今天開篇來討論一下關(guān)于33D的那些事......錯(cuò)了，是3D的那些事

《3D原理：為什么我們能看到3D》

“3D的初體驗(yàn)”

    記得小時(shí)候，差不多20多年前了，我父親帶我看了人生中第一部3D電影，內(nèi)容應(yīng)該是講佐羅的，但是很遺憾，現(xiàn)在完全搜索不到相關(guān)的信息。我印象非常深刻的是當(dāng)佐羅一劍刺向銀幕外的時(shí)候，嚇得全場的小心肝都在噗噗地跳，那種3D的效果，就像是腦門都要被刺穿了的感覺。然后當(dāng)時(shí)除了這一部電影之外，其他的3D都是一些科教娛樂的短片，也就沒有什么特別的回憶了。

“3D的再體驗(yàn)”

    還是小時(shí)候，差不多20年前，父親有個(gè)朋友從日本回來，帶給我一本關(guān)于恐龍的雜志，應(yīng)該是連載的那種。雜志里還附送了一板立體拼圖，可以拼出一個(gè)立體的恐龍腦袋，應(yīng)該是連續(xù)買該本雜志的話，可能拼出整條霸王龍，當(dāng)然，這個(gè)對我來說就是不可能了。不過書里面還有比恐龍模型更吸引我的地方，就是書中自帶一副紅藍(lán)眼鏡，而中頁有兩副3D圖畫，分別是霸王龍以及劍龍，當(dāng)使用紅藍(lán)眼鏡看這兩只恐龍的話，立體感躍然紙上，每只恐龍似乎都活了過來，伸手就可以摸到。尤其是劍龍身上的那一根根刺，全部都伸出了雜志之外。對于當(dāng)時(shí)并不了解3D原理的我，這簡直就是天書啊，帶去學(xué)校里與我的小伙伴分享之時(shí)，在班級里地位也是直線上升，哇卡卡卡卡卡。

    直到后來接觸了更多的3D影像，也了解了3D的原理，才知道其實(shí)3D并沒有想象中那么復(fù)雜，原理還是相當(dāng)簡單的。用一句話來解釋3D就是——“左右眼看到的物體面不一樣”。舉個(gè)簡單的例子，你拿一個(gè)1元的硬幣，垂直的放在雙眼中間，離開大概10cm即可。然后分別閉上左右眼去觀察，你會看到一只眼睛看到的是正面，而另一只眼睛看到的是背面，當(dāng)同時(shí)睜開眼睛的時(shí)候，硬幣就變成3D立體的了。也就是說，當(dāng)你用一只眼睛看世界的時(shí)候，世界是2D的，完全沒有景深。只有用兩只眼睛同時(shí)去看世界，世界才是立體的。在原始的2D電影或者電視中，你不可能在同一個(gè)畫面中又看到硬幣的正面，也看到硬幣的反面，所以注定了這樣的電影、電視只能是2D的。下面的這一幅畫就可以很容易地理解這個(gè)觀點(diǎn)。

《3D成像——眼鏡篇》

    3D眼鏡的種類有很多，但是目的都只有一個(gè)，就是要讓左眼跟右眼看到的圖像不一樣，以此來產(chǎn)生3D效果。

一、色分法

    色分法是最早出現(xiàn)的也是最廉價(jià)的3D解決方案，幾乎不用更新任何設(shè)備，只需要簡單地使用紅色、藍(lán)色或者綠色的濾光鏡片就能實(shí)現(xiàn)3D的效果。早起的紅藍(lán)影片在拍攝時(shí)，需要使用左右兩個(gè)攝像機(jī)并且為它們分別加上紅色和藍(lán)色的濾光鏡，這樣兩個(gè)鏡頭中的畫面就會產(chǎn)生顏色差異。后來視頻編輯工具可以再后期對視頻進(jìn)行色彩處理，所以紅藍(lán)3D影片已經(jīng)不需要在攝像機(jī)前添加濾光鏡了。在觀看影像時(shí)用戶需要戴上一個(gè)紅藍(lán)濾光眼鏡，此時(shí)希望發(fā)射到左眼的畫面已經(jīng)預(yù)先剔除掉了紅色像素，當(dāng)它通過左眼的紅色鏡片時(shí)紅色會被補(bǔ)全，得到正常彩色的畫面，而這個(gè)畫面在通過右眼的藍(lán)色鏡片時(shí)大部分會被過濾掉，用戶只能看到非?；璋档漠嬅?，這種畫面很容易被大腦忽略掉。反之，希望右眼看到的畫面也會進(jìn)行類似的去色處理。

