沒錯,和僅限于平面的普通大屏幕不同,成都街頭的這塊大屏幕使用的正是裸眼3D技術(shù)。
成都街頭的裸眼3D大熊貓 | 來源:網(wǎng)絡(luò)
近年來,3D技術(shù)的發(fā)展讓人們的生活更加豐富多彩,3D電影得到了人們的普遍喜愛。隨著3D裸眼技術(shù)興起,3D技術(shù)水平又將邁入一個新的臺階。
東京街頭的巨型裸眼3D貓咪 | 來源:網(wǎng)絡(luò)
當(dāng)前,市面上充斥著各種各樣的3D技術(shù),例如3D電影、游戲機(jī)3DS的“裸眼3D”、廣場大屏的裸眼3D、3D立體電視等。3D技術(shù)來到了一個超高速的發(fā)展階段。
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自電影誕生至今,已經(jīng)經(jīng)過了漫長的發(fā)展歷史,但在絕大部分時間里,電影的表現(xiàn)形式都僅限于“平面”。
而隨著技術(shù)的發(fā)展,在上個世紀(jì)末,3D電影逐漸成為電影市場的主流,2009年,詹姆斯·卡梅隆執(zhí)導(dǎo)的電影《阿凡達(dá)》一經(jīng)上映,就引起了轟動效應(yīng),得到了全世界的好評。
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相對于傳統(tǒng)電影而言,3D電影最大的優(yōu)勢就是它有很強(qiáng)的立體感,這是因為3D電影在拍攝的時候是兩臺攝像機(jī)同時拍攝,放映的時候也是兩臺放映機(jī)同步放映。
這是根據(jù)人的眼睛設(shè)計的,人的兩只眼睛在不同的位置,瞳孔的距離相差六七厘米左右,當(dāng)人觀察一個物體時,兩只眼睛觀察到的圖像是不同的,中間存在著一個距離的差度,稱為“雙目視差”。
大腦會根據(jù)雙目視差來感受物體到眼睛的距離,而3D的兩臺攝像機(jī)、兩臺放映機(jī)就是利用的這個原理,模仿人的眼睛來工作,這樣就會呈現(xiàn)出一種立體的感覺來。
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3DS是一款很受歡迎的掌上游戲機(jī)。它的一個重大突破是它與傳統(tǒng)游戲機(jī)不同,是一種無須借助眼鏡,靠裸眼就能看到3D圖像效果的游戲機(jī),同時也可以自主調(diào)節(jié)圖像深度或者關(guān)閉3D,形成傳統(tǒng)的游戲效果。
制造這款游戲機(jī)的公司將電影搬到了平臺上,外面蓋上一對鏡頭,讓人可以捕捉3D影像,還可以把虛擬的物體放在真實的圖像上,從而創(chuàng)造具有擴(kuò)展性的現(xiàn)實游戲,打破了傳統(tǒng)游戲的局限性。
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隨著3D電影的發(fā)展,3D眼鏡在電視領(lǐng)域也得到了大規(guī)模應(yīng)用。而3D裸眼的出現(xiàn),使電視也產(chǎn)生了裸眼3D的效果,裸眼3D電視運用視差屏障、柱狀透鏡、指向光源、多層顯示等技術(shù),其中,視差屏障和柱狀透鏡在多個領(lǐng)域被廣泛運用。
視差屏障是在屏幕表面加一條夾縫光柵,使光源被遮蔽,并控制不同圖像光線的走向,使光從兩個側(cè)面透過來,還原了人的眼睛的視差感,左右眼接收到不同的光,形成3D立體效果。
柱狀透鏡是在屏幕表面加一個柱狀透鏡光柵,通過不同方向折射不同圖像像素發(fā)出的光線,來使左右眼分別接收到不同的圖像,出現(xiàn)視差,產(chǎn)生立體感。
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從技術(shù)上講,3D技術(shù)可以分為光屏障式3D技術(shù)、柱狀透鏡3D技術(shù)和方向性背光3D技術(shù)三個類別。
光屏障式3D技術(shù)就是運用液晶屏障來進(jìn)行阻光,當(dāng)顯示立體圖像時,液晶屏上會分別顯示出左眼和右眼的圖像,屏障會遮住左眼或右眼,將左右眼的畫面分開,形成立體顯示畫面。
光屏障式3D技術(shù)也有一定的局限性,就是在采用這種技術(shù)實現(xiàn)裸眼畫面時,畫面的分辨率和亮度會降低,畫面會變得有點糊,清晰度上不能達(dá)到高清。
隨著3D技術(shù)的成熟發(fā)展,這種缺陷也在日益克服中,相信很快就會見到高清的光屏障式裸眼3D。
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柱狀透鏡3D技術(shù)是把一個柱狀透鏡加在液晶屏前面,圖像中的像素點也就被分成左右子像素進(jìn)入左右眼,然后形成清晰的3D圖像。
與光屏障式3D技術(shù)相比,柱狀透鏡3D技術(shù)的亮度較高,可以滿足觀眾的視覺感受,但清晰度依舊有些欠缺,另外,柱狀透鏡造價高、成本高,不便于推廣。
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方向性背光3D技術(shù)采用左右兩塊背光源,兩塊背光源在顯示3D圖像時被交替點亮,可以控制背光的照射方向,也由此得名方向性背光3D技術(shù)。
光源點亮后,入射光線的角度不同,顯示左眼時,光板反射的是左組背光源的背光,當(dāng)背光折射后,圖像會進(jìn)入觀眾的左眼,此時右眼就無法看到圖像;同理,在顯示右眼時,左眼也會無法看到圖像。
顯示屏顯示的左右眼圖像交替進(jìn)入大腦,形成3D立體圖像。方向性背光3D技術(shù)的優(yōu)點在于它彌補了屏障式3D技術(shù)和柱狀透鏡3D技術(shù)的分辨率不足的缺陷,可以有足夠高的亮度和足夠清晰的圖像呈現(xiàn)在觀眾的面前。
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總之,3D裸眼技術(shù)是利用人眼視差的特性,擺脫3D眼鏡,形成3D立體的效果。
3D裸眼技術(shù)還在進(jìn)步,向著更豐富、更逼真的方向前進(jìn)。通過科研人員們的不斷努力,3D裸眼技術(shù)有著更好的發(fā)展前景,在未來會有更多的渠道運用到這項技術(shù),也會與更多技術(shù)融合,形成更加寬廣的應(yīng)用領(lǐng)域。3D裸眼技術(shù),未來可期!
中國科學(xué)院大學(xué)光學(xué)工程博士
來源:街頭出現(xiàn)大熊貓?不用眼鏡就能看的3D畫面是什么原理?
來源:數(shù)字北京科學(xué)中心