立體顯示技術(shù)在unity中的應(yīng)用

孟恬恬

摘 要：三維立體顯示技術(shù)這些年來(lái)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，目前的立體顯示技術(shù)大致可分為頭戴式和裸眼式兩類。利用頭戴式立體顯示技術(shù)，我們可以在unity中制作出立體顯示圖像，并且可以利用unity完成實(shí)時(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)的創(chuàng)建。但是立體顯示比二維圖像更容易給眼睛帶來(lái)疲勞感，所以在觀看立體顯示圖像時(shí)，要注意眼睛的休息和保護(hù)。

關(guān)鍵詞：立體顯示、unity、實(shí)時(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)、視覺(jué)疲勞

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005-5312（2016）24-0286-01

現(xiàn)實(shí)世界是一個(gè)三維立體的世界，雖然目前的主流顯示技術(shù)仍然是二維的平面顯示技術(shù)，但隨著社會(huì)的發(fā)展，通用的平面顯示技術(shù)已漸漸不能滿足人們的需要，所以3D立體顯示技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

目前的立體顯示技術(shù)可大致分為兩類，頭戴式和裸眼式。頭戴式是指觀看者需要佩戴眼鏡、頭盔等輔助的設(shè)備才可以觀看到立體效果，現(xiàn)在各大影院中的3D電影基本上都是采用這種技術(shù)，目前已經(jīng)發(fā)展的比較成熟。裸眼式立體顯示技術(shù)是指觀看者無(wú)需攜帶任何輔助設(shè)備就可以直接觀看到立體效果的技術(shù)，又被稱為自由立體顯示技術(shù)、自動(dòng)立體顯示技術(shù)，目前已有一些產(chǎn)品問(wèn)世，但大多數(shù)產(chǎn)品的性能有待提高。

頭戴式立體顯示技術(shù)配戴眼鏡的目的就是讓左眼圖像只通過(guò)左眼鏡片傳入左眼中，讓右眼圖像只通過(guò)右眼鏡片傳入右眼中。眼鏡立體顯示按其工作原理主要分為三類，一是波長(zhǎng)法，二是偏振法，三是時(shí)序法。裸眼式立體顯示技術(shù)按原理分為兩大類：一類是利用雙目視差原理，每次只顯示幾幅平面圖像，然后讓兩眼分別得到各自的圖像，如光柵式立體顯示；另一類是在三維空間中產(chǎn)生立體圖像，如全息技術(shù)等，用戶在不同的位置能看到物體的不同側(cè)面。

uniyt3d是一款成熟的三維引擎，其中包括了圖形、音頻、物理、網(wǎng)絡(luò)等多方面的引擎支持，長(zhǎng)期被應(yīng)用與3D視頻開(kāi)發(fā)和三維游戲的設(shè)計(jì)，它能讓用戶輕松創(chuàng)建三維游戲、建筑漫游、三維動(dòng)畫、三維視景仿真等3D類項(xiàng)目。

我們?cè)趗nity中制作立體顯示影像，利用的是偏振式立體顯示技術(shù)。因?yàn)槠袷搅Ⅲw顯示是根據(jù)人眼成像原理，通過(guò)鏡片分離不同波長(zhǎng)的圖像使人左右眼看到的圖像產(chǎn)生輕微區(qū)別，將兩幅不同偏振態(tài)的圖像分別送到雙眼，每只眼睛只允許看到其中一幅，我們用unity制作3D影像，其實(shí)就是制作這兩幅有輕微區(qū)別的圖像。

Unity中的攝像機(jī)是模擬人眼效果的，要想產(chǎn)生立體效果，我們需要模擬人眼在場(chǎng)景中設(shè)置兩個(gè)攝像機(jī)。模擬人眼把兩個(gè)攝像機(jī)放在同一平面，調(diào)整角度一致，平視，分開(kāi)一定的距離。這樣，我們只需要新建兩個(gè)RenderTexture，分別用來(lái)顯示左右兩個(gè)相機(jī)的視野，然后將個(gè)相機(jī)的影像分為左右半寬同時(shí)輸出即可。要注意這個(gè)距離不能太小，太小的話，景深變小，立體感會(huì)減弱。大家可以想象一個(gè)極端情況，距離變成0，兩個(gè)攝像機(jī)重合，立體感就消失了。同時(shí)距離不能太大，距離越大，景深越大，看起來(lái)更清晰，但是給眼睛帶來(lái)的壓力會(huì)變大，眼睛會(huì)更容易感到疲勞。這樣，我們利用3D顯示器等硬件設(shè)施，就可以看到影像的立體顯示效果。

利用unity的立體顯示技術(shù)，我們可以很好的實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的構(gòu)建。虛擬現(xiàn)實(shí)是對(duì)真實(shí)世界的模擬，是利用計(jì)算機(jī)逼真地模擬真實(shí)自然世界而建立虛擬世界的技術(shù)，參與者通過(guò)傳感交互設(shè)備與虛擬對(duì)象進(jìn)行交互，計(jì)算機(jī)生成具有真實(shí)感的聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)和觸覺(jué)的感官世界，參與者身處其中時(shí)產(chǎn)生真實(shí)感。Unity的立體顯示技術(shù)是構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，可以制作出真實(shí)的三維環(huán)境，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)上的虛擬現(xiàn)實(shí)。

同時(shí)，作為一款游戲引擎，Unity的交互性功能非常強(qiáng)大、完善，具有實(shí)時(shí)交互的功能。利用unity的立體顯示技術(shù)和實(shí)時(shí)交互功能，我們可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)的構(gòu)建。虛擬場(chǎng)景漫游是實(shí)時(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)的一種應(yīng)用。例如虛擬校園漫游，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)虛擬重現(xiàn)，它打破了空間局限性，能真正直觀地展現(xiàn)交互式三維校園場(chǎng)景。在Unity中，我們通過(guò)攝像機(jī)來(lái)模擬觀察者觀察場(chǎng)景。攝像機(jī)相當(dāng)于人的眼睛，用來(lái)觀察虛擬場(chǎng)景，用戶通過(guò)鍵盤鼠標(biāo)等輸入設(shè)備可以控制攝像機(jī)前后左右的移動(dòng)，從而觀察的角度和場(chǎng)景也在變化，很好的模擬了真實(shí)漫游的情況。并且利用碰撞技術(shù)，控制角色與前面等物體的接觸，創(chuàng)建出真實(shí)的漫游場(chǎng)景。通過(guò)unity可以制作出很好的虛擬校園場(chǎng)景，這時(shí)，如果我們通過(guò)3D顯示器放映出校園場(chǎng)景，帶上偏振眼睛，校園的場(chǎng)景就會(huì)真實(shí)的出現(xiàn)在眼前，同時(shí)通過(guò)鍵盤移動(dòng)角色攝像機(jī)，就會(huì)如在校園行走一般，看到校園方方面面。

但是，我們需要注意的是，三維立體顯示圖像比二維圖形更容易造成眼睛的疲勞和過(guò)度使用。立體顯示技術(shù)可以給觀看者帶來(lái)較強(qiáng)的真實(shí)感和沉浸感，但是觀看時(shí)間超過(guò)一定時(shí)長(zhǎng)，就可能會(huì)產(chǎn)生不舒適癥狀。所以觀眾在觀看立體影像的時(shí)候，要注意適當(dāng)?shù)男菹?，盡量減少劇視覺(jué)疲勞的產(chǎn)生。

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