淺談日益發展的裸眼3D技術

杜俊蓉

摘 要：科技發展的最直接的體現，往往是人類視覺體驗上的進步與改變，與現在熱門的VR、AR技術一樣，裸眼3D技術也逐漸的走入人們的生活，被廣大人民多追捧和喜愛。本文主要對當前較為成熟的裸眼3D技術進行簡單的介紹和分析，使讀者對裸眼3D技術有初步的認識和了解。

關鍵詞：3D技術；裸眼；視覺

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.129

裸眼3D技術（Glassesless three-dimensional）顧名思義，是一種擺脫了3D眼鏡的，通過眼睛直視即可感受到立體視覺效果的尖端技術。在計算機的領域中，人們一直在研究如何用二維的平面，呈現出真如實物般的三維圖像。人們通過讓顯示在計算機屏幕上時顏色的灰度不同，從而產生視覺上的錯覺，進而產生立體感。

如今的主流3D技術，仍然是通過3D眼鏡等輔助工具來增強3D的體驗。但長時間的佩戴不僅束縛了使用者的自由，更嚴重的還會讓使用者產生惡心、暈眩等副作用，而對于近視的人群，如何舒適地佩戴兩幅眼鏡也成了需要解決的問題之一，種種的問題導致了人們對裸眼3D技術的需求，3D立體顯示持續發展的重任，也就將要由裸眼3D技術來承擔。

就目前的技術手段來說，裸眼3D的實現主要分為三種：光屏障式技術、柱狀透鏡技術和指向光源技術。

1 光屏障技術

光屏障式3D技術主要是通過開關液晶屏、偏振膜和高分子液晶層等硬件，利用液晶層和偏振膜制造出一系列方向為90度的垂直型條紋。當光線通過這些寬幾十微米的條紋時，就會形成細條的垂直柵模式，我們稱之為“視差屏障”。在立體的顯示模式下，光屏障式技術利用了安置在背光模塊以及LCD面板間的視差屏障，使應該由左眼看到的圖像顯示在液晶屏幕上時，不透明的條紋會遮擋右眼；同時使應該由又眼看到的圖像顯示在液晶屏幕上時，不透明的條紋會遮擋左眼。這樣將左眼和右眼的可是畫面分開，就能是觀看者看到3D影響。

這種技術的有點在于成本，光屏障技術能與已經普及的LCD工藝相互兼容，無需開發新型的顯示面板，所以在成本和量產普及上有著巨大的優勢。但由于技術的特點，采用光屏障技術的產品普遍畫面的亮度較低，畫面的分辨率也會隨著顯示器中同時間播出影像的增加而呈現反比例的降低。

2011年，任天堂公司推出的第四代便攜式游戲機3DS就是采用了光屏障式3D技術，憑借著消費者對新型視覺體驗的好奇與喜愛，3DS迅速占領的便攜式游戲機的市場，與當時如日中天的索尼PSP相抗衡。

2 柱狀透鏡技術

這種技術主要是使液晶屏的像平面位于柱狀透鏡的焦平面上，這樣在每個柱透鏡下面圖像的像素就會被分成幾個子像素，然后透鏡向每個不同的方向投影每個子像素。于是雙陽通過不同的角度去看顯示屏，就能夠看到不同的子像素。

柱狀透鏡3D技術的特點與光屏障3D技術的特點恰好相反。由于沒有條紋的障礙，畫面的亮度不會受到影響，因此畫面的顯示效果會更加的逼真。但由于柱狀透鏡技術的實現并不能與目前的LED與LCD工藝相兼容，所以在應用和普及是，需要投資來構造新的設備和生產線， 因此就產生了大量的成本。往往在消費者追求畫面的質量的時候，才會選擇應用此技術的產品。

3 指向光源：3M的指向光源3D技術

指向光源3D技術與前兩種的技術相比，具有分辨率高的特點，這種技術很好的保證了透光率，具有優秀的3D顯示效果。同時該技術對既有的實際構架也有很好的兼容性。但指向光源3D技術尚處于開發之中，產品還不太成熟，對于普及，還有很長的路要走。

就目前的情況來看，作為現在現實領域的發展重心而言，裸眼3d技術與虛擬現實及增強現實在實際的應用上還有一定的差距，在項目的應用數量上也是寥寥無幾，其主要的原因還是技術的缺陷。能否在技術上有所突破，成為了裸眼3d普及的關鍵。

根據筆者了解，目前的LED生產商所研發出來的裸眼3d LED顯示器大部分都會存在視角限制的缺陷。眾多商家在研發和生產的過程中，各種各樣的問題也接踵而至，其中“多視點”的設計成為了技術中的關鍵。現在的生產商大多致力于多視點的開發，為的是使用戶無論站在哪個角度，無論在哪個位置都能看到顯示器中的3d效果，這就要做到在顯示器中加入幾十個視點，就目前的技術而言，這是極其困難的。

隨著近幾年科技的不斷突破，裸眼3d技術的發展又有了新的機遇。從目前的市場反饋來看，市場對裸眼3d的認識已經有了新的進展，指定要求適用裸眼3d技術的產品也越來越多。目前裸眼3d正朝著實現完美高清顯示發展，同時，裸眼3d技術再與高科技相結合，將是裸眼3d技術的一個新的發展方向，當消費者可以拜托3d眼鏡的束縛，輕松欣賞電影院的各種超級大片和琳瑯滿目的商業廣告時，裸眼3d技術就會成為全世界的焦點。

盡管現在裸眼3D技術在某些領域還存在技術上的瓶頸，但人們只要不斷地去探索，不斷應用自己天馬星空的想象以及鍥而不舍的精神，相信終有一天，科技會再次突破。到那時，裸眼3D將真正走進人們的生活，為人們帶來次時代的視覺體驗。