摘下眼鏡的移動3D世界

特約通訊員 李泳賢

逼真的飛流瀑布、漂浮云中的山巒、似含羞草的粉紅植物、旋轉(zhuǎn)飛行的“蜥蜴”、夜間發(fā)光的森林，似水母般在空氣中游動的樹種……這些在《阿凡達》電影中的3D畫面讓人仿佛身臨其境，但你有沒有想過有一天能摘下那副令人暈頭轉(zhuǎn)向的眼鏡，而且能手握任意一臺移動設(shè)備，都能感受這種如此震撼的3D畫面呢？發(fā)達的科技告訴你，完全可以。戴著那副令人暈頭轉(zhuǎn)向的眼鏡，老老實實地坐在電影院為了看3D電影的時代已經(jīng)過去了，摘下眼鏡，拿起移動設(shè)備，邁入我們裸眼移動3D的新紀元吧。

最新移動3D設(shè)備

讓我們先看看時下最為先進的應(yīng)用了“裸眼3D影像”技術(shù)的各種移動設(shè)備。

Nintendo 3DS

伴隨著任天堂新掌機Nintendo 3DS的正式公開，裸眼3D技術(shù)也揭開了神秘面紗，也許絕大部分玩家對于這項技術(shù)的概念比較模糊，但是Nintendo 3DS所支持的3D游戲畫面和3D電影播放功能，相信會給用戶帶來不錯的體驗。

3D手機

早在幾年前，日韓廠商已推出過立體移動顯示電話，即“3D手機”，但因低質(zhì)量的畫面、過于龐大而且昏暗的屏幕以及缺乏3D的優(yōu)質(zhì)效果，注定了它無法滿足客戶體驗的要求，未能引起強烈的市場反響。而3D的誘惑從未停止，這激發(fā)了制造商尋求各種方式來吸引消費者，其中裸眼3D技術(shù)就是最大的賣點。今年4月，夏普就正式公開了其最新的液晶屏幕技術(shù)，這項新技術(shù)可以讓用戶裸眼觀看3D顯示屏，只需保證觀看角度的正確。夏普還表示將推出帶有3D技術(shù)的攝像頭，可以讓用戶拍攝高清3D照片及視頻。而三星也在緊接著的5月份在韓國本土發(fā)布了全球首款裸眼3D手機SCH-W 960，無需佩戴任何特殊眼鏡，即可在手機屏幕上享受3D立體顯示效果。

3D數(shù)碼相機

去年8月，日本富士膠片公司推出了世界首款可拍攝高清晰度3D電影的3D數(shù)碼相機，能夠自行完成3D攝像，每個人都可以創(chuàng)建自己的3D圖像和拍攝先進的高品質(zhì)3D高清電影。它通過結(jié)合兩組鏡頭、兩個傳感器和高速同步控制技術(shù)，以及該公司的REAL 3D技術(shù)可以獲得逼真的3D圖像。相機內(nèi)的3D處理器能夠?qū)蓚€鏡頭和傳感器拍攝的數(shù)據(jù)進行分析，然后將兩張圖像合并成一張高分辨率3D圖像或電影，從而完成3D拍攝。再通過其超大(3.5英寸)的高對比度3D液晶顯示屏，無需專用3D眼鏡，便可以查看剛剛拍攝的照片和電影。

裸眼式3D技術(shù)

那么如何才能實現(xiàn)這種裸眼3D的圖像效果呢？我們接下來進一步探索。

裸眼式3D是完全有可能實現(xiàn)的，這與視覺的合成原理一樣。當你用眼睛看同一張圖片時，由于虹膜、視角以及其它多方因素，左右眼會得到不同的圖片影像。在這種情況下，大腦將會結(jié)合兩張圖像，從而構(gòu)造出一個獨立的圖像。

裸眼式3D技術(shù)就是應(yīng)用了以上的原理，用不同的圖像去讓你的大腦覺得這是一個有深度的三維的圖像。這種利用左右兩眼所見映像的差異，而使人感受到映像的深度效果的方式稱為“兩眼視差”。目前利用“兩眼視差原理”研發(fā)的裸眼式3D技術(shù)主要分為光屏障式（Barrier）、柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)和指向光源（Directional Backlight）三種。

光屏障式（Barrier）

其中表示u直接信任的用戶集合，表示信任u的用戶集合.信任關(guān)系的隱私反饋信息可根據(jù)用戶評分隱式反饋信息來定義.類似評分，用表示u信任的用戶對其評分產(chǎn)生的隱式影響.用表示信任u的用戶對其評分產(chǎn)生的隱式影響.Guo等[7]提出通過融合顯/隱式信任關(guān)系來對用戶特征進行更詳細地建模，預測評分即為

光屏障式3D技術(shù)也被稱為視差屏障或視差障柵技術(shù)，其實現(xiàn)方法是使用一個開關(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為9垂直條紋。這些條紋寬幾十微米，通過它們的光就形成了垂直的細條柵模式，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，不透明的條紋會遮擋右眼；同理，應(yīng)該由右眼看到的圖像顯示在液晶屏上時，不透明的條紋會遮擋左眼，通過將左眼和右眼的可視畫面分開，使觀者看到3D影像。

柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)

柱狀透鏡技術(shù)也被稱為雙凸透鏡或微柱透鏡3D技術(shù)，與視差障壁技術(shù)有異曲同工之處，其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，這樣在每個柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個子像素，這樣透鏡就能以不同的方向投影每個子像素。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被放大，因此不能簡單地疊加子像素。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投射視區(qū)，而不是只投射一組視差圖像。

