅画”，其中“光栅立体画”是比较准确和简练的一个名称，业内应该提倡使用。

    光栅立体技术是使用立体光栅覆盖在经过特殊处理过的立体栅图画面上，经过严格匹配，从而呈现视觉上的“立体图像” ，光栅立体技术包括立体光栅成产技术、立体栅图设计技术和两者覆合在一起的立体栅图覆合技术。

 

立体光栅技术

    立体光栅分两种，一种是狭缝立体光栅，一种是柱镜立体光栅。

    狭缝立体光栅是黑条纹和透明条纹平行相间排列的塑料薄膜，由于透明条纹很细，稍远一点看上去就像一张黑色塑料膜，所以俗称“黑光栅”，与此相对，下面要介绍的柱镜光栅俗称“白光栅”。

    狭缝立体光栅的条纹很密、很均匀，一条黑条文和一条透明条文的总宽度一般在0.5-2mm之间，这个宽度就是栅距，栅距是立体光栅的主要参数，设计立体栅图时是必须的。

    狭缝立体光栅在使用的时候，要和它后面的立体栅图之间留有平行（面平行）的距离，一般在2-20 mm，中间使用透明塑料板或透明玻璃板支撑或悬空均可。

    柱镜立体光栅是一面有微小柱镜的透明光学材料。柱镜就是“圆柱状的凸透镜（放大镜就是凸透镜）”。柱镜光栅也有两种，一是透明塑料板制成的，俗称“光栅板”、“板材”；另一种是透明塑料薄膜制的，俗称“光栅膜”、“膜材”。使用时，也要和它后面的栅图之间留有距离，和狭缝立体光栅一样用透明板支撑或悬空均可。

    还有一种俗称“片材”的光栅，实实质上就是，软质、有韧性，厚度在0.2-1.5 mm的板材光栅，一般用PP、PVC、PET制成。
    
    板材使用工艺简单，膜材价格较低，各有优点。

    立体光栅的生产

    立体光栅的生产一般都需要较大的机器设备。以生产板材为例，主要有平板模具油压法、注塑模具注射法、滚筒模具热扎法。

    平板模具油压法的设备成本、模具成本较低，工艺简单，但生产效率较低，成品的平整度、光洁度不好控制；

    注塑模具注射法的设备及模具的成本均比较高，一般是自开模具，外加工成品，这样比较经济。此法的生产效率也不高，但成品质量好，制成的立体画有质感；

    用滚筒模具热扎法可以生产膜材光栅，也可以生产片材光栅（用较柔软的透明塑胶制成的厚度在1.5mm以下的柱镜光栅 ）和板材光栅。此法的设备及模具的成本都比较高，但生产效率也很高。由于使用的原料不同，用此法生产的膜材和板材的质量有所差别。

    狭缝光栅由于透光性很差，必须装成灯箱才有效果，所以应用的较少，不再祥述。

 

栅图设计技术

    立体栅图的设计生产只有两种方法，一种银盐法即照相感光法，一种是计算机辅助合成法即数码合成法。

    银盐法需要相机实景拍摄和暗房合成两个步骤。拍摄有单机走轨拍摄、单机旋转拍摄、多机一次拍摄等。

    感光合成需要专业的立体合成机，曝光合成后需要避光就冲洗，冲洗是成熟的工艺，RA-4等，冲洗当然要冲洗机和显影、定影等冲洗药液。 银盐法生产的光栅立体画，色彩艳丽、层次饱满、立体感强，但是这种方法要么工艺复杂，生产效率低，要么设备昂贵，成本高，适合高端产品 。

    计算机辅助合成立体栅图文件可以用平面处理软件,如phtotoshop 。一般分四个步骤，首先是把图像中前后不同的景物分成不同的图层，再把后面的图层被前面的图层挡住的部分填补起来，补好后，根据视差的计算，把不同的图层向右或向左移动不同的距离，移动的越多成品的立体感越强，最后把移动合并后的几幅平面图像合成为包含立体信息的立体栅图文件。
 
    计算机辅助合成立体栅图文件也可以用专业的光栅立体软件。光栅立体软件近几年出了很多，最终效果有“切片”效果、“沙丘”效果和“仿真立体”效果 ，价格从几百元到一两万元不等，其中有仿真立体效果的立体软件很少，价格也较高。栅图文件设计好后，打印或印刷及成栅图。

    通过变通的设计方法，可以设计出“变换”、“动画”、“缩放”、“旋转”等不同的效果的立体栅图文件，这些奇妙的效果，本质都是相同的。

 

光栅栅图覆合技术

    大多数情况下，立体栅图是需要覆合在光栅上的，有时候为了工艺或施工的要求，栅图和光栅不覆合在一起而是保持一定的距离。

    光栅和栅图的覆合，最简单和应用最多是冷裱机和透明双面胶，一两人即可操作一台机器，方便生产。这种设备和方法易起气泡 ，对产品的一次合格率有影响。光栅和栅图的粘合，正是立体行业内的一个瓶颈，也是有识之士们可大有作为之处。

    在平板模具油压法生产立体光栅的工艺过程中，可以同时把栅图压合在一起，做到了光栅生产和栅图覆合一次完成，大大提高了生产效率和成品合格率。

    厚度在1.5mm以下片材光栅也可以采用“光栅直印”工艺，不需要栅图覆合。栅图文件设计好后，交印刷厂直接在光栅上印刷，再裁成需要的形状。这种工艺，效果好、产量大、价格低，缺点是数量少时很不经济。 (爱立亚三维技术部 2009年www.aly3d.cn)