你看《阿凡達(dá)》了嗎？是不是3D版？
2010年伊始，國人討論《阿凡達(dá)》的頻率已經(jīng)超過了吃飯和天氣。因?yàn)椤栋⒎策_(dá)》，3D技術(shù)在2009年的寒冬徹底火了一把。“3D太逼真了，絕對的身臨其境，電影中的子彈打過來你絕對會(huì)下意識的躲避！”——看過3D版《阿凡達(dá)》的人總是在這樣津津樂道。
3D《阿凡達(dá)》來襲！沒看的都OUT了？
但是筆者今天告訴你的是“3D不僅只有阿凡達(dá)，立體生活其實(shí)很簡單”。在前不久剛剛結(jié)束的CES消費(fèi)電子展上，3D成為了當(dāng)之無愧的核心關(guān)鍵詞；從電視、顯示器到投影機(jī)、MP4等顯示設(shè)備已經(jīng)全部推出了3D產(chǎn)品；2010年南非世界杯將實(shí)現(xiàn)3D轉(zhuǎn)播；專門提供3D畫面的電視臺將于2010年正式開播；電影巨頭夢工廠宣布2009年之后制作的動(dòng)畫片都是3D形式；支持3D的游戲已經(jīng)數(shù)以百計(jì)；互聯(lián)網(wǎng)上已經(jīng)有了3D網(wǎng)頁……
號外！號外！南非世界杯將3D轉(zhuǎn)播啦！
繼高清之后，3D已經(jīng)成為顯示設(shè)備下一個(gè)重心。雖然無數(shù)讀者對3D已經(jīng)耳熟能詳，但是3D究竟是什么，3D能給我們帶來什么，我們需要為3D付出什么，3D技術(shù)有什么缺點(diǎn)呢？大部分的讀者還有著這樣的疑問。今天，筆者就和大家一起對3D技術(shù)進(jìn)行剝絲抽繭，對3D技術(shù)進(jìn)行全面系統(tǒng)的了解。
注：此次筆者討論的主要是影像顯示行業(yè)的3D技術(shù)，關(guān)于設(shè)計(jì)制作等行業(yè)3D技術(shù)則不在我們的討論范圍之內(nèi)。
D是英文Dimension(線度、維)的字頭，3D便是指三維空間。相比普通的2D畫面，3D更加立體逼真，讓觀眾有身臨其境的感覺。目前的3D技術(shù)可以分為裸眼式和眼鏡式兩種，裸眼式3D技術(shù)目前主要應(yīng)用在工業(yè)商用顯示方面（以后還將應(yīng)用于手機(jī)等顯示設(shè)備中）；眼鏡式3D技術(shù)則集中于消費(fèi)級市場，此次世界上觀看《阿凡達(dá)》采用的全部是眼鏡式3D技術(shù)。如果細(xì)分的話，眼鏡式3D技術(shù)可分為色差式、快門式和偏光式（也叫色分法、時(shí)分法、光分法）三種，而裸眼式3D技術(shù)可分為透鏡陣列、屏障柵欄和指向光源三種，每種技術(shù)的原理和成像效果都有一定的差別。下面筆者就為大家簡單的介紹一下這六種3D技術(shù)的原理和優(yōu)缺點(diǎn)。
眼鏡式3D技術(shù)
色差式
色差式3D歷史最為悠久，成像原理簡單，實(shí)現(xiàn)成本低廉，但是3D畫面效果也是最差的，需要配合色差式3D眼鏡才能看到3D效果。色差式3D先由旋轉(zhuǎn)的濾光輪分出光譜信息，使用不同顏色的濾光片進(jìn)行畫面濾光，使得一個(gè)圖片能產(chǎn)生出兩幅圖像，人的每只眼睛都看見不同的圖像。目前我們較為最常見的濾光片顏色通常是紅/藍(lán)，紅/綠，或者紅/青，目前采用這種技術(shù)的影院以及越來越少了。
優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)難度低，成本低廉
缺點(diǎn)：3D畫質(zhì)效果不是最好，畫面邊緣易偏色
快門式
