近年來隨著數字電影技術的飛速發展,顯示設備的更新換代以及各種3D成像技術的成熟。3D顯示仿佛如同北京陽春3月的天氣,如一夜春風般地出現在廣大普通用戶面前,成為商業展示、影視行業、家庭影音娛樂和電腦游戲玩家等眾多方面的明星寵兒。3D顯示從應用范圍來劃分可以分為商業應用和個人消費娛樂2大類。對于商業應用,以不需要佩戴眼鏡可直接觀看3D效果的大屏幕平板電視或顯示器為主,可廣泛運用于地鐵、機場、商場等公共場所作為新型信息載體使用。比如2007年在北京中關村的海龍、E世界都出現過3D液晶廣告機,這種3D液晶廣告機由于游戲娛樂、視頻、圖片等內容的缺乏,加上成本居高不下,應用范圍較窄,不過其裸眼觀看的特性,天生就是為了廣告傳媒而生。另外3D顯示器也可以應用在一些價格昂貴的奢侈用品專柜、工業美術品商店,做為全方位展示產品的用途,避免了由于顧客手持損壞而發生一些不必要的糾紛。
除了商業應用外,3D顯示最大的應用范圍就是針對個人消費者的影音娛樂體驗。這其中包括在美國已經頗為流行的3D數字電影院、大屏幕3D平板電視和電腦3D顯示產品等。首先說一下3D數字電影院,隨著數字電影的發展。現在制作3D立體電影相比以前要簡單快速了許多,因此好萊塢表現出了對3D立體電影前所未有的追捧,最近幾年越來越多的影片都選擇采用3D形式上映。新3D電影的浪潮自21世紀初開始,2005年,迪士尼推出了以3D形式上映的動畫《四眼天雞》,其在3D院線成績突出,才開始大幅度推動好萊塢把電影3D化。而在2008年國內上映的由好萊塢公司推出的《地心歷險記》和《閃電狗》2部數字3維立體電影,則在國內影院引爆了觀賞3D電影的熱潮,去電影院觀看的觀眾如云。而且兩部片子也都發行了佩戴有專門眼鏡的DVD光盤版,讓用戶在家中也可以體驗3D電影魅力。

除了3D電影以外,還有可以讓用戶在家中即可享受到3D影像的電視或電腦產品,無論是電視還是電腦,現階段實現三維顯示的工作原理都有所不同。從觀看方式上可以分為直接觀看和通過佩戴3D立體眼鏡兩種。在電視方面有飛利浦、三星、索尼等廠商在國外展出了支持3D顯示的背投及等離子電視,國內則有如TCL等廠商推出了3D全高清液晶電視樣機。可以說3D電視市場空間無疑很大,但是由于涉及3D節目源的制作、發送和接收。現有電視機頂盒的改造等工作,以及3D電視難以想像的高昂價格。因此現階段3D電視進入更多用戶家庭還是存在著一些難以逾越的障礙的。相對而言,在技術發展更加迅速的電腦產品上實現3D顯示無疑是比較現實的選擇。
對于以嘗鮮者為榜樣的電腦廠商,3D顯示方面并不是什么新鮮出爐的東西,一些資歷較深的游戲老玩家對于與電腦配套使用的3D立體顯示成像系統可能會有似曾相識的感覺。早在NVIDIATNT2顯卡的時代,艾爾莎、華碩就推出過捆綁3D套件的顯卡,也是通過特定顯卡驅動、3D眼鏡、刷新頻率高于100Hz的CRT顯示器來實現,原理上與目前的3D立體成像系統相同。20D9年初NVIDIA公司推出了“幻鏡(立體眼鏡)”的3D顯示產品,要想在電腦上實現3D顯示,NVIDIA公司的幻鏡套裝中需要與特別的顯示器相配合才能3D顯示,即液晶顯示器的刷新頻率到達120Hz。是普通LCD的2倍。這里我們可以將其看作是兩個60Hz,其中一個60Hz是奇數幀,另一個60Hz則是偶數幀,奇數幀的畫面與偶數幀所顯示的畫面不同,分別對應左眼和右眼看到的畫面,這樣就可以用其模擬出2D平面的。視覺位移”。此時,如果裸眼觀看顯示器會看到有重影的畫面。NVIDIA公司的3D眼鏡的兩個鏡片都可以單獨開啟關閉,當左鏡片開啟時,右鏡片就是關閉狀態:右鏡片開啟時、左鏡片就是關閉狀態。然后通過紅外發射裝置讓120Hz液晶顯示器的刷新頻率與眼鏡開啟關閉的頻率同步。每秒鐘左右鏡片都分別開啟關閉60次,這樣就能讓人的左眼只能看到奇數幀畫面,右眼只能看到偶數幀畫面,兩個具有視覺位移的畫面就會在大腦中形成3D立體景象,完成2D平面產生3D立體成像的效果,成功欺騙了人的雙眼。
很簡單的紅藍濾光技術
