平面影像立體顯示原理

如何將平面顯示的影像立體化？平面的影像經過圓柱透鏡陣列，將光線折射 後，觀察者可在圓柱透鏡陣列的同一側，看到在不同方位的圖像，由於兩眼看到 不同角度的影像，並因為人眼視差的關係，在人腦中將圖像結合形成立體圖像，

如圖 4-6 所示。

圖 4-6 平面圖像立體效果示意圖

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4.2.1 立體影像製作原理

平面影像有立體效果就是讓物體的前後景位置不同，或在左右眼觀看物體時 會有位移的效果。我們利用此效果製作圖像底稿，並將處理過後的圖像底稿貼合 於圓柱透鏡陣列板，產生有景深的立體圖像【31】。圖 4-7 中，假設我們觀看有五 個物體分別排列在一直線上，而人眼就有如攝影機一般的分別於位置 A、B 和 C 上，看到的圖像會因為視差角度的不同，而看到如攝影機上的圖像。攝影機 A 看 到的圖像是由右向左排列;攝影機 C 看到的圖像是由左向右排列;攝影機 B 是因為 剛好在正中間，所以影像為數字全部疊加在一起。

圖 4-7 立體影像觀看示意圖

接下來在圖 4-8 中，我們將在圖 4-7 中攝影機所拍攝的圖像還原至平面時，

當以數字 3 為中心點時，數字 1、2 在中心點之前，而數字 3、4 在中心點之後，

我們觀察攝影機 A 往攝影機 C 的位置移動時，數字在中心點之前的會往左做位 移，而數字在中心點之後的則往右移。所以，當我們在製作平面立體影像時，除 了中心點的影像不動外，我們需將前景或是後景的影像做適當的位移，其向左位 移或是向右位移，則需對應圓柱透鏡陣列的圖像擺放位置。

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圖 4-8 平面圖像位移示意圖

接著，我們將圖像底稿透過電腦軟體做位移後，將每個圖像分解成多條長條 狀的圖像，再依不同圖像的位置，依順序結合起來。並透過圓柱透鏡陣列，在同 一個位置看到不一樣的視角影像，如圖 4-9。由於兩眼看到不同位置的圖像，並 根據視差原理，由視神經感測後透過大腦的將這些不同圖像組合立體圖像。

圖 4-9 位移後立體圖像觀看示意圖

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4.2.2 圓柱透鏡陣列板與圖像排列關係

當我們多個圖像安置（貼合）於圓柱透鏡陣列下方時，會將圖像由左至右或 是由右至左逐一的安置在圓柱透鏡陣列下方。但是，有時會因為圖檔所佔的記憶 容量過大，導致電腦運算時間太久。或是圖像的輸出設備的解析度過低，或是想 放入多個不同角度的圖像時，我們往往採用以間格的方式，將不同角度的圖像底 稿放入圓柱透鏡陣列下方。

我們以 6 個不同角度的圖像底稿為例，圖 4-10 的排列方式是以一個圓柱透鏡 陣列放入多個不同角度的圖像，圖像 1 至 6 由左至右依序排列。而圖 4-11 則是利 用 2 個圓柱透鏡放入 6 個不同角度的圖像，其排列式則是單數圖像與雙數圖像需 分開置放，如此才能達到不同角度的成像效果。如果有三個或是多個以上的柱狀 透鏡成像時，如圖 4-12，圖像的排列則依序的排列下去，到達欲成像的透鏡數時，

再回到第一個圓柱逶鏡依序排列。

多個圓柱透鏡成像的立體圖像與單一圓柱透鏡的立體圖像比較時，兩者景深 效果大致相同，但是解析度則是會依據使用圓柱透鏡的數目成倍數的降低。因為 解析度降低，在製作圖像所費的電腦計算時間也可以縮短。所以，可藉由此種方 法運用在解析度比不上印刷機的輸出元件。

圖 4-10 單一圓柱透鏡平面圖像排列法

圖 4-11 2 個圓柱透鏡平面圖像排列法

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圖 4-12 3 個圓柱透鏡平面圖像排列法

4.2.3 觀看距離與 Pitch 數關係

圓柱透鏡陣列板材料的 Pitch 值是控制準確性的重要關鍵技術。圖 4-13 說明 觀看距離與 Pitch 值大小的關係。實際 Pitch 值必須大於印刷輸出時的 Pitch 值，

觀看距離 D 與兩者 Pitch 值 S’與 S 的關係(計算方法的資料來自美國 RIT 教學資料) 【32】為：

nD t S

S ' = 1 +

(13) 舉例說明：當材料折射率 n = 1.567，厚度 t = 0.050 inches, 觀看距離 D = 1 feet (12 inches)，則由(13)式可算得

S

S

S

inch

S

inch

圖 4-13 觀看距離與 Pitch 數關係及計算公式

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