快門式3D技術(shù)主要是通過提高畫面的快速刷新率（至少要達(dá)到120Hz）來實(shí)現(xiàn)3D效果，屬于主動(dòng)式3D技術(shù)。當(dāng)3D信號輸入到顯示設(shè)備（諸如顯示器、投影機(jī)等）后，120Hz的圖像便以幀序列的格式實(shí)現(xiàn)左右?guī)惶娈a(chǎn)生，通過紅外發(fā)射器將這些幀信號傳輸出去，負(fù)責(zé)接收的3D眼鏡在刷新同步實(shí)現(xiàn)左右眼觀看對應(yīng)的圖像，并且保持與2D視像相同的幀數(shù)，觀眾的兩只眼睛看到快速切換的不同畫面，并且在大腦中產(chǎn)生錯(cuò)覺（攝像機(jī)拍攝不出來效果），便觀看到立體影像。
NVIDIA：我們的眼鏡是主動(dòng)式的，所以很貴
NVIDIA的3D stereo、德州儀器的DLP Link還有XPAND 3D系統(tǒng)都是均屬于快門式3D技術(shù)。從片源來看，快門式3D技術(shù)的資源也最為豐富，刷新率提升到120Hz的視頻和游戲均可實(shí)現(xiàn)3D立體效果。得益于NVIDIA在顯卡市場中的領(lǐng)先地位，和德州儀器DLP在投影機(jī)市場占據(jù)半壁江山優(yōu)勢，快門式3D技術(shù)在電腦和投影機(jī)行業(yè)已經(jīng)成了3D技術(shù)的代名詞。但是快門式3D技術(shù)的一大制約便是眼鏡的價(jià)格，由于屬于主動(dòng)式眼鏡，所以成本和售價(jià)較高，很多消費(fèi)者難以接受。
優(yōu)點(diǎn)：資源相對較多，廠商宣傳推廣力度大，3D效果出色
缺點(diǎn)：快門眼鏡價(jià)格昂貴
偏光式
偏光式3D也叫偏振式3D技術(shù)，屬于被動(dòng)式3D技術(shù)，眼鏡價(jià)格也較為便宜，目前3D電影院、3D液晶電視等大多采用的是偏光式3D技術(shù)。和快門式3D技術(shù)一樣，偏光式3D也細(xì)分出了很多種類，比如應(yīng)用于投影機(jī)行業(yè)的偏光式3D需要兩臺以上性能參數(shù)完全相同的投影機(jī)才能實(shí)現(xiàn)3D效果，而應(yīng)用于電視行業(yè)的偏光式3D技術(shù)則需要畫面具有240Hz或者480Hz以上的刷新率，從實(shí)現(xiàn)的方式二者也存在很多差別。
RealD 3D：沒錯(cuò)，在市場占有率方面我們絕對領(lǐng)先
在偏光式3D系統(tǒng)中，目前市場中較為主流的有RealD 3D系統(tǒng)、MasterImage 3D、杜比3D系統(tǒng)三種。特別是RealD 3D技術(shù)，其市場占有率最高，而且不受面板類型的影響，可以幫助任何支持3D功能的電視和顯示器產(chǎn)生出高清3D影像，擁有這項(xiàng)技術(shù)的RealD公司主要是通過技術(shù)授權(quán)進(jìn)行推廣，目前已經(jīng)和東芝、索尼、JVC、三星等公司達(dá)成了合作，在3D影院方面其占有率也遙遙領(lǐng)先。
杜比：我們不僅有立體音效，還有立體視覺
杜比3D數(shù)字影院由內(nèi)置了3D顏色管理的杜比服務(wù)器、杜比3D濾光輪組件和杜比3D眼鏡組成，其設(shè)計(jì)理念和優(yōu)勢就是采用被動(dòng)式眼鏡和適用于白色銀幕。需要注意的是，杜比3D系統(tǒng)可以直接安裝在數(shù)字放映機(jī)的燈泡和成像元器件之間，其濾光便相當(dāng)于DLP投影機(jī)中的色輪，換言之，杜比3D數(shù)字影院使用了德州儀器DLP投影機(jī)的成像核心。
