3D之路現在還是未來

梅冬

摘要：20世紀50和80年代，3D技術曾經歷過兩次發展浪潮，而從2005年開始一直持續至今的3D技術的迅猛發展則是3D發展史上的“第三次”浪潮，在此期間，電影《阿凡達》的熱映更是使得人們對3D的關注進一步升溫，以至于2010年被許多媒體稱為3D元年。目前3D的應用領域主要集中在影院、家庭娛樂和電視直播。本文主要就3D做以下探討。

關鍵詞：基礎技術立體圖像3D

中圖分類號：TN919.8 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（b）-0032-01

1 3D顯示原理

1.1 3D顯示基礎技術

3D顯示從基礎技術的角度看，可以分為以下三種類型。

立體圖像對技術（Stereo Pair）：是發展最成熟、應用最廣泛的技術。這種技術的基本原理是：先產生場景的兩個視圖，然后用某種機制將不同視圖分別傳送給左右眼，確保每只眼睛只看到對應的視圖而看不到其他視圖，本質上是空間中存在兩張或多張平面圖像，通過“欺騙”人眼視覺系統而立體成像，長時間觀看易造成視覺系統疲勞。

體顯示技術（Volumetric Displays）：用三維像素描術顯示的3D場景，物理上顯示三個維度，能在空間中產生真正的3D效果，目前運用該技術只產生了一些實驗產品，如Actuality系 統公司的Perspecta 3D顯示器、Felix3D公司的SolidFelix。

全息技術（Holography）：是利用光波的干涉和衍射原理記錄并再現物體的真實感的成像技術，也是3D顯示的終極解決方案，目前還存在很多技術難題，短期內難有產品面市。

1.2 立體圖像對3D技術

對于目前實用的立體圖像對3D顯示技術又可以分為三種類型：色差式3D技術、快門式3D技術、偏光式3D技術。

色差式3D技術：是3D顯示技術中最早出現的，也是在技術層次上屬于最為初級的，需要一付紅青（紅淡藍）色差眼鏡，成本低廉；而在技術上也是將拍攝的影像在兩個不同的視角上分別在一幅畫面中以兩種不同的顏色印制在上面，在用肉眼觀看的時候就會呈現出模糊不清的重影圖像，只有通過對應的紅藍等立體眼鏡才可以看到立體效果，其原理就是對色彩進行紅色和藍色的過濾，紅色的影像通過紅色鏡片、藍色的通過藍色鏡片，使兩只眼睛看到的不同影像在大腦中重疊呈現出3D立體效果；其缺點是顯示效果有限，3D效果體驗不足。

快門式3D技術：主要是通過提高畫面的快速刷新率（至少要達到120Hz）來實現3D效果，屬于主動式3D技術，觀看時需要一副LCD快門眼鏡；利用該技術，當3D信號輸入到顯示設備（諸如顯示器、投影機等）后，以120Hz頻率刷新的顯示器上將逐幀交替出現左右眼的圖像，并通過紅外發射器將這些幀信號傳輸出去，負責接收的3D眼鏡在幀同步信號的控制下使得左右眼的圖像分別通過，觀眾的兩只眼睛看到快速切換的不同畫面，并且在大腦中產生錯覺，也就觀看到了立體影像。

偏光式3D技術：觀看時需要一副偏光眼鏡，成本較低，但對輸出設備的要求較高，非常適合商業影院等擁有眾多觀眾的場所使用。在IMAX 3D電影播放時需使用兩臺投影設備，兩臺投影機分別擁有自己的偏振濾波器，分別投射左眼和右眼圖像，通過眼鏡對光線的過濾形成3D影像。

1.3 3D顯示設備

3D影院系統的主要產品有RealD 3D系統、MasterImage3D、IMAX 3D系統、obly 3D系統、XPAND 3D系統等。

NVIDIA顯卡的3D stereo、德州儀器的DLP Link均基于主動快門式3D技術。得益于NVIDIA在顯卡市場中的領先地位和德州儀器DLP在投影機市場占據半壁江山優勢，快門式3D技術在電腦和投影機行業已經成了3D技術的代名詞。在CES 2010展會上，各大電視廠商主打3D概念，展出了各自的3D電視產品，從顯示屏類型看：有液晶電視、等離子電視；從3D顯示實現方式看，有“主動快門方式眼鏡+場序方式顯示器”，也有“偏光方式眼鏡+貼附偏光濾光片的顯示器”。在沒有廣播信號而只有3D電影光盤、3D游戲內容的狀況下，電視廠商使用3D-ready的概念推廣產品。

23D未來之路

3D儼然可以作為產業進行發展，然而標準的空白確實阻礙了企業研發的部分熱情。有的企業曾呼吁國家出臺相關標準，或者行業協會制定標準辦法，這說明3D標準已經引起廠商重視，規范化發展迫在眉睫。

目前的3D視聽未來發展趨勢，基本上可以總結為影院圍繞偏光式技術，家庭圍繞快門式技術，這就說明短期內使用3D眼鏡進行觀看的情況不能擺脫。很多人提問裸眼觀看何時能夠實現？就現階段發展來看，裸眼收看在日本已經可以實現，然而必須固定在很小的角度和范圍內，這對于家庭中舒適生活的理念是不相協調的。著名游戲機制造商任天堂也推出了基于裸眼收看的3D游戲機，除了角度的限制外，頭暈等不適癥狀頻出為技術升級帶來挑戰。因此，裸眼看3D從長期時間段考慮，仍需持續研發。

未來電影、電視的3D化或將風靡，而游戲的3D化也成為趨勢。一些網游企業已經開始考慮3D制作，以便帶來玩家更強憾的視覺沖擊。

在彩電廠商紛紛推出3D電視，爭取新的競爭制高點的時候，節目源的貧脊卻為3D電視大發展提出挑戰。不僅僅3D碟片數量有限，電視頻道也只是處于前期實驗階段。目前全球各國都在為3D普及做努力，日前美國著名的ESPN體育節目電視網宣布，他們將在今年南非世界杯時安排部分比賽使用3D立體電視技術進行轉播。日本索尼公司也將與探索頻道和IMAX公司合作在美國成立全球首家3D電視網，計劃每周7天、每天24h播送3D電視節目。甚至流行世界的YouTube現在已經可以支持3D視頻，提供更多樂趣。

雖然3D在近年的發展成績是可喜的，然而一些業內人士并不認為3D是未來視聽發展的惟一趨勢，除了3D外，高清等其它應用的發展潛力依然不容小覷，其市場前景不能忽略。

3D技術的成功緣于科技的無窮魅力，而3D創造的奇跡也為能否抓住時代機遇帶來挑戰。對于中國的技術發展前景來看，3D技術是產品設計、人才儲備、市場管理等各個方面的新課題。3D技術的成熟不僅可以帶動產品價值提升，同時為我國電影國際化和文化產業振興奠定了基礎。3D革命才剛剛起步，更多全新的視聽顛覆體驗讓我們拭目以待。