    色分法的原理可以參看下圖。

如果你手上剛好有一副紅綠眼鏡，那么就福利一下吧。

    紅綠成像的原理決定了這是一種極為低廉的解決方案，任何人在家里就能觀看到3D，網(wǎng)上大量的紅綠片源，無論是老的顯像管電視機(jī)，還是新的LED電視，甚至是投影機(jī)，都可以順利地播放這樣的片源，我們需要做的，就是買一付相應(yīng)的紅藍(lán)或者紅綠眼鏡，帶上以后就可以享受3D了，幾乎是0成本。當(dāng)然，廉價(jià)的方案一定有其犧牲的地方，對于分色法來說，顏色的過濾會出現(xiàn)無法避免的偏色，這讓畫面效果大打折扣，同時(shí)就算真的顏色過濾得很干凈，畫面也無法還原到電影本身的真實(shí)色彩。筆者用過過濾最好的紅藍(lán)眼鏡是以前訊景的顯卡里送的原裝眼鏡，使用顯卡的紅藍(lán)3D功能時(shí)，顏色可以過濾的非常干凈，非淘寶那些眼鏡可以比擬。

    看到淘寶的月銷量，就可以知道紅藍(lán)3D的市場還是機(jī)器廣泛的

    不過看看評價(jià)，反響太好的很多。雖然我覺得很多評價(jià)的人是因?yàn)椴幻靼?D原理才會給出那么小白的評價(jià)。

    如果你用的是Nvidia的顯卡，并且可以開啟3D Vision的功能，在設(shè)置界面打開3D Vision，然后運(yùn)行一款支持3D顯示的游戲（基本上現(xiàn)在的絕大部分3D游戲都支持），在顯卡的3D顯示方式里，選擇紅藍(lán)顯示模式，再進(jìn)入游戲后就會發(fā)現(xiàn)游戲會出現(xiàn)紅藍(lán)重影，戴上紅藍(lán)眼鏡后就可以看到3D效果了。

二、光分法

    光分法主要是光的偏振性來解決左右眼顯示不同內(nèi)容的方案。目前絕大部分3D影院以及國內(nèi)不少“不閃式”3D電視都是采用這種方式。偏振的原理我相信大部分玩攝影的值友都應(yīng)該知道，偏振片在攝影領(lǐng)域還是有很大的用處的。光其實(shí)就是由互相垂直的電場和磁場形成的一種電磁波，自然光是很多電磁波的混合物，它在各個(gè)方向的振動(dòng)是均勻的。當(dāng)它以特定的角度（布儒斯特角）經(jīng)過非金屬表面后反射形成的眩光是偏振光。偏離了這個(gè)角度，就會有部分非偏振光混雜在偏振光里。部分偏振光是有程度的，偏離的角度越大，偏振光的成分越少，最終成為非偏振光。

    有了偏振光，有時(shí)會給我們攝影帶來不利，玻璃表面的反射光，使我們拍攝不到玻璃櫥窗里面的東西，水面的反射光使我們拍攝不到水中的魚。當(dāng)我們在鏡頭前增加了偏振片以后，可以通過旋轉(zhuǎn)偏振片，來調(diào)節(jié)允許光通過的偏振角度，這樣可以過濾掉很多反射光，如下圖所示。