使用中，杜比3D濾光輪置于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字放映機(jī)內(nèi)部，在燈泡和光引擎之間，可以減輕光引擎的壓力，而且成像之前已完成分色，所以不會(huì)降低圖像質(zhì)量；旋轉(zhuǎn)的濾光輪分出光譜信息不同的兩份紅、綠、藍(lán)，經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的眼鏡則在左右眼只能分別接收到各自的光譜信號；使用杜比3D數(shù)字電影系統(tǒng)，2D和3D電影只需使用一個(gè)文件包即可，通過1U大小的杜比3D濾光輪控制器（DFC）保持濾光輪與放映機(jī)同步，杜比3D濾光輪可下降進(jìn)入光路、呈現(xiàn)3D效果，也可上升避開光路、呈現(xiàn)2D效果，避免了雙母版帶來的麻煩；而且DFC操作極為簡便，通過面板一鍵控制濾光輪的升降，并且面板可直觀顯示三種工作狀態(tài)。
優(yōu)點(diǎn)：偏光式眼鏡價(jià)格低廉，3D效果出色，市場份額大
缺點(diǎn)：安裝調(diào)試繁瑣，成本不便宜
裸眼式3D技術(shù)
在前文中我們提到了裸眼式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，所以大眾消費(fèi)者接觸的不多。從技術(shù)上來看，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。
在顯示行業(yè)新品展會(huì)上，筆者已經(jīng)有幸見到了近十款裸眼式3D顯示設(shè)備。在觀看的時(shí)候，觀眾需要和顯示設(shè)備保持一定的位置才能看到3D效果的圖像（3D效果受視角影響較大），3D畫面和常見的偏光式3D技術(shù)和快門式3D技術(shù)尚有一定的差距。不過可以告訴讀者的是，液晶面板行業(yè)巨頭友達(dá)光電，研發(fā)巨頭3M等已經(jīng)在積極進(jìn)行研發(fā)，預(yù)計(jì)部分裸眼式3D顯示設(shè)備將于今明兩年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
光屏障式（Barrier）
光屏障式3D技術(shù)也被稱為視差屏障或視差障柵技術(shù)，其原理和偏振式3D較為類似，是由夏普歐洲實(shí)驗(yàn)室的工程師十余年的研究成功。光屏障式3D產(chǎn)品與既有的LCD液晶工藝兼容，因此在量產(chǎn)性和成本上較具優(yōu)勢，但采用此種技術(shù)的產(chǎn)品影像分辨率和亮度會(huì)下降。光屏障式3D技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法是使用一個(gè)開關(guān)液晶屏、偏振膜和高分子液晶層，利用液晶層和偏振膜制造出一系列方向?yàn)?0°的垂直條紋。
光屏障式（Barrier）技術(shù)
這些條紋寬幾十微米，通過它們的光就形成了垂直的細(xì)條柵模式，稱之為“視差障壁”。而該技術(shù)正是利用了安置在背光模塊及LCD面板間的視差障壁，在立體顯示模式下，應(yīng)該由左眼看到的圖像顯示在液晶屏上時(shí)，不透明的條紋會(huì)遮擋右眼；同理，應(yīng)該由右眼看到的圖像顯示在液晶屏上時(shí)，不透明的條紋會(huì)遮擋左眼，通過將左眼和右眼的可視畫面分開，使觀者看到3D影像。
優(yōu)點(diǎn)：與既有的LCD液晶工藝兼容，因此在量產(chǎn)性和成本上較具優(yōu)勢
缺點(diǎn)：畫面亮度低，分辨率會(huì)隨著顯示器在同一時(shí)間播出影像的增加呈反比降低
柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)
柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)也被稱為雙凸透鏡或微柱透鏡3D技術(shù)，其最大的優(yōu)勢便是其亮度不會(huì)受到影響。柱狀透鏡3D技術(shù)的原理是在液晶顯示屏的前面加上一層柱狀透鏡，使液晶屏的像平面位于透鏡的焦平面上，這樣在每個(gè)柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個(gè)子像素，這樣透鏡就能以不同的方向投影每個(gè)子像素。于是雙眼從不同的角度觀看顯示屏，就看到不同的子像素。不過像素間的間隙也會(huì)被放大，因此不能簡單地疊加子像素。讓柱透鏡與像素列不是平行的，而是成一定的角度。這樣就可以使每一組子像素重復(fù)投射視區(qū)，而不是只投射一組視差圖像。
柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)示意圖
之所以它的亮度不會(huì)受到影響，是因?yàn)橹鶢钔哥R不會(huì)阻擋背光，因此畫面亮度能夠得到很好地保障。不過由于它的3D顯示基本原理仍與視差障壁技術(shù)有異曲同工之處，所以分辨率仍是一個(gè)比較難解決的問題。
優(yōu)點(diǎn)：3D技術(shù)顯示效果更好，亮度不受到影響
缺點(diǎn)：相關(guān)制造與現(xiàn)有LCD液晶工藝不兼容，需要投資新的設(shè)備和生產(chǎn)線。
指向光源（Directional Backlight）技術(shù)
3M的指向光源3D技術(shù)
對指向光源（Directional Backlight）3D技術(shù)投入較大精力的主要是3M公司，指向光源（Directional Backlight）3D技術(shù)搭配兩組LED，配合快速反應(yīng)的LCD面板和驅(qū)動(dòng)方法，讓3D內(nèi)容以排序（sequential）方式進(jìn)入觀看者的左右眼互換影像產(chǎn)生視差，進(jìn)而讓人眼感受到3D三維效果。前不久，3M公司剛剛展示了其研發(fā)成功的3D 光學(xué)膜，該產(chǎn)品的面試實(shí)現(xiàn)了無需佩戴 3D 眼鏡，就可以在手機(jī)，游戲機(jī)及其他手持設(shè)備中顯示真正的三維立體影像，極大地增強(qiáng)了基于移動(dòng)設(shè)備的交流和互動(dòng)。
優(yōu)點(diǎn)：分辨率、透光率方面能保證，不會(huì)影響既有的設(shè)計(jì)架構(gòu)，3D顯示效果出色
缺點(diǎn)：技術(shù)尚在開發(fā)，產(chǎn)品不成熟
其他裸眼3D技術(shù)
在2009年4月，美國PureDepth公司宣布研發(fā)出改進(jìn)后的裸眼3D技術(shù)——MLD（multi-layer display多層顯示），這種技術(shù)能夠通過一定間隔重疊的兩塊液晶面板，實(shí)現(xiàn)在不使用專用眼鏡的情況下，觀看文字及圖畫時(shí)所呈現(xiàn)3D影像的效果。
另外，國內(nèi)廠商歐亞寶龍旗下的Bolod裸眼3D顯示器如今已經(jīng)發(fā)展到第四代，產(chǎn)品也全部實(shí)現(xiàn)高清顯示，在國內(nèi)的3D顯示行業(yè)處于領(lǐng)先位置。當(dāng)然，由于非市場主流，對于MLD技術(shù)和Bolod裸眼3D顯示器，我們此次只做簡單的了解，不做深入技術(shù)性探討
