別讓眼睛騙大腦 主流電視3D技術(shù)透析

    2010年什么最火？不是鳳姐，也不是犀利哥，而是席卷全球的3D影戲技術(shù)！自從阿凡達(dá)一聲怒吼，3D就成了高科技的全新代名詞。一時(shí)間索尼、夏普、松下、三星等國(guó)際家電企業(yè)都紛紛推出了自己的3D電視機(jī)產(chǎn)品，而國(guó)內(nèi)企業(yè)也不甘人后，也先后推出了自己的3D電視機(jī)產(chǎn)品。

▲3D電視很神奇，平面影像讓人看到立體效果

　　3D電視機(jī)如此大行其道，自然是給了觀看者前所未有的全新體驗(yàn)，而為什么我們可以在屏幕的屏幕上，看到立體的圖像效果？又為什么畫面中的人物能飛出屏幕呢？其實(shí)，這一切視覺效果，都是因?yàn)槲覀兊碾p眼在欺騙大腦之后產(chǎn)生的幻覺而已……

▲沖出屏幕的大白鯊，是幻覺！真的是幻覺�。�

　　3D成像技術(shù)，現(xiàn)在基本分為3大類，其中起步較早效果較差的色差3D成像技術(shù)，基本已經(jīng)被淘汰了，而比現(xiàn)在主力3D技術(shù)分別是電子快門技術(shù)和光學(xué)偏振技術(shù)。下面，我們就一起來(lái)看看，3D顯示技術(shù)是如何讓我們眼睛主動(dòng)的來(lái)欺騙大腦！

　　3D影像的成像原理

　　想要知道眼睛是如何欺騙大腦，那我們就要從醫(yī)學(xué)和物理學(xué)的角度對(duì)眼睛進(jìn)行一些本質(zhì)上的分析。
因?yàn)槿祟惖娜搜凼情L(zhǎng)在鼻子的兩次，而且是正朝前方，但是兩個(gè)瞳孔有一定的距離，所以我們大腦接收眼睛發(fā)來(lái)的圖像信號(hào)時(shí)，其實(shí)是兩組圖像重疊而成，而因?yàn)殡p眼位置的距離不同，所以在圖像重疊區(qū)域里，我們看到的圖像也會(huì)略有不同，這個(gè)現(xiàn)象在醫(yī)學(xué)上叫做“視差”。

▲因?yàn)閮裳鄣木嚯x，所以我們能接收到更多信息

　　而我們之所以能夠看到立體影像，就是因?yàn)槲覀兇竽X被這種“視差”現(xiàn)象所欺騙，根據(jù)兩眼接收到不同圖像信息，從而自動(dòng)計(jì)算出物體的距離，從而形成了3D影像。

▲視覺成像原理圖

　　想要讓眼睛同時(shí)接收到兩組不同，但是又相近的影像信息，就需要有相應(yīng)的顯示技術(shù)才可以達(dá)到讓眼睛主動(dòng)欺騙大腦的目的。下面，我們就來(lái)看一下，現(xiàn)在主流的3D成像技術(shù)，是通過(guò)什么原來(lái)實(shí)現(xiàn)，讓眼睛同時(shí)接收2組近似而有不同的影像信號(hào)。

　　主流3D電視成像技術(shù)

　　我們先來(lái)說(shuō)一下，現(xiàn)在3D電視應(yīng)用最廣泛的“主動(dòng)式快門3D成像技術(shù)”，這種成像技術(shù)是將兩組液晶片構(gòu)成一個(gè)眼鏡，通過(guò)接收頻閃信號(hào)，開啟/關(guān)閉其中一只鏡片，因?yàn)槿祟惔竽X在處理視覺信號(hào)時(shí)，會(huì)有非常簡(jiǎn)短的時(shí)差，而快門眼鏡的頻閃速度略快于大腦對(duì)圖像的處理速度，這樣就讓兩只眼睛雖然看著同一個(gè)屏幕，但卻要看到略有偏差的兩個(gè)不同畫面。