指向光源（Directional Backlight）技術(shù)

指向光源3D技術(shù)搭配兩組LED，配合快速反應(yīng)的LCD面板和驅(qū)動方法，讓3D內(nèi)容以排序（sequential）方式進入觀看者的左右眼互換影像產(chǎn)生視差，進而讓人眼感受到3D三維效果。

“兩眼視差”的方法主要適用于觀眾觀看位置相對固定的情況。而當觀眾在屏幕面前移動時，裸眼3D產(chǎn)生的還需要“運動視差”。所謂運動視差，是指因為觀測者本身的移動而造成不同遠近的物體有移動速度的差異，使觀測者可以判斷物體間相對遠近關(guān)系。你可以想象，坐在行駛的列車里看窗外，近處的東西如電線桿在往后運動，而且越近的東西移動的速度越快；遠處的東西如山頭則向前慢慢移動；中間的物體如村莊好像是不動的。運動視差從根本上造就了3D視覺。

目前能夠?qū)崿F(xiàn)“運動視差”的裸眼3D技術(shù)仍處于研發(fā)階段，但已初顯成果。

pCubee顯影技術(shù)

哥倫比亞大學歷經(jīng)兩年的時間所研究開發(fā)出pCubee技術(shù)，運用運動視差的概念，通過一個由五個5英吋寬的正方形平面LCD螢?zāi)慌帕谐扇缢逑浒愕牧⒎襟w顯示裝置。內(nèi)部軟件采用了NVIDIA的PhysX物理加速技術(shù)以及名為「Open Scene Graph」的3D即時成像繪圖引擎完成了3D的虛擬實境。

五個平面LCD螢?zāi)皇怯扇齻€繪圖管線所驅(qū)動。顯示裝置還設(shè)有運動追蹤器，以及一個即時物理模擬引擎，實時監(jiān)控觀看者頭部的變化，并使屏幕上的畫面隨觀眾視野的轉(zhuǎn)移而改變，外觀看起來仿佛有東西置身其中。

視順序立體顯示技術(shù)

牛津大學和麻省理工學院聯(lián)手對視順序立體顯示技術(shù)進行了研究，這種視順序立體顯示器允許觀察者在不同的位置觀察不同的圖像，并能實現(xiàn)運動視差。不象很多運用柱透鏡和視差障技術(shù)的立體顯示器，視順序技術(shù)使用時分多用的原理，實現(xiàn)不犧牲分辨率的立體效果。

缺點和不足

裸眼式3D技術(shù)最大的優(yōu)勢便是擺脫了眼鏡的束縛，但是大部分技術(shù)在分辨率、可視角度和可視距離等方面還存在很多不足。

在觀看的時候，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畫面和眼鏡式3D技術(shù)尚有一定的差距。身體轉(zhuǎn)動幅度不能過大，否則，圖像會顯得模糊，甚至讓人感到惡心。觀眾必須位于一定的范圍內(nèi)才能觀察到立體畫面，若距離屏幕位置太遠，或觀察角度太大的時候，3D效果并不明顯。此外，若離屏幕距離太近，也會有明顯的頭暈現(xiàn)象。比如索尼的新的顯示器只有3英寸的大小，你必須保持與它一英尺的距離。

此外，圖像效果未必是你所能習慣的。掌上設(shè)備屏幕上的三維動畫看起來就像我們早已習慣于在電影屏幕上看到的較大的三維動畫的微型版，但呈現(xiàn)出的圖像效果遜色于在電影看到的效果。因為移動設(shè)備屏幕本身的分辨率在3D顯示效果下也會減半，如果其屏幕分辨率或者材質(zhì)清晰度不夠高的話，用戶的觀賞效果會大打折扣。就像夏普推出其3D觸摸屏新技術(shù)時所說，如果觀看角度不合適，那么看到的將會是“重影”的模糊圖片。

未來前景

總的來說，移動3D的前景還是相當引人注目，移動設(shè)備可能比全尺寸顯示器更適合3D技術(shù)。就拿移動3D手機游戲來說吧，玩掌上游戲的時候，你不必根據(jù)屏幕去大幅度地調(diào)整最佳的觀看位置。

游戲已經(jīng)成為智能手機功能中的主要勢力，這讓3D技術(shù)很自然地應(yīng)用在游戲上。如此給予購買智能手機和購買便攜式游戲機的用戶都具有相同的好處。有專家指出，“3D顯示雖因電影而起，但游戲才是讓這一波3D顯示成長茁壯的關(guān)鍵”。隨著3D裸視的處女地不斷被開發(fā)，要使供應(yīng)商獲得實質(zhì)性的甜頭以及發(fā)掘其潛在價值只是一個時間的問題，電玩游戲相信是讓消費者體驗3D的最快速捷徑。

市場調(diào)研機構(gòu)DisplaySearch最近預測，到2018年，全球?qū)?100萬臺3D移動設(shè)備。目前的移動3D技術(shù)還是處于發(fā)展的初始階段，所有新生的3D技術(shù)必將得到改善，并將掀起一場3D娛樂革命。

參考資料：

http://hct.ece.ubc.ca/publications/pdf/stavness-lamfels-CHI2010.pdf

http://hubpages.com/hub/3D-Without-Glasses-3DTechnology

http://tech.sina.com.cn/digi/2010-08-27/16381475807.shtm l

http://baike.baidu.com/view/1507310.htm l?from Taglist