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自己也可以做立体电视

自己也可以做立体电视

点击数:7269 次   录入时间:03-04 12:00:14   整理:http://www.55dianzi.com   视频类

  如今的音响系统早已淘汰了单声道,取而代之的是立体声和多声道系统而视频系统播放的画面始终仍是活动的照片,是不是有点遣憾?能不能观看球赛和影视大片时的时候有如身临其境?能不能在观看模特表演、歌星演唱的时候有伸手可及感觉?回答是肯定的,立体电视可以制造这种虚拟景像。
  
  人之所以有立体感觉,是因为人的两只眼睛在空间上有一定的距离,两只眼睛的图像存在着一定的视差。
  
  下图是正前方300mm和400mm处的两只铅笔在左眼和右眼的图像,从中可以看出视差的存在。视差是构成立体图像的决定因素,真正的立体图像在静止的时候仍能层次分明,定位准确。研制立体电视必须将这种带有左右视差的两种图像全部予以传送。

两只铅笔在左眼和右眼的图像


  
  立体图像与立体声有着许多相似之处。例如早期的录音机是单音轨的,如今的家用立体声录音机是双音轨的,如果哪种录像机能同步的录放两路视频信号,则该录像机就能完成图像信号的立体录放。目前DVD光碟已经可以同步记录4个视频信号(视角功能),可惜DVD播放机只能输出被选中的一路图像。如果DVD能同时输出两路视频信号,则该机就可以实现立体图像播放。
  
  再如立体声耳机,其两只听筒所播放的声音是分别来自两条音轨的信号。如果特制一种小型头戴式液晶彩电,上面装有两个小屏幕,分别播送左视图像和右视图像,那么这台电视机就成为立体电视机。凭借当今的技术条件生产立体图像设备并不困难,只是人们还不知道观看立体电视是一种什么感觉,因而也就没有这种需求和相应产品。作者实验了两种立体电视(时间分割式和双路传输式)均获成功。其图像的直观感觉远好于那种戴偏振眼镜的立体电影。
  
  立体图像的采集需使用立体摄像机。该机在水平方向上有两只相距一定距离的摄像头,两只镜头之间距离的大小决定了视差的大小也就决定了立体感的强度,由于人眼的自然距离约为60mm,因此实验中一般选用120mm即可。过大的距离可以产生超现实的立体感,但景深将受到限制。这个距离还与所选摄像头的镜头焦距有关,焦距越大,该距离也越大。摄像头可以是彩色的,为了省钱也可选用黑白。如果选用的镜头焦距是3.6mm的,则图像会有所变形(鱼眼效应),有条件的话尽量选6mm左右的。
  
  在时间分割式立体电视实验中,两路视频信号需送入一块自制的电路板进行加工。电路板的作用有三个:
  
  (1)控制两只摄像头同步工作。
  
  (2)利用视频电子开关逐场切换,使左视图像和右视图像轮流输出。
  
  (3)加入供立体眼镜使用的导引信号。经电路板加工后的视频信号可以送入家用录像机记录在磁带上进行保存。由于时间分割式立体电视所采用电路比较特殊。调试起来也比较麻烦,有些参数需根据所选元件进行测试后才能决定,因此不作详细介绍。这里只提供电路结构图供参考。
  
  (见下图)图中需要说明的是:(1)摄像头无法利用外加同步信号的方法强迫其同步,笔者是利用微调摄像头时钟进行同步控制的。(2)磁带上记录的视频信号规格为:每秒50幅画面,其中左视图像和右视图像各25幅交插排列。

电路结构图

  录像带播映在电视机上的图像是重影的图像。观看立体图像需戴立体眼镜。该眼镜的结构是由一只供随身听用的马达带动一片半圆形的遮光片(较电脑软盘稍大)每秒遮挡左眼和右眼各25次,使左眼只能看到左视图像,右眼只能看到右视图像。遮光片在导引信号及位置反馈信号共同控制下,其亮暗交替时间自动控制在场消隐时间之内。这种旋转遮光片式结构较所谓的液晶镜片有着亮度高,影像清晰,造价低廉等优点,更主要的是要求液晶镜片在2ms时间之内由全暗变为全亮是很难做到的。立体眼镜的电路结构见下图。

立体眼镜的电路结构


  
  时间分割式立体电视录像带不能被刻录成VCD光盘。因为VCD的视频格式是每秒25幅画面,每幅画面扫描两次。如果将此录像带刻录成VCD光盘,则光盘上的图像只有一只眼睛用的图像(左视图像或右视图像)映播后的效果不重影了,但也不立体了。如果哪种VCD机能兼容该立体图像,该机将是第一台家用立体图像映播机。