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　　眾所周知，電視屏幕的閃爍速度，只要超過(guò)60hz，人眼就不會(huì)感受到屏幕的閃爍，而現(xiàn)在液晶電視閃爍速度已經(jīng)可以達(dá)到120hz，這樣給主動(dòng)式快門眼鏡提供了最基本的技術(shù)支持。電視畫面將120Hz分解為雙60HZ，每60Hz顯示一幅圖像，這樣主動(dòng)式快門眼鏡通過(guò)接收不同幀的畫面實(shí)現(xiàn)3D效果，具體原理如下。

主動(dòng)快門式眼鏡示意（動(dòng)畫較大請(qǐng)等待）

　　通俗一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，“主動(dòng)式快門眼鏡”的成像原理大體可以這樣理解：屏幕會(huì)先顯示給左眼看的畫面，這時(shí)眼鏡會(huì)同步將你的右眼遮住，就是給眼睛上罩了個(gè)眼罩，接下來(lái)屏幕會(huì)切換到給右眼看的畫面，這時(shí)再把左眼遮住，如此不斷反復(fù)，同時(shí)由于這個(gè)交替過(guò)程非常迅速，每秒可以到120次，因此對(duì)人眼來(lái)說(shuō)是無(wú)法看到這個(gè)左右轉(zhuǎn)換的。只要接收到的畫面正確，最終就能看到3D影像。

　　主動(dòng)快門3D技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)

　　最后就來(lái)說(shuō)說(shuō)主動(dòng)式快門3D技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于它的殘影少，價(jià)格適中，而且不論是電視、電腦屏幕還是投影機(jī)，只要更新頻率能達(dá)到要求，就能導(dǎo)入這個(gè)技術(shù)，因此現(xiàn)在市面上大部份即將上市的3D電視上，包括索尼、松下、三星等電視，同時(shí)電腦上使用NVIDIA的3D眼鏡和部份數(shù)字電影院，都可以看到主動(dòng)式快門眼鏡的軌跡。

主動(dòng)快門式3D眼睛，一般都比較大而且較重

　　而其缺點(diǎn)也是存在的，其中最嚴(yán)重的就是亮度大大折扣，帶上這種加入黑膜的3D眼鏡以后，每只眼睛實(shí)際上只能得到一半的光，因此主動(dòng)式快門看出去，就好像戴了墨鏡看電視一樣，而且眼鏡很容易疲勞。

3D不適應(yīng)癥狀的警示文字

　　再者主動(dòng)式快門眼鏡受到那塊液晶層的限制，鏡片面積也不能做得太大，對(duì)部份的人來(lái)說(shuō)，特別是有戴眼鏡的網(wǎng)友會(huì)很容易看到四周粗粗的黑框。觀看起來(lái)感覺非常不好。同時(shí)由于不同的幀變化間斷時(shí)間和人的個(gè)體差異不同，眼鏡的疲勞程度和大腦的勞累速度也是不同的，最嚴(yán)重的長(zhǎng)時(shí)間觀看可能引發(fā)嘔吐等現(xiàn)象。

 
3D眼鏡水平放置

 
3D眼鏡傾斜45度變化不大

 
3D眼鏡垂直放置，鏡片就會(huì)變黑了

　　之所以目前大部分3D顯示設(shè)備都采用主動(dòng)式快門3D技術(shù)，主要是因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)的門檻比較低，而且對(duì)于已經(jīng)生成出的產(chǎn)品進(jìn)行改造的改裝成本也比較低，所以主動(dòng)式快門3D才能大行其道。

　　偏振3D成像技術(shù)

　　偏振3D技術(shù)起源早于主動(dòng)式快門3D技術(shù)，與主動(dòng)式快門3D技術(shù)不同，偏振3D技術(shù)依靠的是光學(xué)原理，而正因?yàn)楣鈱W(xué)技術(shù)的限制，所以目前主要只要應(yīng)用于影院。偏振3D電視的開發(fā)，現(xiàn)在還處于一個(gè)起步狀態(tài)。

