1.3 3D顯示技術(shù)的應(yīng)用

3D顯示能提供深度信息，幫助人們更正確地認(rèn)識事物的形狀和運(yùn)動(dòng)情形，所以3D顯示技術(shù)在很多行業(yè)領(lǐng)域都有所應(yīng)用。除3D電影和3D電視外，3D顯示還被廣泛地應(yīng)用于軍事、醫(yī)療、數(shù)據(jù)可視化、工程、教育、娛樂、廣告等多個(gè)領(lǐng)域。

1．軍事領(lǐng)域

3D顯示技術(shù)在軍事領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如3D虛擬軍事就是通過虛擬世界進(jìn)行軍事活動(dòng)，包括軍事演習(xí)、國防軍事飛行模擬、武器的操作與控制、訓(xùn)練宇航員和宇宙航天探測等。例如，在飛行模擬中大量使用立體顯示系統(tǒng)，比實(shí)際駕駛飛機(jī)飛行要經(jīng)濟(jì)得多，而且可以通過設(shè)定各種條件在短時(shí)間內(nèi)掌握豐富的經(jīng)驗(yàn)。具體的軍事應(yīng)用還包括潛水艇的水下領(lǐng)航顯示、衛(wèi)星圖像分析、座艙/控制顯示、夜視偵查、數(shù)字化沙盤、飛行模擬、作戰(zhàn)模擬訓(xùn)練、風(fēng)洞試驗(yàn)、航空圖像學(xué)、圖像地理學(xué)、痕跡分析（如彈痕）、物證分析對比、夜晚監(jiān)控、紅外監(jiān)視等。

另外，現(xiàn)代戰(zhàn)爭對官兵的心理素質(zhì)提出了更高的要求。為了使官兵適應(yīng)未來戰(zhàn)場，擁有過硬的心理素質(zhì)，通過引入3D顯示技術(shù)強(qiáng)化心理訓(xùn)練效果，制作出驚險(xiǎn)刺激、緊張激烈的畫面，剪輯制作成“防暴體驗(yàn)”“戰(zhàn)爭感受”“心理抗壓”等專題，利用3D顯示技術(shù)和環(huán)繞立體聲技術(shù)構(gòu)建虛擬戰(zhàn)場，通過體驗(yàn)逼真戰(zhàn)場環(huán)境，開展心理訓(xùn)練。

2．醫(yī)療領(lǐng)域

普通的2D顯示器沒有立體深度感，醫(yī)生判別和確定病灶的形狀、大小、精確位置及與周圍組織的立體幾何關(guān)系必須受過專業(yè)訓(xùn)練。3D顯示技術(shù)用作診斷設(shè)備則可使診斷結(jié)果更加精確可靠；用作手術(shù)輔助設(shè)備可使整個(gè)手術(shù)過程更加精準(zhǔn)和快速；用作醫(yī)學(xué)現(xiàn)場教學(xué)輔助設(shè)備可使整個(gè)教學(xué)過程更加形象和直觀，進(jìn)而取得更佳的教學(xué)效果等。

X射線CT（Computed Tomography，計(jì)算機(jī)斷層成像）和MRI（Magnetic Resonance Imaging，核磁共振）的使用，使得在醫(yī)療診斷中可以利用三維數(shù)據(jù)。醫(yī)療用裸眼3D顯示系統(tǒng)的處理過程如圖1-6所示。一個(gè)典型的三維數(shù)據(jù)場是醫(yī)學(xué)圖像三維數(shù)據(jù)場，由CT或MRI掃描獲得一系列的醫(yī)學(xué)圖像切片數(shù)據(jù)，把這些切片數(shù)據(jù)按照位置和角度信息進(jìn)行規(guī)則化處理，就形成一個(gè)三維空間中由均勻網(wǎng)格組成的規(guī)則數(shù)據(jù)場，網(wǎng)格上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)描述了對象的密度等屬性信息，相鄰斷層之間對應(yīng)的8個(gè)節(jié)點(diǎn)包圍的小立方體稱為體素。體繪制以這種體素為基本操作單位，計(jì)算出每個(gè)體素對顯示圖像的影響。多視點(diǎn)體繪制處理好的數(shù)據(jù)通過裸眼3D顯示技術(shù)呈現(xiàn)具有深度信息的物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以描述定形的物體，如肌肉、骨骼等。缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)存儲量大，計(jì)算時(shí)間較長。

3．?dāng)?shù)據(jù)可視化

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，理解和處理海量數(shù)據(jù)的有效途徑是數(shù)據(jù)可視化。數(shù)據(jù)可視化為大規(guī)模海量數(shù)據(jù)提供了表現(xiàn)的途徑及分析數(shù)據(jù)的工具和方法，使研究者能夠更加深刻地理解分析對象的詳細(xì)信息。傳統(tǒng)2D顯示不能傳遞立體深度感信息，因而不能充分發(fā)揮數(shù)據(jù)可視化的作用。3D顯示技術(shù)能對數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)含的信息理解得更加準(zhǔn)確。如圖1-7所示為不同區(qū)域和不同時(shí)段的數(shù)據(jù)3D可視化，由于數(shù)據(jù)立體可視化的實(shí)現(xiàn)，研究者可以通過彩色3D顯示更直觀、更深入地探索不同區(qū)域、不同時(shí)段的人口流動(dòng)、商品交易等信息。

4．工程領(lǐng)域

虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR/VR）的3D顯示被廣泛應(yīng)用到許多工程領(lǐng)域中。例如，在汽車工業(yè)中，通過建立虛擬環(huán)境3D顯示設(shè)備，可以開展3D可視化與虛擬制造等工作。三維信息的獲取也廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品研究與學(xué)習(xí)的逆向工程中，用于產(chǎn)品的質(zhì)量檢測等方面。立體視覺技術(shù)還能在建筑設(shè)計(jì)和景觀設(shè)計(jì)中發(fā)揮重要作用。隨著三維掃描儀、三維打印機(jī)的出現(xiàn)，在不遠(yuǎn)的將來，立體視覺技術(shù)必將在實(shí)際生產(chǎn)中得到更加廣泛的應(yīng)用。

5．教育領(lǐng)域

3D顯示技術(shù)在教學(xué)中可用于提高學(xué)習(xí)效率。例如，在幫助中小學(xué)生理解圖形、平面等空間概念知識或物理現(xiàn)象時(shí)，利用立體圖像要比利用二維圖像的認(rèn)知程度高，理解程度深。在博物館和美術(shù)館，可以把平時(shí)難得一見的高價(jià)美術(shù)作品、工藝品、文物等制成立體圖像節(jié)目，通過3D顯示展現(xiàn)給觀眾，可以大幅降低舉辦及管理費(fèi)用，方便更多的人觀賞。

6．娛樂、廣告領(lǐng)域

3D顯示在影視娛樂方面提供了平面顯示無法比擬的視覺沖擊力和震撼的視覺體驗(yàn)。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)逐步從萌芽狀態(tài)走向日漸成熟，其改變娛樂方式的能力也逐漸顯現(xiàn)，立體視覺技術(shù)作為其重要的組成部分也將發(fā)揮重要的作用，它將使傳統(tǒng)精美的三維畫面和身臨其境的沉浸感發(fā)揮到極致。除此之外，3D顯示在廣告?zhèn)髅筋I(lǐng)域的應(yīng)用也開始嶄露頭角，在各大公共場合作為新型信息載體出現(xiàn)在人們的視野中。