1、不讓眼睛受欺騙 四種立體顯示技術逐一分析三個產生立體感的條件要使一幅畫面產生立體感，至少要滿足三個方面的條件:一、畫面有透視效果透視效果是觀看三維世界時的基本規律，是畫面產生立體感的基本要求。如果畫一個立方體卻不遵照立方體的透視規律來畫，那么 畫出來的作品就一定不會產生立方體所應有的立體感，不過即使是這樣的作品還是有透視效果的，只不過是別的東西的透視效果。那么什么是沒有透視效果呢?一個 正方形就沒有透視效果，如果畫面中只有一個孤零零的正方形的話就絕對不會有立體感。二、畫面有正確的明暗虛實變化真實世界中根據光源的亮度、顏色、位置和數量的不同，物體會有相應的亮部、暗部、投影和光澤等，同時近處的物體

2、在色彩的飽和度、亮度、對比度等 方面都相對較高，遠處的則較低。如果畫面中沒有這些效果或是違反這些規律，都不會產生好的立體感。三、雙眼的空間定位效果人眼在觀看物體時，兩只眼睛分別從兩個角度來觀看，看到的兩幅畫面自然有細微的差別，大腦將兩幅畫面混合成一幅完整的畫面，并根據它們的差別線 索感知被視物的距離。這就是雙眼的空間定位，是人眼感知距離的最主要的手段。如果重放畫面的時候不能再現這種空間定位的感覺，那么即使前兩點做很不錯也總 覺得欠缺點什么。以上三點只有同時滿足才能產生比較完美的立體效果，普通顯示器可以實現前兩點卻無法實現第三點，而所謂的立體顯示技術也就是能夠再現空間定位感 的顯示技術。關于為什

3、么普通顯示器無法再現空間定位感，可以藉由觀察視差角的不同來理解。視差角就是雙眼和一點的兩條連線之間的角度，距離近則視差角大、距 離遠則視差角小，物體的表面有無數個點，那么就有無數個視差角，我們只需找其中有代表性的幾個作分析。立體眼鏡技術如圖顯示，人眼在看真實的圓柱體和看屏幕上顯示的圓柱體時，視差角有明顯的不同，看屏幕時的視差角實際上和看平板玻璃時是一樣的，因此不管屏幕 上顯示的內容如何變化，立體感始終 是一個平面，這也是普通顯示器無法實現立體顯示的原因。既然如此，首先想到的解決辦法自然就是把顯示器做成圓柱體形狀，這樣當然可以完美的顯示圓柱體，不 過這樣的顯示器不管顯示什么內容時都會機械的制造出

4、中間近、兩邊遠的效果。世界上倒也的確有類似的技術，比如有一種國家專利的“立體眼鏡”，它就是通過光學手段把輸送給兩眼的畫面作處理，把給其中一只眼的畫面扭曲成平 行四邊形。這樣就相當于把畫面下部的視差角增大了，產生了近的感覺，畫面的上部則感覺比較遠。雖然是十分單純的欺騙眼睛的手段，對于大部分畫面來說這種效 果倒也不錯。但是，它并不能算是立體顯示技術。那么為了完美顯示每一種物體，顯示電風扇時就得用電風扇形的顯示器，顯示飛機又要用飛機形狀的顯示器，如果要顯示宇宙該用什么形狀的顯示器呢? 顯然，這樣就走入了一條死胡同，因此必須找到其它的方法。我們繼續思考的話可以想到，視差角之所以存在都是因為我們有兩只眼

5、睛，那么我們可以從這一點著 手。設法分別向兩眼輸送兩個拍攝角度略有不同的畫面，給左眼的畫面只讓左眼看到，給右眼的只讓右眼看到，那么如同前面提到的立體眼鏡，調節兩幅畫面 之間的細微差距就相當于調節視差角。既然可以人為的控制視差角，我們就可以在顯示圓柱體時調節視差角產生圓柱體的立體感，顯示電風扇、飛機時產生電風扇和飛機的立體感，顯示宇宙時 產生宇宙中每個星球的立體感等等。按照這個方法不就可以實現完美的立體顯示了嗎?事實上，當今主流的4種立體顯示技術都是基于這個原理的。立體顯示技術的種類非常多，大部分還在實驗室中，目前投入應用比較多的是分色、分光、分時和光柵4種技術。根據上面的介紹，實現基于雙眼視覺

6、的立體顯示需要經過兩大步驟，首先，要準備好兩套分別供左眼和右眼觀看的畫面。目前，這種畫面的來源有三種途 徑:一、雙機拍攝。拍攝電影或圖片時將兩臺照像機或攝像機并排放置，兩機間的角度和距離都模擬人的雙眼。二、從3D場景中提取。由于3D場景本來就被設計用來可供任何角度觀看，所以從中提取兩套畫面自然不難，提取的兩套畫面相互間的角度要模擬人的 雙眼。三、用軟件智能模擬。這是利用計算機根據原始畫面重新生成兩套畫面，可用于將現有的普通視頻和圖片轉換為立體顯示的片源，但效果略差。在第一步中，三種獲取途徑是通用的，但實際的產品中通產只采用某一種方式。片源準備好以后，第二個步驟就是將它們輸送給雙眼，并且要點是給