但利用偏振光的這種特性正好滿足立體電影的需求——讓左右眼看到完全不同的畫面。通過給兩個(gè)投影機(jī)加裝偏振片，讓投影機(jī)投射出互相垂直的完全偏振光波，然后觀眾通過特定的偏振眼鏡，就能讓左右眼看到各自不同的畫面而互不干涉。偏振放映技術(shù)目前在3D電影院中較為常見，在早期放映立體電影時(shí)，也曾經(jīng)使用過偏振眼鏡。但確切的說，那時(shí)使用的眼鏡應(yīng)該叫線偏振眼鏡。而現(xiàn)在普遍使用的圓偏振技術(shù)是在線偏振的基礎(chǔ)上發(fā)展的，原理基本一致，但它在觀看效果上比線偏振有了質(zhì)的飛躍。以前我們在使用線偏振眼鏡看立體電影時(shí)，應(yīng)始終保持眼鏡處于水平狀態(tài)，使水平偏振鏡片看到水平偏振方向的圖像，而垂直偏振鏡片看到垂直偏振方向的圖像。如果眼鏡略有偏轉(zhuǎn)，垂直偏振鏡片就會看見一部分水平方向的圖像，水平偏振鏡片也會看見一部分垂直方向的圖像，左、右眼就會看到明顯的重影。

    而圓偏振光偏振方向是有規(guī)律的旋轉(zhuǎn)著的，它可分為左旋偏振光和右旋偏振光，它們相互間的干擾非常小，它的通光特性和阻光特性基本不受旋轉(zhuǎn)角度的影像?，F(xiàn)在看偏振形式的3D電影時(shí)，觀眾佩戴的偏振眼鏡片一個(gè)是左旋偏振片，另一個(gè)是右旋偏振片，也就是說觀眾的左右眼分別看到的是左旋偏振光和右旋偏振光帶來的不同畫面，通過人的視覺系統(tǒng)產(chǎn)生立體感。Real-D和IMAX的3D放映輔助系統(tǒng)主要采用的就是這種技術(shù)。

    再聊一下目前市面上所謂的“不閃式”3D電視，原理是電視機(jī)完整的1080p像素，拆分為奇數(shù)行與偶數(shù)行兩組畫面，奇數(shù)行與偶數(shù)行像素上方分別鍍上了偏振薄膜（偏振方向垂直），這樣人眼帶上偏振眼鏡后，左眼將只能看到奇數(shù)行的像素，右眼將只能看到偶數(shù)行的像素。

    由于奇數(shù)行與偶數(shù)行的畫面有一定的位移差，大腦看到合成后的圖像就會產(chǎn)生立體感。這樣人腦通過左右眼合成的虛擬圖像將會接近與1080p的水平，但當(dāng)圖像高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，會不可避免的產(chǎn)生交錯(cuò)感，這種感覺不可能通過軟件后期處理來消除。隔行交錯(cuò)偏振式3D最終的顯示效果，始終會有交錯(cuò)感。

    最后，總結(jié)一下光分法。

    優(yōu)點(diǎn)：偏振式3D技術(shù)的色彩損失非常小，色彩顯示更為準(zhǔn)確，更接近其原始值。鑒于眼鏡的透鏡本身幾乎沒有任何顏色，對用于偏振光系統(tǒng)的節(jié)目內(nèi)容進(jìn)行色彩糾正也更為容易。尤其是膚色，在一個(gè)偏振光系統(tǒng)中，看上去更為真實(shí)可信。偏振式3D技術(shù)的3D效果也比較突出，立體感覺真實(shí)。偏振式3D眼鏡成本低、佩戴舒適、無大小限制、無電子元件無輻射等優(yōu)點(diǎn)。

    缺點(diǎn)：水平方向分辨率減半、亮度損失。因偏光原理，這種技術(shù)會使畫面水平方向分辨率減半，很難實(shí)現(xiàn)真正的全高清分辨率3D影像，同時(shí)畫面亮度因偏振光原理受到損失，所以偏振式3D技術(shù)對顯示設(shè)備的要求較高。另外，偏振式3D技術(shù)成本較高。因?yàn)槠袷?D技術(shù)對顯示面板有特殊要求，不想主動(dòng)快門式技術(shù)只要屏幕刷新率達(dá)到120Hz就可以導(dǎo)入，必須在面板外層加裝偏光層，所以造成面板成本增加。

