解密3D立体影像世界
成功的3D显示,必须兼顾到视差、着色和阴影、线性角度和运动视差3个因素。这需要硬件能够给两眼带来不同的画面,同时需要影像内容中具备更多的细节(不同侧面、不同的明暗度),因此,对硬件和软件都是一个考验。
3D设备的尝试
几十年前,也许有人已经看过了立体电影。观看这种电影时,你会领到一个一边是红色镜片、一边是绿色镜片的眼镜。通过这个奇怪的眼镜,你看到屏幕上的的世界发生了质的变化——飞机、坦克不可思议地从平板式的银幕里“冲”了出来,几乎触手可及。
红绿眼镜是最简单的分离左右眼的方式之一。它利用的是红色镜片只能透过红光,绿色镜片只能透过绿光的特性,将左右眼进行了分离。这是实现3D的第一种方式:左右眼所看到的光线的分离。
红绿眼镜的成本非常低廉,在很多儿童图书上会用红绿眼镜来实现图片的立体化,让儿童欣喜不已。然而,红绿眼镜也存在先天的缺陷,那就是,你看到的色彩总有一些不真实的感觉,尤其是物体的边缘(这些地方往往左右眼看到的细节不同)会只有一种色彩,使人产生一种晕眩的感觉。它的好处是,两眼看到的场景在时间上是并行并且连贯的,不会产生闪烁感,因而不会带来真正意义上的头晕和头痛。
随着技术的进步,人们现在已经通过类似的思路开发出了不需要眼镜的3D显示设备。这种设备采取的是另一种思路:控制光线的方向,将不同的光线分别投入左右眼中。三洋电机公司设计的3D显示器的原理就是这样。在该设备上,三洋公司设计了多个条状遮光“图像分割棒(Image Splitter)”,通过有条件地遮挡光线,控制光线的方向,使用户的右眼和左眼分别只能看到右眼图像和左眼图像,以此实现立体效果。
这种方式的缺点在于,只有在某个合适的距离和合适的角度范围内,才能实现较好的观赏效果。为了解决这一问题,三洋添加了可检测用户头部位置的“头部跟踪系统”,即使用户移动到了立体可视范围之外,也能相应地改变图像分割棒的开口部以便用户在移动后的位置上也能获得立体视觉效果。
与此类似,飞利浦设计的3D液晶显示器,采用双凸透镜设计,使用户的左右眼可以选择性地看到9个视角的影像。不过,由于像素被分配到不同的眼睛,用户所看到物体的分辨率要小于屏幕的实际分辨率。
实现3D的另一种方式是再造一个3D的屏幕。美国马萨诸塞州贝德福德市的实境系统公司(Act