光柵板立體圖的制作比較
發布時間：2024-07-04 點擊：142
摘要
光柵板立體印刷具有呈現立體的功能，使觀看者能夠觀看物體時，由觀看的角度不同，能夠看到物體的變化，借此得到對物體的立體感，但應用於光柵板立體印刷之前處理，則必須仰賴人工對物體不同角度拍攝，制作上耗時費力，而且成果不一定合乎要求。本文的目的在利用光柵板可呈現立體效果之特性，將其對於制作建物立體印刷，藉由電腦軟體之輔助，就能夠減少人工拍攝時會遇到的困難，提高成品的成果與一致性，并提升處理效率。
一、前言
目前市面上常見的立體彩圖印刷，一般指的是光柵板立體印刷，當前此立體成像技術多朝向商業用途發展，并結合印刷、藝術及科技等領域創作成品，被廣泛應用於包裝裝潢、商品廣告、室內裝飾及明信片等，尼泊爾還曾使用此種技術制作過立體郵票。立體印刷與傳統印刷相較，具有以下特點：
1．立體印刷能逼真地重現物體的立體感，層次豐富，形像逼真。
2．立體印刷原稿多是造型設計或景物拍攝而成，印刷材料多為銅版紙和耐高溫油墨，所以光澤度好，顏色鮮艷不易褪色。
3．立體印刷表面覆蓋一層具凹凸柱狀棱鏡般的光柵板，可以直接看到全幅畫面的立體效果。
4．不需配戴輔具的立體顯示系統，不會因為常戴輔具而產生不適咸：而且可供多人同時觀賞。
隨著電腦直接制版ctp技術出現，采用調頻網點高精度多色印刷。uv技術應用不斷成熟，許多設備制造廠商推出了各種型號的uv膠印機。海德堡、曼羅蘭、高寶、小森及利優比等均已推出具有此功能的橡印機。用橡印機直接印刷塑膠光柵材料也不再是難題，立體印刷品質有了保證，使得光柵板立體印刷得到飛速發展。近幾年，國內立體印刷得到了很大的發展。印刷廠開始運用光柵板立體印刷技術來生產較為復雜的產品。從標簽、海報到包裝產品，甚至是塑膠杯都有其應用之實例。雖然光柵板立體印刷的產品上看到的并非真正意義上的立體視覺效果，但光柵立體印刷并非只是宣傳品或美工制品。與傳統的立體照片制作技術相比，在經濟性及使用靈活性等方面都顯示出其特有的優勢。例如，光柵板印刷應用於立體地圖之制作，除了有攜帶方便，易於儲存的優點，還能獲得實體立體地圖之觀視效果，若結合航照或衛照影像，更可提供豐富的地景視覺，有利於地形、地物之研判。
傳統單張風景或人物照片之立體印刷，雖然可以使用單張相片的假3d立體成像原理制作，但對於照片內容物體之遠近是由制作人員主觀判定，再根據此種判斷結果，使用影像處理軟體以人工描繪方式分層，完成分層後再使用光柵板印刷前處理軟體，制作成原稿。此種處理方式之成果，改變了地物之間真實的高度差異，人工分層處理過程也相當耗時費力，而且制作成果因人而異，缺乏產品的一致性。
平面立體地圖或影像因具有座標，可與本島已測制之數值地型模型(digital terrain model，dtm)套合，因此提供影像分層之客觀依據。本文之目的，乃利用光柵板可呈現立體效果之特性，將其應用於制作平面立體地圖，藉由數值地型模型之輔助，設計一套使用地理資訊系統軟體的分層方法，以減少人工判斷，提高產品的一致性及客觀性，并提升處理效率。由於分層數目過少在觀視時可能產生立體模型不連續或不明顯的現象，過多分層則需增加制作時間，因此本文亦采用不同分層方式，比較其成果，以了解適合之制作方式。
二、立體成像技術
人類兩眼之間的距離(眼距)約為6．3—6．9公分，使我們不論用哪一只眼睛去看一個近的物體，都會得到不同的遠背景。左右眼所見不同影像的現象，稱為雙眼視差(binocular parallax)。當雙眼注視於同一點時，兩眼的視線軸交會於該點形成交會角，稱為視差角(parallactic angle)，視差角愈小物體愈遠，視差角愈大物體越大(wolf and dewitt，2001)，如圖1，腦神經以該二點視角之差異分辨這點點之遠近，并在大腦中融合成視覺影像空間。因此透過雙眼分別觀視兩張不同攝影位置所拍攝出之連續影像，就可看出三維立體影像。
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目前立體成像技術有以下幾種方法
1．兩張式立體照片(stereoscopic pictures)兩面反射鏡放入兩張不同的圖畫，使兩眼看到不同的影像，在使兩張圖畫融合在腦中形成立體圖像。
2．紅藍眼鏡立體法(anaglyph)利用紅色和藍色兩種顏色融合的影像，配合紅藍眼鏡觀看立體成像。