三、時(shí)分法

    說時(shí)分法可能很多人不明白，但是說“快門式”3D眼鏡，可能很多人就都聽說過。簡單地說就是屏幕上會輪流顯示兩只眼睛索要看到的畫面，而用戶佩戴的3D眼鏡則像兩面百葉窗，可以在透明和不透明兩種狀態(tài)間轉(zhuǎn)換。眼鏡與顯示設(shè)備間采用無線信號進(jìn)行同步，例如播放左眼畫面時(shí)，左眼的鏡片透明而右眼的鏡片不透明，這樣交替進(jìn)行，大腦就會借助視覺暫留在兩只眼睛上分別拼成連貫的影像。下面這幅圖可以很清楚的展示“快門式”3D眼鏡的工作原理。

    講到“快門式”3D，不得不提一下一款古老的產(chǎn)品——紅網(wǎng)3D眼鏡，在NVIDIA動(dòng)輒上千的3D眼鏡面前，300+的紅網(wǎng)眼鏡就顯得親民了很多，是很多DS們的不二選擇。紅網(wǎng)眼鏡一套帶一個(gè)有線眼鏡，一個(gè)準(zhǔn)無線眼鏡，為啥是準(zhǔn)無線呢？因?yàn)檠坨R上面有根連線，連在一個(gè)接收器上，接收器可以別在衣服上，跟紅網(wǎng)眼鏡發(fā)射器之間是無線的。發(fā)射器上面有兩個(gè)按鈕，一個(gè)是立體方式選擇按鈕，一個(gè)是左右畫面互換按鈕。還有一個(gè)指示燈，還有兩個(gè)有線眼鏡插孔。無線傳輸使用的是紅外，這是控制成本的無奈選擇，也就導(dǎo)致傳輸距離非常近?？上Ш髞砑t網(wǎng)眼鏡缺乏技術(shù)支持，慢慢淡出了3D這個(gè)舞臺。

    接著就是廣大游戲迷們的首選——Nvidia 3D Vision。NVIDIA的3D Vision技術(shù)就是通過特殊的眼鏡，在超高速狀態(tài)下，通過LCD通電后將鏡片調(diào)成不透光的黑色，來分別遮蔽人的左右眼，讓兩只眼睛看到兩張角度不同的畫面。這樣快速的切換就保證了到達(dá)左右眼是有細(xì)微差別的圖像。簡單的理解就是NVIDIA讓GeForce顯卡在計(jì)算游戲（影片效果是通過雙攝像頭實(shí)現(xiàn)的）時(shí)將每一幀計(jì)算出兩個(gè)不同的畫面，顯示在顯示器上，然后通過3D Vision眼鏡讓左右眼分別看到不同的畫面，從而給人眼以錯(cuò)覺，讓我們的眼睛誤認(rèn)為看到了一個(gè)“三維”的物體，從而實(shí)現(xiàn)立體成像技術(shù)的。也就是說，在整個(gè)顯示過程當(dāng)中，顯示器要以非常高的頻率輪換地傳送左右眼圖像，而與此同時(shí)3D Vision眼鏡也以同樣高的速度開關(guān)左右眼的液晶屏，讓人眼看到不同畫面。當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)這一功能的前提是您的顯示器也要能夠支持如此高的刷新速度，因此，你的顯示器的刷新率越高越好。一般來說，最少要達(dá)到120Hz以上，這樣，分到每只眼睛上的刷新率就能夠達(dá)到60Hz，以至于不太晃眼。