對于3D顯示技術(shù)，消費(fèi)者也并非一片叫好聲，筆者便聽到了不少反對的聲音。下面筆者便將這些觀點(diǎn)整理發(fā)表，讓大家時(shí)刻保持清醒的頭腦，切不可盲目追隨。
一、3D市場無比混亂
無比混亂的市場可以說是3D市場目前面臨最大的難題。作為一種新型的顯示技術(shù)，3D技術(shù)目前正處于蓬勃發(fā)展的階段，但是整個(gè)3D行業(yè)卻無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不僅消費(fèi)者暈頭轉(zhuǎn)向，有些廠商的技術(shù)人員也為之頭疼。就在筆者撰寫此文的時(shí)候，也為眾多說法不一的3D技術(shù)為之撓頭。
3D行業(yè)急需制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)
如果想讓整個(gè)市場取得革命性的突破，那么制定相關(guān)的3D行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也就成了迫在眉睫的事情。在3D內(nèi)容制作、媒介傳輸、信號接口、顯示解碼等諸多環(huán)節(jié)均建議相應(yīng)的規(guī)范，讓廠商在生產(chǎn)研發(fā)之時(shí)有章可循，也還消費(fèi)者一個(gè)明明白白。
二、3D使部分觀眾眩暈
大部分觀眾看完《阿凡達(dá)》都連聲叫好，但是我們也不應(yīng)忽視部分因?yàn)?D版《阿凡達(dá)》而出現(xiàn)眼干、眼痛、頭暈、惡心等癥狀的觀眾，據(jù)報(bào)道還有觀眾觀影后突發(fā)急性青光眼。據(jù)筆者了解，目前已經(jīng)有不少專業(yè)眼科醫(yī)生建議青光眼、屈光不正、眼肌有問題的觀眾放棄觀看3D版《阿凡達(dá)》。
我暈了，不行了，快來扶一下……
3D畫面是虛實(shí)交匯的，這些動(dòng)感的虛畫面會(huì)讓人們聚焦眼球很困難，長時(shí)間觀看很容易出現(xiàn)頭暈、頭痛。另外，電影院內(nèi)光線比較暗，觀眾瞳孔自然就會(huì)放大，另外3D畫面對于眼睛刺激性也特別大，眼壓也會(huì)隨之升高，出現(xiàn)眼干、眼痛等癥狀。
三、3D資源稀少
想看1080p高清視頻？網(wǎng)上隨便一搜便琳瑯滿目。但是3D內(nèi)容呢？雖然支持3D的游戲已經(jīng)多達(dá)百款，但是每年在影院放映的3D電影還寥寥無幾，其他諸如3D圖片等資源更是為數(shù)稀少，在這種情況下，消費(fèi)者又有什么理由耗費(fèi)數(shù)倍的價(jià)錢去購買一款“華而不實(shí)”的產(chǎn)品呢？
對于3D產(chǎn)品廠商來說，從行業(yè)長遠(yuǎn)的發(fā)展來看，將全部熱情撲在產(chǎn)品的研發(fā)推廣毫無疑問是錯(cuò)誤的。作為普通的消費(fèi)者，筆者只有親身體驗(yàn)震撼逼真的3D效果，并且了解到市場中充斥著為數(shù)甚多的3D資源才會(huì)選購3D顯示設(shè)備，相信有著這樣想法的也不止筆者一位。
四、大多3D產(chǎn)品不支持1080p全高清
也許在一兩年后，此問題便以得到徹底解決，但是從目前的情況來不支持1080p全高清的3D設(shè)備還是占據(jù)了大部分的市場。好不容易才感受到了1080p的清晰逼真，現(xiàn)在卻讓我為3D而選擇放棄，相信沒有幾位消費(fèi)者會(huì)答應(yīng)。