3．視差遮障立體法(parallax barrier)如圖2所示。
4．隨機點立體圖(sirds)將一張隨機點的立體圖和另一張隱藏的立體圖疊合成一張圖。
5．光柵板立體印刷(lenticularprinting)把ab兩張不同的影像分成好幾各部份後，將a圖的第一各部分和b的第一各份依順序排列於光柵板的透鏡中，如圖3。
6．立體疊紋法(hologravure)利用疊紋的效果去觀看立體。
7．堆疊立體法(integral method)將不同影像疊合處理後的影像放在球狀透鏡下，去觀看立體成像。
8．立體全像術(holography)利用雷射光，經由分光鏡，擋板，面鏡，空間濾波器，將光線傳送給觀察者去觀看立體成像。
三、光柵板立體印刷
（一）、光柵板的結構和特性
光柵板由一串柱狀透鏡依序排列，透過光線折射成像，而透鏡的焦距、半徑焦距、視角都會影響成像效果。
光柵板本身材質的比重、熱變形溫度、透明度、折射率等都會影響立體制作效果及後制加工。光柵板是以每一英寸有多少個柱狀透鏡(lenticules-per-inch，lpl)區分其規格。由於每種光柵板有不同的線數、材料折射率、厚度及視角，因此可表現的效果均不同，而光柵板的材質有pet(聚酯)、pp(聚丙烯)、pvc(聚氯乙烯)及ps(聚苯乙烯）與壓克力等幾種。
光柵板線數(lpi)的選擇對於印刷所得之立體顯像也非常重要，目前世界上生產之光柵板線數從10lpi(約3mm)到200lpi(0．2mm)，而其尺寸規格大多為20”x28”英寸。常用到的光柵板材料規格與用途則有以下幾種(吳文和，2005a)：
1．厚度0．25mm，線數141 lpi之pet(poly ethylene terephthalate)光柵板，其應用在手機面板、郵票、dvd光碟等商品。
2．厚度0．35mm，線數100 lpi之pet光柵板，其應用在精品包裝盒、酒盒、vcd光碟、標簽等商品。
3．厚度0．46mm，線數75lpi之pet光柵板，其應用在卡片、藥盒、信用卡、文具用品、書籍等商品。
4．厚度0．68mm，線數62lpi之pet光柵板，其應用在海報、展示牌、吊牌，明信片等商品。
光柵板亦因不同視角的差異，而有不同用途，寬視角適合變圖效果，窄視角則適合立體圖效果。通常會依需求價格及立體表現效果與應用等來做決定。[next]
（二）、光柵板文體效果與立體地圖制作
光柵板立體印刷的表現效果相當廣泛，大體而言可分為3d立體效果、變圖效果、變大變小效果、連續動感效果、morph(類似變臉效果以漸進方式的變化)，立體疊紋效果或將上述幾種效果結合的展現方式(吳文和，2005)。其中3d立體效果為可以直接應用於立體地圖制作的一種方法。3d立體效果又分為假3d(layer 3d)及真3d(true 3d)兩種方式。假3d立體效果系使用單張相片或影像，依作者之主觀判斷物體的景深，將其前後層次分離，再使用軟體產生位移圖像後，再分割組合成可用光柵板獲得立體視覺之影像：真3d立體效果則使用專業立體相機同時拍攝不同角度影像，或利用3d動畫軟體模擬多張不同角度圖像後，經專業立體制作軟體合成產生前後位移圖像，經印制在光柵板後產生圖像有前後層次深淺效果。在立體地圖制作時，雖然可以取得符合立體攝影性質的航照或影像像對，但其幾何關系與現有的軟體未必能配合，因此以單張相片或影像結合數值地形資料制作立體地圖較為方便。
（三）、光柵板立體成像原理
光柵板立體成像原理是將不同視角的影像融合在同一張圖像中，再利用柱狀透鏡陣列的幾何光學成像的特性，讓左右眼看到不同視角的影像，而達到立體的成像效果，如圖4所示。亦即讓平面圖像中的景物有前後位置不同，或左右眼觀看物體時會有位移的效果。我們利用此效果制作圖像底稿，并將處理過後的圖像底稿貼合於柱狀透鏡陣列板，產生有景深的立體圖像(gottfried，2001)。
以圖5為例，假設有五個物體分別排列在一直線上，而人眼的觀看位置分別於位置a、b和c上，看到的圖像會因為視差角度的不同，而看到如各個位置上的圖像。位置a看到的圖像是由右向左排列；位置c看到的圖像是由左向右排列；位置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5中各觀看位置的圖像還原至平面時，當以物體3為中心點時，物體1、2在中心點之前，而物體4、5在中心點之後，而觀察位置a往觀察位置c移動時，物體在中心點之前的會往左做位移，而物體在中心點之後的則往右移，如圖6。所以，在制作平面立體影像時，除了中心點的影像不動外，需將前景或是後景的影像做適當的位移，至於向左位移或是向右位移，則需對應柱狀透鏡陣列的圖像擺放位置。