    Nvidia 3D Vision目前已經(jīng)出到第二代了，相比第一代，只是更輕，更通透，傳輸距離更遠(yuǎn)而已。相比目前其他的3D解決方案，Nvidia 3D Vision的成本實(shí)在是高了點(diǎn)。筆者曾經(jīng)買過其一代的產(chǎn)品，現(xiàn)在已經(jīng)不記得放在哪里積灰了。但是Nvidia 3D Vision的出現(xiàn)以及大量的宣傳，讓眾多游戲迷們能真正地感受到，什么才是“3D”游戲，以前的3D游戲只是3D建模而已，而現(xiàn)在的“3D”游戲，是真正視覺上的3D。

    主動(dòng)快門式3D電視機(jī)也是目前電視市場的主流，通過簡單地將電視機(jī)刷新率提高到120Hz，然后奇數(shù)幀播放左眼畫面，偶數(shù)幀播放右眼畫面，這樣左右眼各得到了60Hz的標(biāo)準(zhǔn)畫面。同樣通過“快門式”3D眼鏡，將畫面進(jìn)行過濾，最后在大腦中合成出立體的圖像。以往這類電視最大的弱點(diǎn)就是快門式眼鏡成本比較高，而且需要充電，重量肯定比偏振式的眼鏡要重，但是隨著現(xiàn)在技術(shù)的發(fā)展，眼鏡也越來越便宜，基本上控制在300-400左右，而國產(chǎn)山寨的更是在100以內(nèi)，在這樣的趨勢下，現(xiàn)在買個(gè)電視如果不帶3D功能的，還真不好意思跟鄰居打招呼。

    最后要說的就是DLP的3D投影，DLP Link是一種內(nèi)置于DLP 3D Ready投影機(jī)的同步系統(tǒng)，通過這種獨(dú)特的連接方式可使DLP投影機(jī)能夠無縫發(fā)送3D數(shù)據(jù)，有源眼鏡能夠連接投影儀，無需任何專用的發(fā)射器或第三方傳輸設(shè)備。同時(shí)，由于DLP成像芯片十分快速，它能夠一次性將兩個(gè)圖像投影到屏幕上，從而創(chuàng)建通過有源眼鏡看到的3D圖像。這種獨(dú)特的傳輸技術(shù)淘汰了數(shù)據(jù)發(fā)射器，使您無需安裝和定位發(fā)射器，從而節(jié)省時(shí)間和金錢，并能快速輕松地設(shè)置DLP 3D Ready投影儀。筆者在家里看3D就是用的DLP投影機(jī)，而通用的DLP眼鏡現(xiàn)在也已經(jīng)賣到200以內(nèi)，價(jià)格算是可以接受的。

    最后總結(jié)一下時(shí)分法的優(yōu)缺點(diǎn)。

    優(yōu)點(diǎn)：不需要貼偏光膜，可以杜絕畫面的損失，可視角度不受限制，前后，左右，上下任何角度都能隨意觀看，更換角度對3D效果的損失較少。

    缺點(diǎn)：會受日光燈的影響，受同步信號的影響，如果同步信號接受不好或者丟失，會影響觀看，另外，因?yàn)榭扉T式地閃爍，會存在亮度的衰減，而且眼鏡必須是帶電源以及控制芯片，相對會重一些。

    上篇的介紹到這邊就完結(jié)了，基本上常用的3D播放方式大家都有了一個(gè)普遍的了解。至于怎么選擇合適的3D設(shè)備因人而異，如果不嫌眼鏡充電麻煩的話，最好使用時(shí)分法的電視，如果是辦公室的培訓(xùn)室需要給很多人觀看，那么用光分法的電視會大大節(jié)省眼鏡的成本，且不用考慮眼鏡的接受距離。至于具體推薦的型號，筆者就不多說了，小編也不要來勉強(qiáng)筆者，這個(gè)讓專門推薦電視跟投影的大人來吧，筆者力不從心啊。

下篇預(yù)告——主要會包括裸眼3D，3D的捕獲設(shè)備以及一些特殊的3D裝置，盡請期待。

最后來一張不需要眼鏡的3D圖，至于原理，大家猜呢？