3D显示技术的几种实现途径_六种3d显示技术全解析

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3D显示技术的几种实现途径

以前都只知道3G上网，隐隐约约听一些朋友说起过3D，我还总是把它们俩弄混，其实两个看起来像孪生兄弟的东西有着本质上的区别。大家应该都听过3G,2G网络，他跟我们日常生活的必备—手机是息息相关的，所谓3G就是第三代移动通信技术。那么所谓的3G究竟是什么呢？，在原来，喜欢玩游戏的男生可能要知道的要多一点，衡量一个游戏的画面制作水平及可玩性时，看它是否是3D操作界面是一个很重要的标准。例如，由美国暴雪公司出品的风靡全球的大型网络游戏魔兽世界就是一个典型的3D游戏，入住大陆7年之久仍经久不衰，很大程度就是由于国内的3D技术不成熟，无法做出令众玩家满意的作品。而像泡泡堂，梦幻西游这些就是典型的2D游戏了。众所周知我们生活在一个三维的空间，各种事物通过它表面的反射光进入我们的瞳孔，然后视网膜上成一个二维的图像，然后我们的视神经才会把这些图像转换成一个三维的影像传输给我们的大脑，结果就形成了我们眼中的三维世界。三维就是一个空间（空间坐标系上建立的世界），二维就是一个平面（平面坐标系上的世界）。

因此简而言之，3D技术，就是为了让人们在看一些二维的图像，影音等的时候产生视觉差，从而达到三维视觉效果的技术。二十世纪七十年代，3D还仅仅是处于萌芽阶段，技术手段尚不成熟，其应用方面更是一片处女地。随着数十年科学技术的飞速发展，3D技术也逐渐成熟，应用所需硬件设备方面也日趋完善。但真正为世人打开3D大门的还是美国的电影大师自己詹姆斯••卡梅隆，前泰坦尼克号的作者在蛰伏12年之久后的惊世之作—阿凡达。这部与09年上映的3D电影阿凡达彻底的点燃了世人对3D电影的激情，这也引起了电影制片商，放映公司的重视，当然也进一步加速了全球各地各大影院的放映设备的3D化。

3D成像的原理就是是靠人两眼的视觉差产生的。人的两眼之间一般会有8厘米左右的距离，要让人看到3D影像，必须让左眼和右眼看到不同的影像，两副画面实际有一段小差距！也就是模拟实际人眼观看时的情况。这样的才能有3D的立体感觉。

目前，在全球的电影院里商用化的3D放映技术主要包括主动立体和被动立体两种，近期，一些公司又推出采用RGB粉色技术的光谱立体放映技术（INFITEC）。而3D显示技术从当初发展至今40余年有数十种实现方法，目前为止世界上常用的有七种。分别是光分法、补色法、时分法、光栅式、全真式、观屏镜、全息式。其中在PC上流行的主要是补色法、时分法、光分法三种。下面来一一介绍：

1、光分法

光分法又称为偏振光法，电影院中普遍采用。现在有不少影院都拥有3D立体放映厅，放映时通过两个放映机来播放两个摄影机拍下的电影，在屏幕上就会同步出现两组有差别的图像。此时在放映镜头前分别装置两个偏振轴互成90度的偏振镜，形成左像右像双影。当观众戴上特制的偏光眼镜时，由于左、右两片偏光镜的偏振轴互相垂直，并与放映镜头前的偏振轴相一致；致使观众的左眼只能看到左

像、右眼只能看到右像，通过双眼汇聚功能将左、右像叠和在视网膜上，由大脑神经产生三维立体的视觉效果。展现出一幅幅连贯的立体画面，使观众感到景物扑面而来、或进入银幕深凹处，能产生强烈的“身临其境”感。

2、补色法

补色法也叫偏色法，是另一种3D立体成像技术，现在也比较成熟，有红蓝（红青）、红绿和黄蓝，但采用的原理都是一样的。色分法会将两个不同视角上拍摄的影像分别以两种不同的颜色印制在同一副画面中。这样视频在放映时仅凭肉眼观看就只能看到模糊的重影，而通过对应的补色立体眼镜就可以看到立体效果，以红蓝眼镜为例，红色镜片下只能分辨除红色外的景象（红色镜片，底色为红色所以影片中的红色被忽略），蓝色镜片只能分辨除蓝色外的景象（蓝色镜片，底色为蓝色所以影片中的蓝色被忽略），两只眼睛看到的不同影像在大脑中重叠呈现出3D立体效果。