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圖像底稿透過電腦軟體完成如圖6之位移後，遺需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。以便於并透過柱狀透鏡陣列，在同一個位置看到不一樣的視角影像(如圖7)。由於兩眼看到不同位置的圖像，并根據視差原理，由視神經咸測後透過大腦的將這些不同圖像組合立體圖像。此種分割影像及貼合光柵板之處理流程如圖8。
（四）、光柵板立體印刷流程
光柵板立體印刷就是根據前述原理及處理，利用具有透鏡成像效果的光柵板(柱狀透鏡陣列)，將經過特別處理景物之圖像產生立體咸覺的一種印刷。該技術結合電腦科技和印刷技術及藝術美學設計，使柱狀透式光柵板表現出不同特殊效果。其主要制作流程為：設計構圖——立體攝影或動畫輸出及制作立體圖層——專業軟體制作合成立體圖——分色制版——光柵板材料——印刷方式——後制加工——成品包裝(吳文和，2005a)。
在上述過程中應用於立體地圖制作的主要差異在於立體攝影步驟。傳統立體印刷原稿系透過立體攝影去建立共軛像點間之視差關系，該種關系可推算物體間之高程差，亦即可以了解物體景深之差異，以進行影像之分層與合并處理，但對於單一圖像之地圖與影像則需使用該區已測制之數值地型模型，以了解地物間之高程與景深關系，再進行分層與合并處理。此種處理過程，在傳統上采用人工標繪分層處理，非常費時費力。
四、3d雷射數位掃描儀介紹
本文所使用的optech ilris-3d(intelligent laser ranging and lmaging system) ，ilris-3d使用快速的方式，將掃描資料轉換成cad軟體使用的格式，以供平面／高程的選取、快速的設計。所有的詳盡資料，例如電桿、道路中心線以及路邊的護欄等資料，都會被詳盡精準的定位記錄。一些附屬資料也會一并被搜集，例如植被型態、樹冠的尺寸以及帳棚體積等。ilris-3d配備了六百萬畫素的數位相機以及大尺寸的lcd顯示幕，ilris-3d擁有和一般數位相機一般簡單的操作介面，每秒2000點高速大量的資料搜集，以及3m—1500m長距離的測距能力使的野外作業變的格外的簡單，經濟，在任何測量模式下。360％x360％全方位視野的能力，配備了一組可旋轉傾斜的基座，基座與掃描儀本身一體動作，并且一并由控制器軟體控制。
照片與模組成果比對
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五、3d雷射數位掃瞄儀的建模
建立
本次使用3d雷射數位掃瞄儀一秒可以獲得2000個點位，現在的儀器可以一秒可得12萬個點位。儀器使用時應先將儀器架設好，儀器本的拍攝角度為左右各20度，上下15度，加上腳架後可旋轉360度，下上90度，儀器可以轉用自由模式，旋轉要的角度去選取拍攝影影像。在確定拍攝目標後，先做環境評估，如行車路線，是否有建筑物遮蔽，掃描站數，儀器使用時間，決定要掃描范圍及掃描密度，依據所需精度去決定點云密度等。在掃描前要先決定儀器的架設位置，需要幾個掃描站，各站的掃描影像要互相有重疊，才能點選特徵點，進行點云結合，掃描後的點云利用realwork surveyn軟體去做濾除不要的雜訊，做點云切割，點云結合，完成點輸出。
將點云資料轉成x，y、z檔使用rapidform取讀資料，進行點云數量減少，面分析，網面修補，多邊形的建立和編輯，點云資料輸出，可以利用其他轉體去貼圖、修圖，如3dmax或其他3d繪圖軟體。須先拍攝目標物的高精度相片，才能使貼圖時能建立好美的影像，以利建模的完成。
六、實驗設計
光柵板立體印刷與原稿有很大的關系，因為需要使用到物體的照片，而照片的取得就格外重要，有兩個方法去取得照片：(一)是對一個靜止物體進行各方面的拍攝，將所得之照片進行軟體的處理，即可成圖，(二)使用3d雷射掃描儀擷取點云數位檔格式，并透過逆向工程軟體rapidform快速處理點云并建置實體3d模型，再由相關參數化軟體完整保留3d實體模型，建置數位資料進行編輯。藉由模型的建立，在利用截圖程式進行圖片取得，即可完成光柵板立體成圖。以一地標為例介紹兩種方法。
