3D技术的简明原理及3D的发展历史
如今无论在哪里,3D技术都已成为了一个风尚标,同时也是未来影像技术的发展方向。电视行业内都有这样的认可:电视行业发展至今经历了两次技术革命,第一次,图像由黑白变成了彩色,第二次,平面图像变成的现在的立体图像,也就是现在的3D技术。然而高清图像,甚至3K,4K超高清也都谈不上是一次革命,这只是图像质量的一次提升。目前3D技术的发展及推广,远远超过了高清技术的推广速度。任何技术的发展都应顺应社会的需求,以人为本,对未来的技术发展应有全局观,敏锐的嗅觉。做技术的人眼睛不能只盯着技术本身,要关注市场,关注消费群体,关注高新技术的发展趋势,这样我们就有明确的目标,准确的定位。
3D技术的简明原理及3D的发展历史
要说3D影像因何而生?归结起来就是“视觉移位”。下面我们就从观看世界最重要的眼睛谈起。人的两眼左右相隔在6厘米左右,这意味着假如你看着一个物体,两只眼睛是从左右两个视点分别观看的。左眼将看到物体的左侧,而右眼则会看到她的中间或右侧。当两眼看到的物体在视网膜上成像时,左右两面的印象合起来,就会得到最后的立体感觉。而这种获得立体感的效应就是“视觉位移”。
而拍摄影像时,只要用两台摄影机模拟左右两眼视差,分别拍摄两条影片,然后将这两条影片同时放映到银幕上,放映时加入必要的技术手段,让观众左眼只能看到左眼图像,右眼只能看到右眼图像。最后两幅图像经过大脑叠合后,我们就能看到具有立体纵深感的画面。这就是我们所说的3D影像。下面就来说说几种不同原理的3D。
早期黑白立体影像:红绿滤色透镜。这种眼镜我估计大家都见过,小时候这种眼镜已经非常常见了。我们可以自己试着分别用红笔和绿笔在一张白纸上写字,透过红色镜片后,白纸也变成了红色,眼睛就看不到红色笔写下的字,但是可以看到绿笔写下的字。而透过绿色镜片看纸当然就看不到绿字,只能看到红笔的字迹。根据这个原理通过红绿眼镜的过滤处理,两只眼睛各自就看到了,由两部摄影机拍摄的不太一样的画面,最终两幅画面的叠加就形成了立体视觉,这是早期立体电影红绿滤色透镜技术。这种技术实现起来比较简单,而且造价低廉。
早期彩色立体影像:分像偏光立体影像。这也是一种常见的立体成像方法,普通的光线是沿波浪状路线前进的,就如人抖动一条长绳一样。如果让光波通过一种特制的镜片,只允许某一种特定的振动光波通过,就好像给波动的绳子设置栅栏一样,结果使波动的绳子只能通过垂直方向的栅栏,而不能通过平行方向的栅栏。这种特制的镜片就称为“偏光镜”。而早期彩色立体电影的效果就是利用光的偏振现象形成的。立体电影利用一左一右两架摄像机同时拍摄同一景物,放映时使用两架放映机,各套上一个偏振镜,把两个偏振光的影像同时放映在银幕上,两个偏振光的振动方向就能互成直角。观众在观看电影时要戴上特制的偏光眼镜,而左右两镜片透过的偏振光振动方向互相垂直,能通过左眼的偏振光就不能通过右眼,而能通过右眼的偏振光就不能通过左眼,这样一来,左眼的镜片只允许左方摄像机的影像通过,而右眼的镜片只允许右方摄像机的影像通过,最后,彩色立体影像出现了。
最方便的观看:裸眼3D立体图像。对于已经是近视的朋友来说,再戴一副3D眼镜真的非常痛苦,而最理想的3D观影效果是什么哪?肯定是裸眼就能看出3D效果。早在2007年3DVStar就开始关注裸眼3D,并于2010年5月2日联合外国公司成功推出了第一款裸眼3D手机,之后爱国者、夏普、HTC也陆续推出裸眼3D的产品。据悉,目前“裸眼”3D技术已经趋近成熟,而国家政策方面也对这一行业给予了极大的支持,并于去年将其纳入十二五规划中,预计今年将会迎来它的爆发期。
其实3D已经以各种不同的形式存在了很长一段时间了。第一种主流3D电影出现在上世纪50年代。那时的人们相信3D就是电影的未来。诸如《非洲历险记》(1952),《黑暗中的人》(1953),《蜡像馆》(1953),以及《宇宙访客》(1953)一类的电影,以这种新技术让观众们激动不已。虽然来势汹汹,然而3D却没能站稳脚跟。少数的3D影院因为昂贵而复杂的放映设备而苦苦挣扎了一段时间。很小的错误就能让双投影系统失去同步从而破坏3D效果。观众对黯淡的图像质量和不甚理想的观看条件感到不满。3D电影于是蛰伏了许多年。
3D在上世纪80年代有过一次短暂的复辟。这一次,技术有了一些进步——电影院能够用单独一台而不是两台投影机显示3D。这极大程度地减少了同步错误出现的几率,虽然放映师为了修复胶片而进行的一次不正确的粘合仍然会让电影失去同步。这个时期还出现了IMAX 3D。有那么几年,3D享有了一次健康的复苏,而人们又一次确信3D影院是正确的方向。然而随着《大白鲨3D》(1983),《黑色星期五3)》(1982),以及《鬼屋3D》(1983)这些节目面市,观众们很快就对这些花招感到厌倦了,对3D的狂热也逐渐消退。
而今,随着《极地特快》,《鬼妈妈Coraline》,《怪物大战外星人》,当然还有《阿凡达》这些电影的发行,3D再一次复出。这一次,有几个关键的区别,预示着3D可能会再也不会离开舞台了。随着数字影院的出现,同步和时序问题完全被消除。电影放映设备的成本和复杂程度的下降,使得3D系统可以被安装在更多的影院中。而电影摄制者们也正在学习怎样使用3D。早期3D电影的那种投机取巧的效果已经被抛弃,他们现在偏爱对深度感的更让人投入、更具有整体性的应用。
可能最重要的是,如今将3D体验带进家庭要容易得多了。凭借主动式LCD快门眼镜,一台兼容显示设备,以及一台足够强大的电脑,我们已经来到了新的时代:电影和视频游戏能够以接近商业影院体验的高质量3D效果进行观看。蓝光播放机即将能够以3D的形式将全1080p电影呈现给能够显示3D的电视机和投影机。
3D技术一旦进入到家庭当中,电视行业就面临技术的革新和一个新时代的来临,面对无限的挑战和巨大的机遇。
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