1.3 3D显示技术的应用

3D显示能提供深度信息，帮助人们更正确地认识事物的形状和运动情形，所以3D显示技术在很多行业领域都有所应用。除3D电影和3D电视外，3D显示还被广泛地应用于军事、医疗、数据可视化、工程、教育、娱乐、广告等多个领域。

1．军事领域

3D显示技术在军事领域应用广泛，如3D虚拟军事就是通过虚拟世界进行军事活动，包括军事演习、国防军事飞行模拟、武器的操作与控制、训练宇航员和宇宙航天探测等。例如，在飞行模拟中大量使用立体显示系统，比实际驾驶飞机飞行要经济得多，而且可以通过设定各种条件在短时间内掌握丰富的经验。具体的军事应用还包括潜水艇的水下领航显示、卫星图像分析、座舱/控制显示、夜视侦查、数字化沙盘、飞行模拟、作战模拟训练、风洞试验、航空图像学、图像地理学、痕迹分析（如弹痕）、物证分析对比、夜晚监控、红外监视等。

另外，现代战争对官兵的心理素质提出了更高的要求。为了使官兵适应未来战场，拥有过硬的心理素质，通过引入3D显示技术强化心理训练效果，制作出惊险刺激、紧张激烈的画面，剪辑制作成“防暴体验”“战争感受”“心理抗压”等专题，利用3D显示技术和环绕立体声技术构建虚拟战场，通过体验逼真战场环境，开展心理训练。

2．医疗领域

普通的2D显示器没有立体深度感，医生判别和确定病灶的形状、大小、精确位置及与周围组织的立体几何关系必须受过专业训练。3D显示技术用作诊断设备则可使诊断结果更加精确可靠；用作手术辅助设备可使整个手术过程更加精准和快速；用作医学现场教学辅助设备可使整个教学过程更加形象和直观，进而取得更佳的教学效果等。

X射线CT（Computed Tomography，计算机断层成像）和MRI（Magnetic Resonance Imaging，核磁共振）的使用，使得在医疗诊断中可以利用三维数据。医疗用裸眼3D显示系统的处理过程如图1-6所示。一个典型的三维数据场是医学图像三维数据场，由CT或MRI扫描获得一系列的医学图像切片数据，把这些切片数据按照位置和角度信息进行规则化处理，就形成一个三维空间中由均匀网格组成的规则数据场，网格上的每个节点描述了对象的密度等属性信息，相邻断层之间对应的8个节点包围的小立方体称为体素。体绘制以这种体素为基本操作单位，计算出每个体素对显示图像的影响。多视点体绘制处理好的数据通过裸眼3D显示技术呈现具有深度信息的物体内部结构，可以描述定形的物体，如肌肉、骨骼等。缺点是数据存储量大，计算时间较长。

图1-6 医疗用裸眼3D显示系统的处理过程

3．数据可视化

在大数据时代，理解和处理海量数据的有效途径是数据可视化。数据可视化为大规模海量数据提供了表现的途径及分析数据的工具和方法，使研究者能够更加深刻地理解分析对象的详细信息。传统2D显示不能传递立体深度感信息，因而不能充分发挥数据可视化的作用。3D显示技术能对数据中所蕴含的信息理解得更加准确。如图1-7所示为不同区域和不同时段的数据3D可视化，由于数据立体可视化的实现，研究者可以通过彩色3D显示更直观、更深入地探索不同区域、不同时段的人口流动、商品交易等信息。

图1-7 不同区域和不同时段的数据3D可视化

4．工程领域

虚拟现实和增强现实（AR/VR）的3D显示被广泛应用到许多工程领域中。例如，在汽车工业中，通过建立虚拟环境3D显示设备，可以开展3D可视化与虚拟制造等工作。三维信息的获取也广泛应用于产品研究与学习的逆向工程中，用于产品的质量检测等方面。立体视觉技术还能在建筑设计和景观设计中发挥重要作用。随着三维扫描仪、三维打印机的出现，在不远的将来，立体视觉技术必将在实际生产中得到更加广泛的应用。

5．教育领域

3D显示技术在教学中可用于提高学习效率。例如，在帮助中小学生理解图形、平面等空间概念知识或物理现象时，利用立体图像要比利用二维图像的认知程度高，理解程度深。在博物馆和美术馆，可以把平时难得一见的高价美术作品、工艺品、文物等制成立体图像节目，通过3D显示展现给观众，可以大幅降低举办及管理费用，方便更多的人观赏。

6．娱乐、广告领域

3D显示在影视娱乐方面提供了平面显示无法比拟的视觉冲击力和震撼的视觉体验。随着虚拟现实逐步从萌芽状态走向日渐成熟，其改变娱乐方式的能力也逐渐显现，立体视觉技术作为其重要的组成部分也将发挥重要的作用，它将使传统精美的三维画面和身临其境的沉浸感发挥到极致。除此之外，3D显示在广告传媒领域的应用也开始崭露头角，在各大公共场合作为新型信息载体出现在人们的视野中。