(一)一地標的拍攝，則需要準備相機和腳架，先找到拍攝的地點，對正後，接著進行架設腳架，逐步進行架站與拍攝之動作，此方法會有以下問題。
1．要逐步地進行拍攝，則需要考慮到外在的因素，如天候狀況、與人為因素，在天氣不佳的情況，采光與拍攝結果都要列入思考，畢竟在雨天時，無法使用相機進行拍攝。
2．拍攝時需要花費大量的時間在於架站，每一次的架站，都是時間與力氣的花費。
3．架站時，會產生高地的偶然誤差與人為誤差，使得拍攝的高度大不相同，并且換站時的角度也會產生相同的事情，所以在制作立體影像時，會產生出位移過大、不均與高地交錯的情形。
(二)使用3d雷射掃描儀擷取點云數位檔格式，并透過逆向工程軟體rapidform快速處理點云并建置實體3d模型，再由相關參數化軟體完整保留3d實體模型，建置數位資料進行編輯。藉由模型的建立，在利用截圖程式進行圖片取得，在利用此完成。此方能夠改善(一)造成2、3項問題。但是由於3d雷射掃描儀的進行，并不能夠在雨天使用，內業處理較為繁復，因此花費的工作時間也會增加。針對3d雷射掃瞄儀的優點可以建立一個實地的完整建模，而建模具有x、y、z座標，精度較高，我們可以運用其建立完整的精細的建模，自由選取我們要的建模圖，利用軟體的旋轉功能可以在同一軸上，不會有人工拍攝而產生高低差造成影像有部分立體成像模糊。搭配gps測量點位後可與航照圖結合建構一個具有經緯度座標的立體圖。[next]
兩種做法的比較：
七、結論與建議
在實際測量的時候，會產生重復性的工作，那就是架站與拍攝，傳統上的方法，會產生的許多的誤差，以至於成品上的許多缺陷，這為不可避免的，本文所提出的方法是為了減少重復性的工作，并且增進其成果，其為數位化的處理，雖然有部分問題需要解決及注意，若能夠去克服，必能提高成品的質量，以下為實際操作時所遇到的問題：
(1)掃描程序
3d雷射儀掃描過程中，需考空間、環境、氣候及設備等因素。
1．如果目標遮蔽物太多需標示重要特徵并加上照相，來進行後續修補建模工作。
2．目標的屋頂不易拍攝掃描，需尋找高處拍攝，又需考慮距離會影響精度。
3．外業時間需考慮電腦和掃瞄儀的電量及儀器掃描時間和站數。
4．點云結合選取特徵點最少三點，能提高點云的精確度，配合軟體提供的三種方式進行組合的動作，包含2d、3d及照片的方式。
(2)數位化建構程序
1．rapidform v2006內建的自動曲面建立功能，若3d數位點云資料不夠完整，需人工建立曲面。
2．點云圖的原始密度會影響數位化模型的精攀度。rapidform v2006的點云資料密度不夠，會影響面的分析精度降低。
3．建物點云資料不夠會有破面產生，需人工進行補面。
4．貼圖時需注意面的完整性，相片的完整性，2d及3d面的轉換。[next]
參考文獻
林榮堂，2005，柱狀陣列透鏡立體顯示技術之最佳化。世新大學圖文傳播暨數位出版學系碩士論文，臺北，p25-p50。
吳文和，2005a，立體彩圖在包裝上的應用。立體產品簡報，山水彩色印刷股份有限公司，p5-p7。
吳文和，2005b，隨機點立體成像技術及其應用於光柵版立體印刷之研究。世新大學圖文傳播暨數位出版學系碩士論文，臺北，p15-p27。
德永貴久，2003，3d魔力眼。臺灣角川書店，p25 。
gottfried(2001)．lenticular image and method．no．6,329,987 b1，united states patent 。
jsselsteijn w．a．i，seuntiens p．j．h．and meesters l．m．j．(2002)．state-of-the-art in human factors and quality issues of stereoscopic broadcast television．attest,pp．1-41．
楊文斌、鄭鴻銘、游政憲、陳敏彬、陳昶良、閻亞寧，2008，數位化技術於文化資產保存之程序初探，中國科技大學，p35-p40。
作者簡介
1．李俊擇(jun-ze li)，國防大學理工學院測繪工程學系學生。
2．莊濬懋(jun-mao zhuang)，國防大學理工學院測繪工程學系學生。