通過紅藍濾光技術實現3D效果的影片在拍攝時,需要兩部加了紅/藍濾光鏡片的攝影機從兩個角度攝取影像,或者后期制作時通過軟件來剔除顏色。在放映時,由兩部放映機同時將藍/紅畫面投射到熒幕上,觀眾帶上紅藍眼鏡,剔除紅色的影像透過左眼的紅鏡片,得到不缺失色彩的畫面,右眼藍色鏡片將此影像過濾;剔除藍色的影像透過右眼的藍鏡片,得到真實色彩的畫面,左眼紅色鏡片卻將此影像過濾。這樣左右眼就分別看到各自該看到的圖像,兩個具有視覺位移的圖像在大腦中就形成了3D立體影像。

最常用的偏振分光技術
目前大多數電影院用的都是偏振分光技術。通過兩個放映機同步放映兩組不同角度拍攝的膠片,就會在熒幕上形成具有重影的畫面,而在兩臺放映機前各加一塊偏振片,這樣出來的光就是偏振光。這里需要使兩臺攝影機射出偏振光的偏振方向相互垂直用戶佩戴經過偏振化方向相互垂直的偏振眼鏡,左右眼就能看到各自看到的圖像,讓觀眾體驗到3D立體影像。電腦顯示器也有根據此原理開發的產品。
裸眼可以觀看的視差照明
(parallax illumination)技術
使用該技術通過裸眼就可以觀看到3D立體影像。其工作原理是針對左眼與右眼的兩幅影像,以每秒60張的速度產生,分別被傳送到不同區域的像素區塊。奇數區塊代表左眼影像,偶數區塊則代表右眼影像。而在標準LCD背光板與LCD屏幕本體之間加入的一個TN(Twisfed Nematic扭曲向列型)上,垂直區塊則會根據需要顯示哪一幅影像,相應照亮奇數或偶數的區塊,人的左眼只能看到左眼影像,右眼只會看到右眼影像,從而在大腦中形成一個縱深的真實世界。

“不忽悠”眼睛的全息3D立體成像
上述3D顯示的工作原理都是在2D平面上通過各種欺騙眼睛的手法來達到3D立體成像的效果。而Actuality Systems的3D顯示器Volumetric 3-D Display則是真正的3D成像技術。該產品直徑為10英寸,外形像一個碩大的水晶球,可顯示1億個立體像素,在360度的任何方向均可看到高分辨率的圖像。顯示器為自發光型,采用圓拱型聚碳酸酯顯示器,內建德州儀器高效能內嵌式處理器。利用Perspecta軟件進行控制,顯示器通過每秒投射數千張二維圖片,來
呈現出一個光滑三維物體。
對于本文所介紹的各種3D顯示設備,相信很多人都非常興奮不已,但是在我們的日常生活中,其實接觸到3D顯示的情況并不少見甚至有一些就是我們小時候玩的游戲,隨著時間的流逝,可能都忘記了曾經觀看過3D圖像游戲。現在就讓我們一塊來回憶一下這些曾經讓我們感覺非常Amazing的3D圖像游戲吧。3D亂點印刷立體圖(SIRDS)不同于光柵利用光差效果達到立體視覺,這是一種于20世紀60年代興起的新技術,發現在錯點亂視點群中,也能遵過欺騙大腦達到特殊的立體視覺。在制作上須將連續的圖案作局部左右平移,使用一系列灰階或彩色圖案以明暗區分立體深度,現在則有方便的計算機軟件可代勞。這種立體田的英文名稱為single-imageRandom-dot stereogram,簡稱SIRDS。觀看時也不需要帶特殊眼鏡,但須訓練眼球肌肉將視線聚焦于無窮遠處,不是人人可以看到選種合成3D圖形。約有10%~15%的人無法訓練自己的雙眼接受這種隨機點立體圖。
紅藍顏色3維圖像
這種3d圖像的顯示原理實際上是一種紅藍濾光技術,這個成像技術的專有名詞是Anaglyphimage。觀看這樣的3維圖像需要佩藏一種左紅右藍的落明眼鏡,這種眼鏡不是什么高檔產品,用戶甚至可以自制,用一些硬紙板和彩色的玻璃紙即可,如果沒有彩色玻璃紙使用包糖果的彩色透明紙也行。
城市街頭3D圖
當我們在國外城市旅游的時候,有時候會在街頭發現一種讓人感覺立體效果出色的地面粉筆畫田像,這就是城市街頭3D圍。這種3D圖像的工作原理是根據容易給人們造成視覺誤區的透視,加上色彩的明暗,再結合人眼所處的特定位置畫出來的。這些畫只能通過特定的角度才能看出立體畫面。它利用人兩只眼睛之間的距離,造成兩眼觀看物體視角會有所不同,由于視角的不同所看到的影像也會有一些差異,而大腦會根據這種差異瞎覺到立體景像。
3D顯示四要素
NVIDIA(英偉達)GeForce(精視)3D套裝
