[从“斗鸡眼”到全息投影]全息投影

时间：2019-04-24 03:24:24　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　　　很难忘记第一次看到3D电影时的震撼，那是在欢乐谷的一个游乐项目上，虽然只是短短十几分钟的动画片，但那扑面而来的逼真效果让笔者不禁惊呼：原来电影还可以这样！这个惊叹除了针对那仿佛在身边的视觉效果，更针对带上眼镜就能欣赏的方便——最初的3D可不是这样的，大概在小学的时候，第一次见到的三维立体画是需要观看技巧的，所以很难看出立体感觉，以至于我到高中才看出来。
　　那种三维立体画现在仍可以看到，看上去就像乱糟糟的一团图案，只有将眼睛以一定方式调节好才能看到，这种调节方式类似于“斗鸡眼”，其实就是主动模糊视线。正因为如此，如果不掌握方法的话可能永远都看不到那团无意义的图像之后隐藏着什么样的东西。现在终于不用那么费劲地去看3D照片了，只要带上眼镜就能欣赏3D电影大片，甚至裸眼3D让你摆脱眼镜的束缚。
　　所以，3D的发展本质上是技术的发展，要了解3D产业就必须对当前主流的3D技术有所了解。
　　众多主流的“眼镜流派”
　　大概在4年前，那时3D电影刚开始出现，网上也出现了3D片源，笔者便在某3D论坛下载了一部测试短片，并在网上买了一副红蓝眼镜。当时对3D几乎一点都不懂，还在纳闷：为什么3D眼镜的价格差别如此之大呢？有些眼镜要几百块，而笔者买的红蓝眼镜只要几块钱。买回来之后才发现，这幅眼镜戴上去光线立刻变得很暗淡，而且由于镜片分红蓝二色，所以感觉颜色都变了，而且头晕、不舒服。当然，看到的立体效果也不好。
　　后来，随着对3D技术的深入了解才知道，原来根据不同的3D成像原理，3D影片分好多种，而相应的眼镜也分好多种，而我买到的红蓝眼镜和红蓝片只是其中一种，而且是最初级的一种。
　　其实，这种红蓝3D学名为色差式3D，不但有红蓝格式，还有红绿或红青格式的，其原理都相同。色差式3D历史最为悠久，成像原理简单、实现成本低廉，但是3D画面效果也是最差的，需要配合色差式3D眼镜才能看到3D效果。色差式3D先由旋转的滤光轮分出光谱信息，使用不同颜色的滤光片进行画面滤光，使得一个图片能产生出两幅图像，人的每只眼睛都看见不同的图像。目前我们较为最常见的滤光片颜色通常是红蓝，红绿，或者红青，目前采用这种技术的影院以及越来越少了。
　　目前主流的3D是快门式和偏光式。快门式3D技术主要是通过提高画面的快速刷新率（至少要达到120Hz）来实现3D效果，属于主动式3D技术。当3D信号输入到显示设备（诸如显示器、投影机等）后，120Hz的图像便以帧序列的格式实现左右帧交替产生，通过红外发射器将这些帧信号传输出去，负责接收的3D眼镜在刷新同步实现左右眼观看对应的图像，并且保持与2D视像相同的帧数，观众的两只眼睛看到快速切换的不同画面，并且在大脑中产生错觉（摄像机拍摄不出来效果），便观看到立体影像。目前日本生产的电视机多采用这种格式，其特点是效果非常好，但由于相对应的眼镜有快门装置，所以价格非常昂贵，从几百元到上千元不等。
　　偏光式3D也叫偏振式3D技术，属于被动式3D技术，眼镜价格也较为便宜，目前3D电影院、国产和韩国产的3D液晶电视等大多采用的是偏光式3D技术。和快门式3D技术一样，偏光式3D也细分出了很多种类，比如应用于投影机行业的偏光式3D需要两台以上性能参数完全相同的投影机才能实现3D效果，而应用于电视行业的偏光式3D技术则需要画面具有240Hz或者480Hz以上的刷新率，从实现的方式二者也存在很多差别。
　　无论是快门式还是偏光式3D，其效果都比色差式要好很多，起码带上这些眼镜之后，光线不会变的暗淡，颜色也不会再出现偏差。
　　
　　裸眼3D正当道
　　前面提到的任何一种3D技术，虽然有效果和价格的差异，但都有一个共同点：必须要借助眼镜等辅助工具来观看。当然，最初那种“斗鸡眼”3D不需要眼镜，但需要个人的观看技术。有人说过，世界的进步是懒人推动的，所以不想戴眼镜的懒人肯定会想办法让3D影像抛弃眼镜，事实上，这个想法已经实现了，裸眼3D技术已经开始应用。
　　从技术上来看，裸眼式3D可分为光屏障式（Barrier）、柱状透镜(Lenticular Lens)技术和指向光源（Directional Backlight）三种。
　　光屏障式3D技术也被称为视差屏障或视差障栅技术，其原理和偏振式3D较为类似，是由夏普欧洲实验室的工程师十余年的研究成功。光屏障式3D技术的实现方法是使用一个开关液晶屏、偏振膜和高分子液晶层，利用液晶层和偏振膜制造出一系列方向为90°的垂直条纹。这些条纹宽几十微米，通过它们的光就形成了垂直的细条栅模式，称之为“视差障壁”。在立体显示模式下，应该由左眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡右眼；同理，应该由右眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡左眼，通过将左眼和右眼的可视画面分开，使观者看到3D影像。
　　柱状透镜(Lenticular Lens)技术也被称为双凸透镜或微柱透镜3D技术，其最大的优势便是其亮度不会受到影响。柱状透镜3D技术的原理是在液晶显示屏的前面加上一层柱状透镜，使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上，这样在每个柱透镜下面的图像的像素被分成几个子像素，这样透镜就能以不同的方向投影每个子像素。于是双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素。
　　指向光源（Directional Backlight）3D技术搭配两组LED，配合快速反应的LCD面板和驱动方法，让3D内容以排序（sequential）方式进入观看者的左右眼互换影像产生视差，进而让人眼感受到3D三维效果。
　　虽然裸眼3D也有多种技术流派，但裸眼3D也有很多缺点，比如亮度、视角等问题。和传统需佩戴眼镜观看的3D相比，裸眼3D还存在清晰度不足等缺点。
　　从平面到3D，从“斗鸡眼”到裸眼3D，这是人类对影像视觉不断追求的结果。但是，在技术日新月异的今天，我们也很容易看到，裸眼3D肯定还不是技术发展的终点。事实上，现在4D技术（在视觉之外加上触觉、味觉等）早已实现，而全息投影也有了雏形。未来，影像视觉必定会更加震撼。

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