3．葉十瑋(shi-wei ye)，國防大學理工學院測繪工程學系學生。
4．吳文和(wen-ho wu)，世新大學圖文傳播暨數位出版學系碩士，山水印刷公司廠長。
5．李興緯(hsing-wei lee)，美國伊利諾大學博士，國防大學理工學院環資學系文職教師。
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光柵板立體印刷具有呈現立體的功能，使觀看者能夠觀看物體時，由觀看的角度不同，能夠看到物體的變化，借此得到對物體的立體感，但應用於光柵板立體印刷之前處理，則必須仰賴人工對物體不同角度拍攝，制作上耗時費力，而且成果不一定合乎要求。本文的目的在利用光柵板可呈現立體效果之特性，將其對於制作建物立體印刷，藉由電腦軟體之輔助，就能夠減少人工拍攝時會遇到的困難，提高成品的成果與一致性，并提升處理效率。
一、前言
目前市面上常見的立體彩圖印刷，一般指的是光柵板立體印刷，當前此立體成像技術多朝向商業用途發展，并結合印刷、藝術及科技等領域創作成品，被廣泛應用於包裝裝潢、商品廣告、室內裝飾及明信片等，尼泊爾還曾使用此種技術制作過立體郵票。立體印刷與傳統印刷相較，具有以下特點：
1．立體印刷能逼真地重現物體的立體感，層次豐富，形像逼真。
2．立體印刷原稿多是造型設計或景物拍攝而成，印刷材料多為銅版紙和耐高溫油墨，所以光澤度好，顏色鮮艷不易褪色。
3．立體印刷表面覆蓋一層具凹凸柱狀棱鏡般的光柵板，可以直接看到全幅畫面的立體效果。
4．不需配戴輔具的立體顯示系統，不會因為常戴輔具而產生不適咸：而且可供多人同時觀賞。
隨著電腦直接制版ctp技術出現，采用調頻網點高精度多色印刷。uv技術應用不斷成熟，許多設備制造廠商推出了各種型號的uv膠印機。海德堡、曼羅蘭、高寶、小森及利優比等均已推出具有此功能的橡印機。用橡印機直接印刷塑膠光柵材料也不再是難題，立體印刷品質有了保證，使得光柵板立體印刷得到飛速發展。近幾年，國內立體印刷得到了很大的發展。印刷廠開始運用光柵板立體印刷技術來生產較為復雜的產品。從標簽、海報到包裝產品，甚至是塑膠杯都有其應用之實例。雖然光柵板立體印刷的產品上看到的并非真正意義上的立體視覺效果，但光柵立體印刷并非只是宣傳品或美工制品。與傳統的立體照片制作技術相比，在經濟性及使用靈活性等方面都顯示出其特有的優勢。例如，光柵板印刷應用於立體地圖之制作，除了有攜帶方便，易於儲存的優點，還能獲得實體立體地圖之觀視效果，若結合航照或衛照影像，更可提供豐富的地景視覺，有利於地形、地物之研判。
傳統單張風景或人物照片之立體印刷，雖然可以使用單張相片的假3d立體成像原理制作，但對於照片內容物體之遠近是由制作人員主觀判定，再根據此種判斷結果，使用影像處理軟體以人工描繪方式分層，完成分層後再使用光柵板印刷前處理軟體，制作成原稿。此種處理方式之成果，改變了地物之間真實的高度差異，人工分層處理過程也相當耗時費力，而且制作成果因人而異，缺乏產品的一致性。
平面立體地圖或影像因具有座標，可與本島已測制之數值地型模型(digital terrain model，dtm)套合，因此提供影像分層之客觀依據。本文之目的，乃利用光柵板可呈現立體效果之特性，將其應用於制作平面立體地圖，藉由數值地型模型之輔助，設計一套使用地理資訊系統軟體的分層方法，以減少人工判斷，提高產品的一致性及客觀性，并提升處理效率。由於分層數目過少在觀視時可能產生立體模型不連續或不明顯的現象，過多分層則需增加制作時間，因此本文亦采用不同分層方式，比較其成果，以了解適合之制作方式。
二、立體成像技術
人類兩眼之間的距離(眼距)約為6．3—6．9公分，使我們不論用哪一只眼睛去看一個近的物體，都會得到不同的遠背景。左右眼所見不同影像的現象，稱為雙眼視差(binocular parallax)。當雙眼注視於同一點時，兩眼的視線軸交會於該點形成交會角，稱為視差角(parallactic angle)，視差角愈小物體愈遠，視差角愈大物體越大(wolf and dewitt，2001)，如圖1，腦神經以該二點視角之差異分辨這點點之遠近，并在大腦中融合成視覺影像空間。因此透過雙眼分別觀視兩張不同攝影位置所拍攝出之連續影像，就可看出三維立體影像。
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目前立體成像技術有以下幾種方法