▲偏振光譜示意圖

　　想要了解偏振3D技術(shù)，首先我們要了解一下偏振光和偏振眼鏡的原理。光其實(shí)是一種電磁波，它是由相互垂直的電廠和磁場(chǎng)形成。這些電磁波在特定環(huán)境下，會(huì)成產(chǎn)扭曲，形成一種叫做眩光的現(xiàn)象。利用這種光扭曲原來(lái)，通過(guò)特殊的慮光眼鏡，來(lái)達(dá)到讓雙眼同時(shí)接收?qǐng)D像信號(hào)的目的。

▲偏振3D眼鏡成像原理

　　偏振3D電視原理是在屏幕上增加一層偏振鍍膜，而液晶屏幕則隔行輸出兩幅不同的畫面，通過(guò)偏振眼鏡，將兩幅畫面成像在左右眼，這樣我們的眼睛就又一次成功的欺騙大腦，形成3D影像。

▲實(shí)景偏振光學(xué)成像效果

　　當(dāng)然，偏振3D技術(shù)要在電視機(jī)上實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在來(lái)看成本還是比較高的，而且作為光學(xué)成像技術(shù)，在觀看角度和顯示面積上上還是有所限制，而偏振3D技術(shù)的優(yōu)勢(shì)則是偏光眼睛成本非常低，家庭就算多備幾幅眼睛，也不會(huì)感到肉痛……

　　3D的發(fā)展目標(biāo) 裸眼3D

　　不管是主動(dòng)快門式3D成像技術(shù)，還是偏振式3D成像技術(shù)，用戶都不能擺脫那眼鏡的糾纏，這也是現(xiàn)在很多用戶對(duì)3D技術(shù)嗤之以鼻的原意之一。所以，裸眼3D技術(shù)就成了用戶期待，企業(yè)努力開發(fā)的方向。

▲目前在日本展出過(guò)的70寸的裸眼3D電視機(jī)

　　但是，裸眼式3D技術(shù)大多處于研發(fā)階段，并且主要應(yīng)用在工業(yè)商用顯示市場(chǎng)，所以大眾消費(fèi)者接觸的不多。從技術(shù)上來(lái)看，裸眼式3D可分為光屏障式（Barrier）、柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)和指向光源（Directional Backlight）三種。裸眼式3D技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)便是擺脫了眼鏡的束縛，但是分辨率、可視角度和可視距離等方面還存在很多不足。

▲馬上就要上市的任天堂3D游戲機(jī)

▲明年也許會(huì)上市夏普3D屏幕手機(jī)，但是據(jù)說(shuō)效果一般

　　現(xiàn)在最快我們能看到的裸眼3D設(shè)備，是任天堂推出最新掌機(jī)3DS游戲機(jī)，夏普近日也宣布將會(huì)在明年推出具備裸眼3D技術(shù)的手機(jī)，手機(jī)采用的是視差對(duì)比顯示技術(shù)的10.6英寸顯示屏，在開啟3D效果的情況下分辨率為640×768，不過(guò)一些實(shí)際體驗(yàn)過(guò)后表示，在目前的分辨率下，裸眼3D顯示在大尺寸屏幕上的效果并不理想，近看時(shí)會(huì)有很明顯的垂直陰影，而且三維效果也并不是太明顯，很難做到精確定位。

　　這樣的結(jié)果，也就是告訴我們，現(xiàn)在裸眼3D顯示技術(shù)還只能應(yīng)用在小屏幕的數(shù)碼產(chǎn)品上，而想要在家看上大屏幕的裸眼3D電視機(jī)，依然需要等待技術(shù)上的重大突破……所以，想要在家看3D影視劇，暫時(shí)還只能選擇主動(dòng)式快門3D電視機(jī)……

　　當(dāng)然，除了電視之外，潮人們還可以去買一個(gè)3D投影機(jī)，來(lái)爽一下，那可是100多寸的超大屏幕，只不過(guò)還需要找一個(gè)能支持NVIDIA 3D電腦才能玩的夠爽。