好在3D技術(shù)經(jīng)過10余年的發(fā)展，終于在近些年突破了這一瓶頸，大多已能夠支持1080p內(nèi)容�？梢灶A(yù)見的是，以后的大屏幕3D顯示設(shè)備均兼容1080p高清，二者缺一不可。
五、戴3D眼鏡有諸多不便
“我本來就已經(jīng)戴了一副近視眼鏡，看3D電影的時(shí)候還要在外面加一副3D眼鏡，鼻梁壓的生疼不說，那個(gè)3D眼鏡還又臟又破，看電影的過程中一個(gè)勁的往下掉。”——剛剛看完《阿凡達(dá)》的同事小王這樣訴苦。
看個(gè)電影而已，還需要戴眼鏡，真夠折騰的
戴3D眼鏡不方便的問題是針對眼鏡式3D技術(shù)而言的，但是在目前市場中，裸眼式3D產(chǎn)品寥寥無幾，大眾消費(fèi)者默認(rèn)為3D技術(shù)都是需要戴眼鏡的。話題再回到《阿凡達(dá)》上來，據(jù)部分媒體報(bào)道，在《阿凡達(dá)》熱映期間，各種3D眼鏡在淘寶上銷售創(chuàng)造了新高峰，看來人們對電影院電影的舒適度、大小、效果等還是有很多擔(dān)心。
3D代表著顯示技術(shù)的終結(jié)了嗎？非也！相信已經(jīng)有部分前衛(wèi)的讀者聽過“4D影院”、“全息影像”等新鮮名詞了，那么這些指的又是什么呢？筆者在此也為大家順便做簡單的介紹。
4D影院更爽更逼真，但是無商業(yè)電影片源
4D影院是在3D影院的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，除了傳統(tǒng)的3D視覺震撼之外，還還根據(jù)影片的情節(jié)精心設(shè)計(jì)出煙霧、雨、光電、氣泡、氣味、布景、人物表演等效果。和傳統(tǒng)的3D電影相比，觀眾在觀看4D影片時(shí)除了視覺、聽覺外還能感受到觸覺、嗅覺等全方位感受。目前4D電影片源更為稀少，觀眾選擇范圍有限，筆者暫時(shí)也沒有發(fā)現(xiàn)正式的商業(yè)4D電影。
右邊女主持人竟然是虛擬（全息影像）的，你看出來了嗎？
全息影像目前也在飛速的發(fā)展中，諸如《星球大戰(zhàn)》、《特種部隊(duì)之眼鏡蛇的崛起》等電影中的部分情節(jié)已經(jīng)為我們展示了全息影像技術(shù)在未來應(yīng)用的可能。另外，CNN報(bào)道奧巴馬競選總統(tǒng)期間，全息影像對于處于不同地點(diǎn)主持人之間進(jìn)行互動(dòng)也提供了不小的幫助。從嚴(yán)格意義上來講，全息影像并不屬于3D技術(shù)的范疇之內(nèi)。
如果想看到全息影像，首先要對拍攝設(shè)備進(jìn)行改良。在拍攝全息畫面的時(shí)候，攝影機(jī)不僅需要記錄物體上的反光強(qiáng)度，也要記錄位相信息。在觀看的時(shí)候則需要借助透明度高的介質(zhì)構(gòu)成的多棱錐，然后經(jīng)過光學(xué)的反射才能看到立體效果。作為一種新興技術(shù)，全息影像技術(shù)的清晰度、容量等問題還沒有得到妥善的解決，觀看全息電影的時(shí)間更是遙遠(yuǎn)。
寫在最后：經(jīng)過幾十年的歷程，3D技術(shù)取得了迅猛的發(fā)展。當(dāng)然，對于我們這些普通消費(fèi)者來說，也沒必要了解如此繁雜的3D技術(shù)，我們需要的只是效果更出色，實(shí)現(xiàn)難度更低，價(jià)格更低廉的3D顯示產(chǎn)品而已。對于3D技術(shù)，我們已經(jīng)等了幾十年，現(xiàn)在是否意味著迎來曙光了呢？關(guān)于3D技術(shù)的更多詳情，盡請關(guān)注太平洋電腦網(wǎng)投影機(jī)頻道，我們也在隨時(shí)關(guān)注3D行業(yè)的進(jìn)展。[