1．兩張式立體照片(stereoscopic pictures)兩面反射鏡放入兩張不同的圖畫，使兩眼看到不同的影像，在使兩張圖畫融合在腦中形成立體圖像。
2．紅藍眼鏡立體法(anaglyph)利用紅色和藍色兩種顏色融合的影像，配合紅藍眼鏡觀看立體成像。
3．視差遮障立體法(parallax barrier)如圖2所示。
4．隨機點立體圖(sirds)將一張隨機點的立體圖和另一張隱藏的立體圖疊合成一張圖。
5．光柵板立體印刷(lenticularprinting)把ab兩張不同的影像分成好幾各部份後，將a圖的第一各部分和b的第一各份依順序排列於光柵板的透鏡中，如圖3。
6．立體疊紋法(hologravure)利用疊紋的效果去觀看立體。
7．堆疊立體法(integral method)將不同影像疊合處理後的影像放在球狀透鏡下，去觀看立體成像。
8．立體全像術(holography)利用雷射光，經由分光鏡，擋板，面鏡，空間濾波器，將光線傳送給觀察者去觀看立體成像。
三、光柵板立體印刷
（一）、光柵板的結構和特性
光柵板由一串柱狀透鏡依序排列，透過光線折射成像，而透鏡的焦距、半徑焦距、視角都會影響成像效果。
光柵板本身材質的比重、熱變形溫度、透明度、折射率等都會影響立體制作效果及後制加工。光柵板是以每一英寸有多少個柱狀透鏡(lenticules-per-inch，lpl)區分其規格。由於每種光柵板有不同的線數、材料折射率、厚度及視角，因此可表現的效果均不同，而光柵板的材質有pet(聚酯)、pp(聚丙烯)、pvc(聚氯乙烯)及ps(聚苯乙烯）與壓克力等幾種。
光柵板線數(lpi)的選擇對於印刷所得之立體顯像也非常重要，目前世界上生產之光柵板線數從10lpi(約3mm)到200lpi(0．2mm)，而其尺寸規格大多為20”x28”英寸。常用到的光柵板材料規格與用途則有以下幾種(吳文和，2005a)：
1．厚度0．25mm，線數141 lpi之pet(poly ethylene terephthalate)光柵板，其應用在手機面板、郵票、dvd光碟等商品。
2．厚度0．35mm，線數100 lpi之pet光柵板，其應用在精品包裝盒、酒盒、vcd光碟、標簽等商品。
3．厚度0．46mm，線數75lpi之pet光柵板，其應用在卡片、藥盒、信用卡、文具用品、書籍等商品。
4．厚度0．68mm，線數62lpi之pet光柵板，其應用在海報、展示牌、吊牌，明信片等商品。
光柵板亦因不同視角的差異，而有不同用途，寬視角適合變圖效果，窄視角則適合立體圖效果。通常會依需求價格及立體表現效果與應用等來做決定。[next]
（二）、光柵板文體效果與立體地圖制作
光柵板立體印刷的表現效果相當廣泛，大體而言可分為3d立體效果、變圖效果、變大變小效果、連續動感效果、morph(類似變臉效果以漸進方式的變化)，立體疊紋效果或將上述幾種效果結合的展現方式(吳文和，2005)。其中3d立體效果為可以直接應用於立體地圖制作的一種方法。3d立體效果又分為假3d(layer 3d)及真3d(true 3d)兩種方式。假3d立體效果系使用單張相片或影像，依作者之主觀判斷物體的景深，將其前後層次分離，再使用軟體產生位移圖像後，再分割組合成可用光柵板獲得立體視覺之影像：真3d立體效果則使用專業立體相機同時拍攝不同角度影像，或利用3d動畫軟體模擬多張不同角度圖像後，經專業立體制作軟體合成產生前後位移圖像，經印制在光柵板後產生圖像有前後層次深淺效果。在立體地圖制作時，雖然可以取得符合立體攝影性質的航照或影像像對，但其幾何關系與現有的軟體未必能配合，因此以單張相片或影像結合數值地形資料制作立體地圖較為方便。
（三）、光柵板立體成像原理
光柵板立體成像原理是將不同視角的影像融合在同一張圖像中，再利用柱狀透鏡陣列的幾何光學成像的特性，讓左右眼看到不同視角的影像，而達到立體的成像效果，如圖4所示。亦即讓平面圖像中的景物有前後位置不同，或左右眼觀看物體時會有位移的效果。我們利用此效果制作圖像底稿，并將處理過後的圖像底稿貼合於柱狀透鏡陣列板，產生有景深的立體圖像(gottfried，2001)。