7、左眼觀看的畫面只能讓左眼看到。在輸送時其實并不需要刻意的調節兩套畫面的差 距，只要能將上述途徑獲得的片源按要求輸送給雙眼，那么人眼就會自動產生與畫面對應的立體感了。為了實現這一步，各種立體顯示技術采用了不同的方式，4種 技術的區別也就在于此。實現方法4種主流立體顯示技術的原理及實現方法下面就介紹4種技術如何將片源輸送給雙眼，其中前三種，分色、分光、分時技術的流程很相似，都是需要經過兩次過濾，第一次是在顯示器端，第二次 是在眼 睛端:分色:分色技術的基本原理是讓某些顏色的光只進入左眼，另一部分只進入右眼。我們眼睛中的感光細胞共有4種，其中數量最多的是感覺亮度的細胞， 另外三種用于感知顏色，分別可

8、以感知紅、綠、藍三種波長的光，感知其它顏色是根據這三種顏色推理出來的，因此紅、綠、藍被稱為光的三原色。要注意這和美術 上講的紅、黃、藍三原色是不同的，后者是顏料的調和，而前者是光的調和。顯示器就是通過組合這三元色來顯示上億種顏色的，計算機內的圖像資料也大多是用三原色的方式儲存的。分色技術在第一次過濾時要把左眼畫面中的藍 色、綠色去除，右眼畫面中的紅色去除，再將處理過的這兩套畫面疊合起來，但不完全重疊，左眼畫面要稍微偏左邊一些，這樣就完成了第一次過濾。第二次過濾是 觀眾帶上專用的濾色眼鏡，眼鏡的左邊鏡片為紅色，右邊的鏡片是藍色或綠色，由于右眼畫面同時保留了藍色和綠色的信息，因此右邊的鏡片不管是藍

9、色還是綠色都 是一樣的。注意，也有一些眼鏡是右邊為紅色，這樣第一次過濾時也要對調過來，購買產品時一般都會附贈配套的濾色眼鏡，因此標準不統一也不用在意。以紅、綠 眼鏡為例，紅、綠兩色互補，紅色鏡片會削弱畫面中的綠色，綠色鏡片削弱畫面中的紅色，這樣就確保了兩套畫面只被相應的眼睛看到。其實準確的說是紅、青兩色 互補，青介于綠和藍之間，因此戴紅、藍眼鏡也是一樣的道理。目前，分色技術的第一次濾色已經開始用計算機來完成了，按上述方法濾色后的片源可直接制作成 DVD等音像制品，在任何彩色顯示器上都可以播放。分光:常見的光源都會隨機發出自然光和偏振光，分光技術是用偏光濾鏡或偏光片濾除特定角度偏振光以外的所有光

10、，讓0度的偏振光只進入右眼，90 度的偏振光只進入左眼(也可用45度和135度的偏振光搭配)。兩種偏振光分別搭載著兩套畫面，觀眾須帶上專用的偏光眼鏡，眼鏡的兩片鏡片由偏光濾鏡或偏 光片制成，分別可以讓0度和90度的偏振光通過，這樣就完成了第二次過濾。目前，分光技術的應用還主要停留在投影機上，早期必須使用雙投影機加偏振光濾鏡 的方案，現在已經可以用單投影機來實現，不過都必須配合不破壞偏振光的金屬投影幕才能使用。分時:分時技術是將兩套畫面在不同的時間播放，顯示器在第一次刷新時播放左眼畫面，同時用專用的眼鏡遮住觀看者的右眼，下一次刷新時播放右眼畫 面，并遮住觀看者的左眼。按照上述方法將兩套畫面以極快

11、的速度切換，在人眼視覺暫留特性的作用下就合成了連續的畫面。目前，用于遮住左右眼的眼鏡用的都是 液晶板，因此也被稱為液晶快門眼鏡，早期曾用過機械眼鏡。光柵:光柵技術和前三種差別較大，它是將屏幕劃分成一條條垂直方向上的柵條，柵條交錯顯示左眼和右眼的畫面，如1、3、5顯示左眼畫面，2、 4、6顯示右眼畫面。然后在屏幕和觀眾之間設一層“視差障礙”，它也是由垂直方向上的柵條組成的，對于液晶這類有背光結構的顯示器來說，視察障礙也可設 在背光板和液晶板之間。視察障礙的作用是阻擋視線，如圖，它遮住了兩眼視線交點以外的部分，使左眼看到的柵條右眼看不到，右眼看到的左眼又看不到。不過， 如果觀看者的位置改變的話，那

