刘澍鑫，李 燕，苏翼凯

(上海交通大学 电子工程系，上海 200240)

1 引 言

显示技术已融入人们生活的各个方面，如手机、电脑、电视、广告板、车载显示等。随着二维显示在大尺寸、高分辨率、高对比度、高色彩饱和度、广视角等方面渐趋成熟，人们也在不断地追求更接近于真实世界的三维显示[1-2]。尤其是近几年随着增强现实技术的飞速发展，进一步推动了三维显示的研究及创新。显示技术作为增强现实系统的关键组成部分，对虚实融合和人机交互效果具有重要影响[3-4]。目前大多数头戴式增强现实设备，如爱普生的MOVERIO、微软HoloLens、Lumus DK-40、ODG 智能眼镜、Meta、Digilens眼镜等都采用基于双目视差的三维显示方式提供虚拟画面。该方法通过对左右眼分别提供两幅具有水平视差的图像，使人脑产生三维感知。但该方法本质上存在缺陷，即调焦-辐辏之间的矛盾[5-6]。用户在观看时，每只眼球需要调焦在微显示屏像的位置以清晰观察到显示画面，而渲染的虚拟三维物体可能是偏离屏幕拥有一定纵深的，此时双眼的辐辏距离也会相应地偏离屏幕像造成调焦距离和辐辏距离的不一致，长期观看后会感到疲惫甚至产生头晕、恶心等不适症状。因此，为从根本上解决上述问题需要将真三维技术应用于增强现实显示中。目前学界被公认的真三维技术有集成成像显示[7-9]、全息显示[10-14]、超多视角显示[15-17]以及体三维显示[18-19]。

集成成像技术通过微透镜阵列再现三维图像，虽然能够提供水平和垂直视差图像以及连续的视差信息，但其微透镜阵列的使用使整个三维画面的分辨率降低。……