以圖5為例，假設有五個物體分別排列在一直線上，而人眼的觀看位置分別於位置a、b和c上，看到的圖像會因為視差角度的不同，而看到如各個位置上的圖像。位置a看到的圖像是由右向左排列；位置c看到的圖像是由左向右排列；位置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5中各觀看位置的圖像還原至平面時，當以物體3為中心點時，物體1、2在中心點之前，而物體4、5在中心點之後，而觀察位置a往觀察位置c移動時，物體在中心點之前的會往左做位移，而物體在中心點之後的則往右移，如圖6。所以，在制作平面立體影像時，除了中心點的影像不動外，需將前景或是後景的影像做適當的位移，至於向左位移或是向右位移，則需對應柱狀透鏡陣列的圖像擺放位置。
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圖像底稿透過電腦軟體完成如圖6之位移後，遺需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。以便於并透過柱狀透鏡陣列，在同一個位置看到不一樣的視角影像(如圖7)。由於兩眼看到不同位置的圖像，并根據視差原理，由視神經咸測後透過大腦的將這些不同圖像組合立體圖像。此種分割影像及貼合光柵板之處理流程如圖8。
（四）、光柵板立體印刷流程
光柵板立體印刷就是根據前述原理及處理，利用具有透鏡成像效果的光柵板(柱狀透鏡陣列)，將經過特別處理景物之圖像產生立體咸覺的一種印刷。該技術結合電腦科技和印刷技術及藝術美學設計，使柱狀透式光柵板表現出不同特殊效果。其主要制作流程為：設計構圖——立體攝影或動畫輸出及制作立體圖層——專業軟體制作合成立體圖——分色制版——光柵板材料——印刷方式——後制加工——成品包裝(吳文和，2005a)。
在上述過程中應用於立體地圖制作的主要差異在於立體攝影步驟。傳統立體印刷原稿系透過立體攝影去建立共軛像點間之視差關系，該種關系可推算物體間之高程差，亦即可以了解物體景深之差異，以進行影像之分層與合并處理，但對於單一圖像之地圖與影像則需使用該區已測制之數值地型模型，以了解地物間之高程與景深關系，再進行分層與合并處理。此種處理過程，在傳統上采用人工標繪分層處理，非常費時費力。
四、3d雷射數位掃描儀介紹
本文所使用的optech ilris-3d(intelligent laser ranging and lmaging system) ，ilris-3d使用快速的方式，將掃描資料轉換成cad軟體使用的格式，以供平面／高程的選取、快速的設計。所有的詳盡資料，例如電桿、道路中心線以及路邊的護欄等資料，都會被詳盡精準的定位記錄。一些附屬資料也會一并被搜集，例如植被型態、樹冠的尺寸以及帳棚體積等。ilris-3d配備了六百萬畫素的數位相機以及大尺寸的lcd顯示幕，ilris-3d擁有和一般數位相機一般簡單的操作介面，每秒2000點高速大量的資料搜集，以及3m—1500m長距離的測距能力使的野外作業變的格外的簡單，經濟，在任何測量模式下。360％x360％全方位視野的能力，配備了一組可旋轉傾斜的基座，基座與掃描儀本身一體動作，并且一并由控制器軟體控制。
照片與模組成果比對
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五、3d雷射數位掃瞄儀的建模
建立
本次使用3d雷射數位掃瞄儀一秒可以獲得2000個點位，現在的儀器可以一秒可得12萬個點位。儀器使用時應先將儀器架設好，儀器本的拍攝角度為左右各20度，上下15度，加上腳架後可旋轉360度，下上90度，儀器可以轉用自由模式，旋轉要的角度去選取拍攝影影像。在確定拍攝目標後，先做環境評估，如行車路線，是否有建筑物遮蔽，掃描站數，儀器使用時間，決定要掃描范圍及掃描密度，依據所需精度去決定點云密度等。在掃描前要先決定儀器的架設位置，需要幾個掃描站，各站的掃描影像要互相有重疊，才能點選特徵點，進行點云結合，掃描後的點云利用realwork surveyn軟體去做濾除不要的雜訊，做點云切割，點云結合，完成點輸出。
將點云資料轉成x，y、z檔使用rapidform取讀資料，進行點云數量減少，面分析，網面修補，多邊形的建立和編輯，點云資料輸出，可以利用其他轉體去貼圖、修圖，如3dmax或其他3d繪圖軟體。須先拍攝目標物的高精度相片，才能使貼圖時能建立好美的影像，以利建模的完成。
六、實驗設計
