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IEC 62629-1-2：3D显示设备——术语和字母符号
IEC 62629-1-2:2013 为 3D 显示设备建立了标准化的术语和字母符号集。作为 IEC 62629 系列的第一个标准化成果，该文件为消费电子、专业可视化和医学成像领域的 3D 显示技术规范、测量和比较提供了基础词汇。
范围：涵盖与 3D 显示相关的通用术语，包括立体显示、自动立体显示、多视图显示和体积显示，以及相关的性能规范术语。
一、3D 显示技术分类
该标准将 3D 显示器分为两大类：
| 类别 | 类型 | 原理 | 示例 |
|---|---|---|---|
| 立体显示 | 时序 | 左右图像交替显示，与快门眼镜同步 | 主动快门 3D 电视 |
| 立体显示 | 偏振 | 左右图像同时显示，采用正交偏振 | 被动偏振影院 |
| 立体显示 | 光谱分离 | 补色（滤色片）或光谱梳状滤波 | 补色眼镜、Infitec |
| 自动立体显示 | 视差屏障 | 带狭缝的不透明屏障将视图导向每只眼睛 | 任天堂 3DS、透镜显示器 |
| 自动立体显示 | 透镜阵列 | 柱状透镜阵列将不同图像导向不同方向 | 多视图数字标牌 |
| 自动立体显示 | 定向背光 | 从不同角度时序照明 | 头部跟踪显示器 |
| 体积显示 | 真 3D | 物理空间中的体素（旋转屏幕、堆叠层） | 医学成像、科学可视化 |
二、关键术语和定义
2.1 通用术语
- 3D 显示：能够向观看者传递深度感知的显示设备
- 立体显示：需要佩戴眼镜来分离左右图像的 3D 显示
- 自动立体显示：无需特殊眼镜即可提供深度感知的 3D 显示
- 多视图显示：同时呈现两个以上不同视图的自动立体显示
- 观看区域：观看者能感知到正确 3D 图像的空间区域
- 波瓣：在自动立体显示中单个视图可见的角度区域
重要区分：该标准仔细区分了”图像”和”视图”。图像是一只眼睛看到的内容；视图是一种透视渲染。多视图显示生成多个视图，每个视图可能根据观看者位置被一只或两只眼睛看到。
2.2 性能规范术语
| 术语 | 定义 | 测量单位 |
|---|---|---|
| 3D 空间分辨率 | 在 3D 图像中感知到的角度或空间分辨率 | 周期/度、像素 |
| 深度分辨率 | 可分辨的最小深度差异 | mm 或屈光度 |
| 3D 串扰 | 一个视图不希望地泄漏到另一个视图 | 百分比 (%) |
| 亮度均匀性 | 观看区域内的亮度变化 | 百分比 (%) |
| 视角 | 保持 3D 感知的角度范围 | 度 |
| 2D/3D 切换时间 | 在 2D 和 3D 模式之间切换的时间 | 毫秒 (ms) |
三、深度感知与显示设计
标准的信息性附录解释了人类深度感知与 3D 显示设计之间的关系。关键的生理深度线索包括双眼视差（立体显示器使用的主要线索）、调节（聚焦）、辐辏（眼球旋转）和运动视差。设计良好的 3D 显示器必须管理辐辏-调节冲突——即眼睛辐辏位置与聚焦位置之间的不匹配——以防止观看者疲劳。
人因工程设计要点：辐辏-调节冲突是 3D 显示中视觉疲劳的主要原因。将深度范围限制在显示平面 1 屈光度以内，并提供平滑的运动视差，可显著减少观看者的不适感。
工程设计要点
- 透镜阵列光学设计——透镜阵列的节距、焦距和倾斜角必须与底层像素网格精确匹配，以避免莫尔条纹并确保均匀的视图分布
- 串扰管理——视图间的光学串扰是自动立体显示的最大挑战；可通过黑矩阵优化、透镜轮廓塑形和抗锯齿滤波器将其最小化
- 头部跟踪集成——将自动立体显示与眼部/头部跟踪相结合可扩展可用观看区域，实现无需眼镜的个人 3D 体验
- 内容感知驱动——2D 转 3D 算法受益于标准化术语，可清晰定义深度图生成、遮挡区域修复和视图合成参数
- 测量标准化——本标准定义的字母符号可实现跨制造商的 3D 显示性能的明确规范，对采购和质量保证至关重要
常见问题
问：为什么首先创建 IEC 62629-1-2 作为术语标准？
答：在性能要求和测量方法标准化之前，需要共同的词汇。术语标准为后续涵盖测量方法和规范要求的所有 62629 系列部分提供了基础。
问：立体显示和自动立体显示有何区别？
答：立体显示要求观看者佩戴特殊眼镜（快门、偏振或补色）来分离左右图像。自动立体显示通过显示器表面的光学手段——视差屏障、透镜阵列或定向背光——实现相同的分离，无需佩戴眼镜。
问：串扰如何影响 3D 显示质量？
答：串扰导致鬼影——每只眼睛会看到另一只眼睛图像的微弱残留。在高于 5% 的水平时，串扰会显著降低深度感知并导致视觉疲劳。高端 3D 显示器以低于 1% 的串扰为目标，以实现舒适的观看体验。
四、视觉舒适度与人因工程
3D 显示技术的商业化成功在很大程度上取决于观看者的视觉舒适度。IEC 62629 的术语体系为评估和量化视觉舒适度提供了基础框架。关键指标包括：观看者报告的视觉疲劳程度、立体图像融合时间、以及观看前后调节近点的变化量。研究表明，当立体显示的视差量超过 1.5 度时，超过 80% 的观看者会在 30 分钟内出现明显的眼疲劳症状。因此，内容制作规范通常建议将最大视差限制在 1 度以内，以确保大多数观看者的舒适体验。
自动立体显示器的波瓣设计直接影响观看自由度。较窄的波瓣（<5 度）虽然可以提供更好的视图分离和更低的串扰，但限制了观看者的头部移动范围。现代自动立体显示器通常采用头部跟踪技术动态调整波瓣位置，使最佳观看区域跟随观看者的眼睛移动。这种技术可以将有效观看范围从 ±15 度扩展到 ±45 度，显著改善用户体验。对于多人观看场景，多视图技术（8 视图或 16 视图）通过在空间中创建多个重叠的观看区域，使多位观看者同时获得可接受的 3D 体验。