這個套裝主要就是一個3D眼鏡和一個無線接收器。眼鏡使用前需要用USB接口充電,并配有不同型號的鼻貼。眼鏡比較寬大,近視的朋友可以輕松將其套在近視眼鏡的外面。
NVIDIA GeForce高端顯卡
雖然NVIDIA官方指定支持3D顯示的都是GeForce 8800以上的高端顯卡,但實際上Geforce 8系列中的其它顯卡也是可以的。它支持雙顯卡SLI,同級別的Quadro專業顯卡也可以開啟3D顯示。3D顯示對PC還有一些限制只支持Windows Vista以上的Windows操作系統:必須使用專門的驅動軟件,目前不支持筆記本電腦(筆記本電腦自帶液晶屏也達不到3D顯示的要求)。
節目內容
3D的節目包括游戲和視頻。游戲方面的資源是非常豐富的,近兩三年的3D游戲基本都支持,在Geforce顯卡的控制面板中可以查到游戲的列表。但是支持Geforce 3D眼鏡套裝的電影目前卻不多,我們可以在NVlDIA的網站下載幾段視頻來體驗。這種視頻必須用顯卡驅動軟件附帶的播放器播放。需要提醒的是,有一些用紅藍眼鏡觀看的3D電影(如《地心歷險記》3D版)并不支持GeForce 3D眼鏡,大家不要花時間去折騰了。
顯示設備
這類顯示設備其實并沒有太神秘的地方,對于液晶類顯示器來說,刷新率要求達到120Hz以上:而傳統CRT顯示器能達到100Hz即可:另外還有一些電視機和投影機也可以配合3D眼鏡套裝使用。此次專題使用的3D顯示器為優派VX2265wm 120 Hz液晶顯示器和三星SyncMaster2233RZ 120 Hz液晶顯示器,
自己動手,搭建3D顯示平臺
1,連接硬件
需要連接的硬件包含顯卡、顯示器和3D眼鏡接收器。注意顯示器必須用Dual Link DVI信號線和顯卡相連。
2,給眼鏡充電
3D眼鏡是無線的,所以需要充電才能使用。它通過USB接口充電,充一次電可以使用很多天。
3,安裝專用驅動
戴上3D眼鏡,打開眼鏡上的開關,端坐在顯示器前,這時你會發現夢寐以求的3D畫面還是沒有出現你需要卸載掉原有的顯卡驅動,安裝專用的驅動軟件(可以在NVIDIA網站的GeForce 3D Vision頁面下載)。
4,設置3D選項
安裝好驅動之后會在電腦桌面上生成一個Stereoscopic 3DViewer快捷方式,點擊之后就是引導我們一步步設置3D顯示的選項。
首先會讓我們檢測3D顯示平臺的各部分是否正常工作。其中的硬件檢測環境中會讓我們分別用左、右眼觀看圖形,如果兩只眼睛看到的圖形不一樣則說明顯卡和顯示器工作正常。
然后是讓我們選擇使用的光線環境,3D眼鏡會據此自動更改閃爍參數。
最后是視覺測試,會提供一幅無規則的黑白相間圖案,戴上3D眼鏡后如果能看出圖案中有一塊突起則說明使用者視覺正常,點擊NEXT就完成了全部設置。
5,NVIDIA控制面板
在桌面上點右鍵可以進入NVIDlA控制面板。這里可以開啟,關閉3D顯示功能,還可以更改射擊游戲中的準星圖案,并且有支持3D顯示的游戲列表。
6,進入游戲
進入游戲,如果該游戲支持3D顯示,會在屏幕右下角出現綠色提示字樣,按Ctrl+Alt+Insert組合鍵可以關掉提示。如果出現這個字樣,但是游戲畫面并沒有呈現3D效果,需要進人游戲的圖形設置菜單,把刷新率調到120Hz。
搶先體驗
使用感受
非常遺憾的是,3D顯示的效果必須要用人眼配合3D眼鏡才能體會到,無論是截圖、拍照還是攝像都不能向讀者展示這種效果,所以只能通過文字描述出來:
●無論游戲還是視頻,不帶眼睛的情況下,屏幕上的3D畫面看上去都是重影。一旦戴上眼鏡就會發現顯示器好像變成了一個微縮的場景箱。在這個箱子中各種物體(如人、車、房子、電線桿等)都是獨立存在的,物體之間是明顯區隔開的,并且有強烈的景深感,而不像平時那樣混為一談,立體感極強。
●在賽車類游戲中由于車都是向前開的,所以各種物體更像是裝在一個觸手可及的箱子里面。而在電影和射擊游戲中,常常有物體(如皮球、子彈)朝著觀看者飛來,就像要飛出顯示器一樣,會把人嚇一跳。
●戴著3D眼鏡時,如果上下左右移動頭部,會發現顯示器中的物體會明顯發生變形,這在普通顯示