光柵板立體印刷與原稿有很大的關系，因為需要使用到物體的照片，而照片的取得就格外重要，有兩個方法去取得照片：(一)是對一個靜止物體進行各方面的拍攝，將所得之照片進行軟體的處理，即可成圖，(二)使用3d雷射掃描儀擷取點云數位檔格式，并透過逆向工程軟體rapidform快速處理點云并建置實體3d模型，再由相關參數化軟體完整保留3d實體模型，建置數位資料進行編輯。藉由模型的建立，在利用截圖程式進行圖片取得，即可完成光柵板立體成圖。以一地標為例介紹兩種方法。
(一)一地標的拍攝，則需要準備相機和腳架，先找到拍攝的地點，對正後，接著進行架設腳架，逐步進行架站與拍攝之動作，此方法會有以下問題。
1．要逐步地進行拍攝，則需要考慮到外在的因素，如天候狀況、與人為因素，在天氣不佳的情況，采光與拍攝結果都要列入思考，畢竟在雨天時，無法使用相機進行拍攝。
2．拍攝時需要花費大量的時間在於架站，每一次的架站，都是時間與力氣的花費。
3．架站時，會產生高地的偶然誤差與人為誤差，使得拍攝的高度大不相同，并且換站時的角度也會產生相同的事情，所以在制作立體影像時，會產生出位移過大、不均與高地交錯的情形。
(二)使用3d雷射掃描儀擷取點云數位檔格式，并透過逆向工程軟體rapidform快速處理點云并建置實體3d模型，再由相關參數化軟體完整保留3d實體模型，建置數位資料進行編輯。藉由模型的建立，在利用截圖程式進行圖片取得，在利用此完成。此方能夠改善(一)造成2、3項問題。但是由於3d雷射掃描儀的進行，并不能夠在雨天使用，內業處理較為繁復，因此花費的工作時間也會增加。針對3d雷射掃瞄儀的優點可以建立一個實地的完整建模，而建模具有x、y、z座標，精度較高，我們可以運用其建立完整的精細的建模，自由選取我們要的建模圖，利用軟體的旋轉功能可以在同一軸上，不會有人工拍攝而產生高低差造成影像有部分立體成像模糊。搭配gps測量點位後可與航照圖結合建構一個具有經緯度座標的立體圖。[next]
兩種做法的比較：
七、結論與建議
在實際測量的時候，會產生重復性的工作，那就是架站與拍攝，傳統上的方法，會產生的許多的誤差，以至於成品上的許多缺陷，這為不可避免的，本文所提出的方法是為了減少重復性的工作，并且增進其成果，其為數位化的處理，雖然有部分問題需要解決及注意，若能夠去克服，必能提高成品的質量，以下為實際操作時所遇到的問題：
(1)掃描程序
3d雷射儀掃描過程中，需考空間、環境、氣候及設備等因素。
1．如果目標遮蔽物太多需標示重要特徵并加上照相，來進行後續修補建模工作。
2．目標的屋頂不易拍攝掃描，需尋找高處拍攝，又需考慮距離會影響精度。
3．外業時間需考慮電腦和掃瞄儀的電量及儀器掃描時間和站數。
4．點云結合選取特徵點最少三點，能提高點云的精確度，配合軟體提供的三種方式進行組合的動作，包含2d、3d及照片的方式。
(2)數位化建構程序
1．rapidform v2006內建的自動曲面建立功能，若3d數位點云資料不夠完整，需人工建立曲面。
2．點云圖的原始密度會影響數位化模型的精攀度。rapidform v2006的點云資料密度不夠，會影響面的分析精度降低。
3．建物點云資料不夠會有破面產生，需人工進行補面。
4．貼圖時需注意面的完整性，相片的完整性，2d及3d面的轉換。[next]
參考文獻
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吳文和，2005a，立體彩圖在包裝上的應用。立體產品簡報，山水彩色印刷股份有限公司，p5-p7。
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楊文斌、鄭鴻銘、游政憲、陳敏彬、陳昶良、閻亞寧，2008，數位化技術於文化資產保存之程序初探，中國科技大學，p35-p40。
作者簡介
1．李俊擇(jun-ze li)，國防大學理工學院測繪工程學系學生。
2．莊濬懋(jun-mao zhuang)，國防大學理工學院測繪工程學系學生。
3．葉十瑋(shi-wei ye)，國防大學理工學院測繪工程學系學生。
4．吳文和(wen-ho wu)，世新大學圖文傳播暨數位出版學系碩士，山水印刷公司廠長。
5．李興緯(hsing-wei lee)，美國伊利諾大學博士，國防大學理工學院環資學系文職教師。
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