12、么視差障礙位置也要隨之改變。為了方便移動視差障礙，小型光柵顯示器都是采用液晶板來作為視差障礙的，而檢測觀看者位置的方 法主要有兩種，一種是在觀看者頭上戴一個定位設備，另一種是用兩個攝像頭像人眼一樣的定位。優點缺點4種主流立體顯示技術的優缺點表面上看，4種技術在將左右眼畫面分別輸送給雙眼這一步驟上如同八仙過海，但仔細分析過后就會發現它們有著不同的優缺點。應用范圍方面:這 4種技術可應用的范圍還是比較廣的，值得一提的就是分時技術還不能應用于液晶顯示器，主要是因為液晶顯示器的響應時間太長，響應特性也非常怪異。你可能會 問，既然分時技術不能用于液晶顯示器，為什么可以采用液晶快門眼鏡呢?此事說來話長，大

13、家若想了解這其中的乾坤，可以查閱其他介紹液晶顯示器響應時間的文 章。舒適性方面:前三種技術使用時必須要配戴專用的眼鏡，好在觀看的位置不限;光柵技術雖然不需要配戴眼鏡，但有一部分產品要在頭上配戴定位設備， 同時觀眾必須在特定的范圍內才能正常觀看。畫面質量方面:4種技術普遍存在亮度損失的問題，分色技術使用顏色較深的濾色鏡，亮度損失理所當然，同時它還會損失一部分顏色信息，另外顯示彩 色畫面時，如果鏡片顏色不夠深，很可能導致濾色不徹底，會影響觀看效果;分光技術要用到偏光片，它會吸收特定角度偏振光以外的所有光，亮度損失很嚴重;分 時技術雖然在任意一個時刻只有一只眼睛能看到光線，但由于人眼的視覺暫留特性，

14、所以這并不是它損失亮度的主要原因，之所以損失亮度，是因為液晶快門眼鏡中 也包含偏光片，所以它和分光技術是一樣的;至于光柵技術，視差障礙使每只眼睛只能接收到原來一半的光線，因此亮度損失一半，同時水平分辨率也只有原來的一 半。保護視力方面:首先，分光和光柵兩種技術對視力是沒有損害的，另外兩種技術中，分色技術是無藥可救的，因為觀看時，雙眼接收到的顏色信息嚴重不 平衡，雖然大腦可以將它們完美的組合在一起，但是會造成視神經疲勞，不能長時間使用。分時技術必須配合CRT這類的低響應時間的顯示器才能使用，CRT一 個顯著的特點是瞬間發光，必須以非常高的頻率重復的掃描，然后在人眼視覺暫留特性的作用下才能呈現連續

15、的畫面，為了使畫面足夠穩定并且不會對視力造成損 害，刷新頻應該達到85赫茲，普通顯示器都可以達到這個指標，但使用分時技術后就不同了，由于單位時間內只有一只眼睛能看到畫面，原來的85赫茲現在變成 了42.5赫茲，如果還要保護視力的話，顯示器的刷新率就要設置為170赫茲了。但是顯示器的性能有限，很多顯示器即使在最低的分辨率下也只能達到120赫茲，實際只相當于60赫茲，在這樣的刷新率下人眼就很容易疲勞了。即 使顯示器支持170赫茲的高刷新率，液晶快門眼鏡也大多不支持。需要注意，這個缺點只是針對CRT而言，如果換用非瞬間發光的顯示器就不存在這個問題了， 但絕大部分的液晶快門眼鏡都是為CRT優化的，可能

16、會不適應其它顯示器的響應時間和響應特性。4種應用4種主流立體顯示技術在個人電腦上的應用在了解了這4種技術以后，想必大家都很想在自己的電腦上體驗一番吧，也不知道大家都看中了哪種技術，在文章的最后，我就介紹一下這4種技術在個 人電腦上的應用吧。想在計算機上使用分色技術并不難，一種方法是直接購買制作好的分色技術的DVD，如特工小子立體版和怪物史瑞克立體版。另外也可以使用 專用立體播放軟件，如東方影都立體版，它可以實時的將普通電影轉化成應用于分色技術的立體電影，是目前最廉價的方案。要使用偏光技術就不太容易了，只有一些小作坊聲稱可以將筆記本電腦的屏幕改造為立體顯示器，改造的方法很簡單，就是將屏幕貼上玻璃紙，只是不知 道他們提供的軟件如何。玻璃紙的作用同偏光片，但更便宜。玻璃紙種類很多，原本都是用于包裝的，所以不是所有的玻璃紙都有偏光的作用，記得以前有一則新聞 就是報道美國的公司發現了一種偏光效果非常好的玻璃紙。分時技術的產品絕大多數都是為個人電腦和工作站設計的，購買如豪杰