3Dディスプレイの仕組み（基本編）

最終的に目指しているプロダクト「3Dディスプレイドングル」についてはこちら。
　３Dディスプレイドングルについて

　まずはじめに、本ブログで「3Dディスプレイ」と呼んでいるものより厳密に言うと「レンチキュラーレンズを使った裸眼立体視ディスプレイ」のことを指します。
　こちらの動画を参考にして作成しましたので、まずはご覧ください。
【36視差】裸眼3Dディスプレイを自作してみた【立体映像】

●3Dに見える理由

　まず、なぜ3Dに見えるのか、です。
人間がなにかを見た時に3Dだ！と感じる理由には複数あると言われていますが、一番簡単なものは
「左目と右目で見え方が違うこと」
「左や右に動いた時に見え方が変わること」
です。
　この二つは同じことを言っています。

つまり、「角度によって見え方が変わること」です。
30度右から見たら30度右からの見え方、40度左から見たら40度左からの見え方で見える。
これによって、3Dに見えるわけです。
　でも、テレビもディスプレイも、下からのぞき込んでもスカートの中なんて見えないですよね。
テレビもディスプレイも、角度によって見え方を変えることができないからです。
それを可能にしているのがレンチキュラーレンズです。

●レンチキュラーレンズで絵が変わる理由

　動画内で「ディスプレイからの光を特定方向に曲げて～」と言っていますが、これを具体的に。
まず、これがレンチキュラーレンズ。

これを説明のために単純化するとこう。

かまぼこ型から三角柱型に単純化しました。
これの下にディスプレイを置くと、こうなります。

三角の左半分から出た光は左方向に、右半分から出た光は右方向に向かって曲げられます。
上の組み合わせを大量に横に並べると、左から見たら赤く、右から見たら青く見えるディスプレイが出来上がります。

１面増やして台形だとこうなります。

左から見たら赤く、右から見たら青く、正面から見たら緑に見えるディスプレイが出来上がります。

上記の面を増やして増やして、半円になったものがレンチキュラーレンズです。

●レンチキュラーレンズを使って表示できる絵の枚数

　上の図だと面が増えたら見える色が増えたのだから、半円なら無限じゃん！とはなりません。
面が増えて、色が増えた分、１つの色の面積が小さくなったのにお気づきでしょうか。
いくら面が無限でも、色を出せる最小面積には限界があるため、視点数には限界があるのです。
　ディスプレイの色を出せる最小面積はもちろん１ピクセルです。
レンチキュラーレンズを用いた裸眼立体視ディスプレイの視点数は単純に言うと、PPL＝Pixel Per Lines(１本のレンズの横幅に入るピクセル数)に制限されます。
　これを計算するためには、まず１本のレンズの横幅を知らなければなりません。
それが動画にでてきた30LPIという数字です。
LPI＝Lines Per Inch（１インチ当たりのレンズ本数）
つまり１本のレンズの横幅は1/30インチということですね。
　次に、1/30インチに何ピクセル入るか。
これはディスプレイのPPI＝Pixel Per Inch(１インチ当たりのピクセル数)を知らなければなりません。
動画ではディスプレイが22.2インチに解像度3840*2400ピクセルと説明していました。
16:10ディスプレイなので、横幅は約18インチ。
18インチに3840ピクセルなので、PPIは約203.98。
PPL=PPI*(1/LPI)なので、203.98*(1/30)≒6.80。
これでは到底36視点は無理そうです。
　実は視点数を劇的に増やすテクニックがあります。
それについては、3Dディスプレイの仕組み（発展編）で解説します。