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  双路传输式立体电视与立体声录音机的工作原理相似,即利用两个通道分别传送左视图像和右视图像,双路传输式立体电视的组成示于下图。(1)用两台普通摄像机A、B平行固定于在一起,间距100~200mm,两镜头有一个很小的夹角,这样就组成了一台立体摄像机。摄像时两台机器同时启动,拍摄完成后得到了两盘录像带:其中A带含左视图像和左声道,B带含右视图像和右声道。(2)有线电视台各频道平时是各自独立工作的。在播放立体图像时,利用A频道播放A像带,并在图像左上角打字“立体图像左”。利用B频道播放B播带,并在图像右上角打字“立体图像右”。由于普通电视机在同一时间只能接收一个频道,因此感觉上只是A频道与B频道播放着相同的内容(如同新闻联播)。(3)观看立体图像必须使用特制的立体电视接收机,该机为头戴式(类似夜视镜)。左眼和右眼的前方安装有两台可以独立调谐的小型液晶电视机A屏和B屏,荧屏与眼睛之间装有凸透镜片。在接收立体图像时,A屏接收A频道,B屏接收B频道。在收看普通节目时两屏接收同一频道。双路传输立体电视的优点是:(1)与普通电视机兼容,不影响观看。(2)录像带即可用作立体节目,也可用作普通节目。(3)可利用现有的立体电影胶片作片源。(4)特别适合实况转播。(5)在没有立体电视接收时,也可用两台同型号的彩电相对放置,加两片平面反射镜进行立体图像的观看。如果能生产出可以同步的记录和播放两路视频信号的录像机,光碟机,它将为立体电视的推广应用铺平道路。

双路传输式立体电视的组成

  目前,在市面上已有立体电视上市,没有立体电视机时,怎样才能一睹立体电视的风采呢?最简单的实验方法如下图所示。该实验简化掉录像、广播,接收等环节,保留双路传输的基本特征。
  
  先制作一台简易的立体摄像机:将两只同型号的摄像头固定在一块合适的(木质)底座上,两镜头之间的距离为120mm。取一台电视机,在荧屏两条对角线的交点上用彩色笔画一个点作为记号。将左摄像头的视频线接入电视机,按AV出现画面后将镜头对准三米远的一张桌子,并使水平方向的桌缘处在电视机的中部。在桌缘上放一只茶杯,调整镜头使茶杯图像的中心与荧屏上的彩笔记号重合,现在左摄像头及其底座已经调整完成。将电视机上的左摄像头视频线取下,换上右摄像头的视频线。调整右摄像头的机体及镜头,再次使茶杯图像的中心与荧屏上的彩笔记号重合。注意:调整右摄像头的时候不得移动木质底座及左摄像头。调整完成后两只摄像头与底板的位置和夹角即被相对固定。
  
  制作一块100×100×150mm的木块,注意把各个面的垂直度作准确。在木块的上部粘贴两片100×100mm的反光玻璃镜片。取两台同型号的电视机如图中所示摆放:两电视机的荧屏要求平行;两荧屏的中心高度与反射镜的高度应在同一条水平线上:反射镜与两荧屏的距离相等:荧屏到反射镜的距离以3~5个荧屏高度较适宜。反复调整反射镜(左倾、右倾、前倾、后倾、旋转等)使两台电视机在镜子中的图像完全重合。打开电视机,接收同一个频道。现在看到的应该是在反射镜正前方的由合成图像组成的电视机所播放的图像仍然是普通电视的平面图像。再次细调反射镜使图像看起来比较舒适。将自制立体摄像机的左摄像头视频线接入右电视机。将右摄像头视频线接入左电视机。按AV后,镜子中的图像就是立体图像了。摄像头与电视机之所以左右交叉联结,是因平面反射镜使电视机荧屏的图像及视差发生了左右换位。为了纠正视差的方向,摄像头必须交叉输入。
  
  由于人的眼睛有很强的适应能力,实验很容易成功。但实验中的调整量较多,能把每个角度都调整准确仍需要一定的技巧和经验。调整得好则眼睛处在自然的放松状态。调整的不好则眼睛容易疲劳。做完以上各项工作之后,可以轻轻拿起立体摄像机的木质底座进行各个方向的模拟拍摄了。也可以左右摇晃或沿水平轴旋转,其立体效果非常逼真。尤其在拍摄室外景像时,这种摇晃或旋转的感受是其它方式无法替代的。做完以上实验后可将两摄像头之间的距离加大,重新调整,试试超立体感是一种什么感受。
  
  通过以上实验,说明立体电视非常神奇但并不神秘。日本索尼公司推出便携式个人影碟机。帽式固定的显示器能将两个0.7英寸的液晶显示板置于携带者的眼前,与在0.6米处观看52英寸的屏幕效果相当”。使用这样的显示器,配以能够输出两路视频信号的DVD影碟机,即可构成一台相当不错的立体图像映播机。

实验方法




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