3、时分法

时分法又称快门3D技术，是NVIDIA现在主推的一项应用，需要刷新率高于120MHz显示器和3D眼镜的配合来实现3D立体效果。时分法所采用的立体眼镜构造最为复杂，相对应的就是成本的增加。两个镜片都采用电子控制，可以根据显示器的输出情况进行状态的切换，镜片的透光、不透光切换使得人眼只能看到对应的画面（透光状态下），双眼看到不同的画面就能够达到立体成像的效果。

4、光栅式

为了迎接2008奥运会，接收的电视节目能立体化，我国现已制造出光栅式的立体电视机，但光栅式也有缺点，就是清晰度和其它的立体相比要差些，只有在非常大的电视上清晰度稍高，但这样一来，价格也就上去了，但光栅的不管怎样弄，想克服这个缺点是比较难，当然技术进步了例外。

5、全真式

由德国人托马斯•侯亨赖克发明的当今世界上唯一成功的全真立体电视技术，这项立体电视技术与全世界原有各制式电视设备兼容，从电视制作、播出系统，到百姓家的电视机，均无需增添任何设备和投资，只是在拍摄立体节目时，在摄像机上加装特殊装置即可。观众收看节目时，只需戴上一付特制的三维眼镜即可。眼镜成本低廉，经国家卫生部门鉴定，不会对眼睛产生副作用。如果不戴眼镜和看普通电视没有区别，目前这样的节目很少，这项技术面临淘汰。现在又有部分数字电视节目又有这种节目了。缺点：节目源少，立体效果并不是非常出色。

6、观屏镜

以前专用于看立体相机拍的图片对，图片对一般左右呈现。现在这种观屏镜也可看左右型立体电影。缺点：看图像或电影时最多只能是屏幕一半大小；优点：非常清晰。

7、全息式

全息学（Holography）自20世纪60年代激光器问世后得到了迅速的发展。其基本机理是利用光波干涉法同时记录物光波的振幅与相

位。由于全息再现象光波保留了原有物光波的全部振幅与相位的信息，故再现象与原物有着3D电影(4张)完全相同的三维特性。换句话说，人们观看全息像时会得到与观看原物时完全相同的视觉效果，其中包括各种位置视差，这即是全息三维显示的理论依据。从这种意义上来说，全息才是真正的三维图像，而上述的各种由体视对合成的图像充其量仅是准三维图像（并无垂直视差的感觉），在各个角度看上去都是立体的，不用立体眼镜。全息显示技术的问世给真正的立体三维电视带来了希望之光。全息电视与立体电视相比，其优越之处不仅仅在于立体三维图像更接近于物体自身，而且还要从人眼对物体深度感在生理上的心理暗示来加以考虑。只是这种方法还未推广，价格贵得出奇，只在科技馆有展示。

当然，目前流行的裸眼3D显示技术是在时分法和光分法技术的基础上改良而成的，目前采用裸眼技术的手机、游戏机等产品较多。从技术上来看，裸眼式3D可分为光屏障式柱状透镜技术和指向光源两种。裸眼式3D技术最大的优势便是摆脱了眼镜的束缚，但是分辨率、可视角度和可视距离等方面还存在很多不足

其实3D立体影像并非门槛很高，像前文所说目前最廉价的偏色法（补色法）非常容易实现。对于PC游戏实现3D立体化而言，采用偏色法是性价比很高的方案。

现今3D风盛行，也有一些伪3D电影，也就是前期不是采用的3D技术拍摄的 经过后期加工或者后期3D制作而成的伪3D影片 这样的3D呈现效果不是很好。像好莱坞出品的3D动画大片《驯龙高

手》相比于之前伪3D大片《爱丽丝梦游仙境》、《诸神之战》就赢得了不错的口碑。

总之，要真的做到3D入户，人人都能享受3D技术带来的方便与乐趣，我们仍有很长一段路要走。而中国的电影制片商恐怕依然还要要在充满荆棘的旅途中探索一番。