·特别关注·PRINTINGQUALITY&STANDARDIZATION立体印刷的成像原理文/李鹏立体印刷是根据人眼形成立体感的生理特性和体处相交。两眼的这种动作叫辐腠。辐腠对深度感光栅板折射分像的光学原理，通过使用光栅板而使的形成有直接作用。由辐腠引起的深度感对近距离平面二维图像景物具有立体感。下面就立体印刷的20m以内有效，远距离时其效果显著减小。成像原理向大家进行简单的介绍。②双眼视差1．人眼的生理特性如图1所示，两眼瞳孔间在水平方向上有一定距物体处于立体空间中，视觉系统能把不同距离离（目距a），在观看物体时与物体之间形成了一定深度的目标物在视网膜上形成的二元像呈现出立体的夹角，所以物体在左右两眼视网膜上的成像是不感，称为立体视觉感。从生理上分析，立体视觉感完全一样的。这种不同叫做双眼视差。的形成有许多原因，包括生理和心理的。单从与立如图2所示，当看F点时，分别在左右两眼的视体印刷相关的成像理论来分析，立体视觉的生理形网膜f与f’处成像。而比F远的E点和比F近的G点分成可以看成先由辐腠确定注视点，然后由双眼视差别在e、e’和g、g’的位置成像。显然E、F、G在进行精确的深度和位置的判断这样两个过程。左右两眼的视网膜上成像的几何位置不同，于是经①辐腠当两眼同时凝视某一物体时，若物体很远，则两眼的视线基本平行。而当物体靠近的时候，两个眼球便向内旋转，视线在物图1双眼视差图2双眼视差形成立体感8印刷质量与标准化2007.3PRINTINGQUALITY&STANDARDIZATION·特别关注·大脑综合左右两眼得到的不同的影像就产生了纵深感。一般用α、β、γ表示会聚角（辐腠角），用（β-α）、（γ-α）表示相应的视差角。物体在左右两眼所形成的像在一定的视差范围内能很好地融合成一个，构成深度和位置的信息。这时产生了对深度的知觉和具有立体视觉感。双眼视差知觉深度的范围，基本上是由两眼像融合范围决定的，并不是很宽。但双眼视觉对深度差别的分辨在有效范围内是有很高的精度的。由于辐腠和双眼视差的共同作用才能在较宽的图4圆柱透镜元范围内得出正确的立体视觉感。栅板的成像原理③双眼视差的允许范围柱透镜光栅板有许多结构参数和性能完全相同从双眼视差的功能和特性出发，两眼的图像差的小圆柱透镜元平面线性排列组成，一面是平的，异可保持在5%-10%以内，具体如下：一面是周期性起伏变化的曲面，如图3所示。在与排(a)图像大小差别：列方向垂直的方向对光线不起汇聚作用；而在其排几何图形在5%以内：差别在1-2%时会引起眼列方向上，每个圆柱透镜元相当于汇聚透镜，起聚的疲劳；3-4%时双眼视差会发生障碍；5%以上时光成像的作用，柱透镜光栅板的平面处为焦平面。不能建立立体视觉感。这一特性使得它对图像具有“压缩”和“隔离”的对于一般的图形，差别可保持在10-15%。作用。(b)亮度差别：30%以内①圆柱透镜元的几何光路分析(c)色度差别：±15nm放大观察组成柱透镜光栅板圆柱透镜元，由于(d)分辨力差别：10%以内（对于低分辨力率的其厚度大于其曲率半径是不能被忽略的，所以进行图像可达30%）光学分析时要把它看成是厚透镜，属于厚透镜中的④晶状体的调节作用平凸透镜，如图4所示。产生立体视觉感的原因除了辐腠和双眼视差外厚透镜可以看作由两个球面折射面相隔一段距，晶状体的调节离d（即OO’）所组成的来处理。经过繁冗的代数演也起了一定的作算后，可得到下列一组公式：用。通过晶状体的厚度变化，可以使不同距离的目标物在视网膜⑴上成像，使获得一定的深度感。但这个距离不是很大，一般局限其中，物距s0和像距s1分别是从第一主平面H1和在2-3米。第二主平面H2量起的，焦距f也是也是相对于主平面图3柱透镜光栅板放大图2．柱透镜光H1来量的。即s0是指物点到第一主平面H1的距离；s1印刷质量与标准化2007.39·特别关注·PRINTINGQUALITY&STANDARDIZATION是指像点到第二主平面H2的距离；f是焦点到第一主为，所以得：平面的距离；h1是指第一光学面到第一主平面的距⑶离（Oh1）；h2是指第二光学面到第二主平面的距离（Oh2）；R1是第一光学面的曲率半径；R2是第二光又因为，代入⑶式得：学面的曲率半径。⑷由于R1=∞，所以公式组⑴可以化简计算如下：由此可知在Oy平面上不同位置点所发出的光线经透镜折射后，成一极细的平行光束，并将沿着不⑵同的方向传输，且其中每一光束都携带着各自的信息。因为不同点折射后形成的光束的方向角不同，所以柱透镜起到了分像的作用。根据公式组⑵，可知当