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我们在这里将要教大家怎么使用廉价的玻璃纸,使笔记本电脑的屏幕产生真正3D立体显示效果的技术。不知大家是否知道,立体的显示技术需要在左眼和右眼进行独立的处理才可以产生。我们这里将要介绍的技术是根据两个事实来实现的:首先是笔记本电脑的LCD会产生光偏振,因此我们可以使用偏光纸来操纵光的传输;其次是玻璃纸可以直接地改变光传输的方向。笔记本屏幕的一半可以被玻璃纸的光学处理效果分成两个部分。屏幕显示的直角相交,就犹如戴上了立体眼镜般,产生立体的感觉。
我这里将要介绍技术的最显著优点是非常简单,只需要懂得极少的光学知识就可以把笔记本的屏幕产生3D的显示效果。我们技术的另外一个优点是,我们可以根据用户的需要,在电脑上面贴上相应的玻璃纸。我们技术可行的原因,还因为笔记本电脑通常每次只有一个用户,因此用户的头和笔记本的屏幕都是相对固定的。在应用过程中,我们发现了另外一个重大事实,那就是玻璃纸的half-waveplate(半透镜)比商业的half-waveplate(半透镜)对白光的偏振具有更加理想的效果。
1.玻璃纸道具
首先让我们从介绍玻璃纸的性质开始吧,玻璃纸是使用碱性的纤维胶流经由酸性物质铸成的模具里面造出来的。因为在生产过程中具有单向的张力,因此玻璃纸是各向异性的物质,它的结构比较像水晶。玻璃纸的折射率ny可以用光波来衡量。
光线在介质里面往X方向(nx)的传播要比Y方向(ny)的传播速度要快,在经过了介质的传输之后,这些光波的方向发生了些改变。ny-nx在折射率的区别取决于玻璃纸的厚度,还有在X和Y方向的角度。一个能够产生180度固定位置延迟的介质就是 half-waveplate(半透镜) 。我们使用玻璃纸的厚度大约为25微米,折射率为170.2 度,大约为理想half-waveplate(半透镜) 相差延迟的95% 。这些测量结果都是在可以接受的范围之内,因为在实际的应用中并不需要180度精确度的延迟。在证实了使用玻璃纸可以作为half-waveplate(半透镜) 的事实之后,我们现在来探究什么是half-waveplate(半透镜),还有它是怎么能够被使用来创建3D的显示屏呢。
half-waveplate(半透镜)最重要的功能之一就是,可以旋转经过它光线的传输方向。我们发现玻璃纸在旋转白光方面的性能,要比商业上为特定波长而专门设计的half-waveplate(半透镜)优越。其中最令人心动的就是它那低廉的价格,在描述half-waveplate(半透镜)是怎么产生3D图象的时候,我想需要简要地介绍一些基本的立体感原理。
2.立体感的原则
图一介绍了基于视差现象的基本3D显示原则
 观察者看见球在他/她眼的前面 (a)
 球的图片通过延长线被从屏幕拔出来,进入人的眼睛(b) /立体感
 观察者只看到屏幕上的两个球,没有产生立体的效果。如果想产生立体效果,我们必须找出办法来消除图中的虚线(c)
图1(a)表明了当Fusen(传统的日本球)飞向观察者的时候,观察者左眼和右眼的视线。左眼看见球在它的右边,而右眼看见相同的球在它的左边。我们的脑使用这些信息来判断这些球的距离。图1(b)尝试欺骗大脑,两张球的图片被从屏幕上拔出来,并通过延长线投射在屏幕的前面。 中心点是两个眼睛和球的光线交汇的地方,就是真实的球产生的光通道。
屏幕上两个球的图片会给观察者球是远离屏幕的幻想吗?答案当然是"不!"。因为观察者的每个眼都看见了在屏幕上图片的实际路径和虚线,如图1(c)。为了产生球是脱离屏幕的幻想,我们必须找出一个方法让观察者只看见图1(c)显示的实线。也就是说,我们需要消除图片1(c)上的虚线才可以产生立体的效果 。如果图片1(c)上的光线路径变成与图1(b)的一样,图片脱离屏幕的幻觉就会产生。达到该效果的办法之一就是使用偏振光,操纵偏振光能够使观察者只看到正确的图片,这图片就是实线的路径。
3.操纵偏振光
使用偏振光不仅因为我们的眼睛对光波非常敏感,还因为光波的通道可以被封闭或者使用偏振器来改变它的路径。如果偏振器的传输轴与光的偏振方向平行,光通过偏振器的衰减将是最少的。另一方面,如果光和偏振器是互相垂直的,光将会被偏振器集中起来并不再传输。
现在,我们可以利用笔记本电脑液晶显示屏幕散发出的线性偏振来达到我们的目的。液晶显示屏幕散发出的光线是简单的线性偏振,因为LCD顶部被LCD显示器的偏振纸覆盖着。
在图2,在笔记本电脑上使用了3角形的偏振纸。

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