在我們的生活中，時(shí)常都能接觸到3D立體顯示的應(yīng)用。但如今主流的3D立體顯示技術(shù)，仍然不能使我們擺脫特制眼鏡的束縛，這使得其應(yīng)用范圍以及使用舒適度都打了折扣。于是，3D立體顯示能夠持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力，就落到了裸眼3D顯示技術(shù)這一前沿科技身上。

　　在剛剛過(guò)去的夏季電影市場(chǎng)，3D動(dòng)畫片與氣溫一樣火爆，《飛屋歷險(xiǎn)記》、《冰河世紀(jì)3》等重量級(jí)影片逼真的3D效果給觀眾帶來(lái)了前所未有的視覺享受。但是要欣賞這些3D電影，觀眾必須帶上特制的3D眼鏡，這讓很多人覺得不方便，而且長(zhǎng)時(shí)間觀看還可能導(dǎo)致某些觀眾出現(xiàn)雙眼疲勞甚至頭昏。很多影迷都在問(wèn)同樣一個(gè)問(wèn)題，何時(shí)才可以不依賴3D眼鏡就能方便地欣賞3D電影？其實(shí)針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，很多科技公司已經(jīng)研究出相應(yīng)的技術(shù)解決方案了，這就是一項(xiàng)被稱為“裸眼3D顯示”的技術(shù)，這種技術(shù)能夠不通過(guò)任何工具讓左右兩只眼睛從顯示屏幕上看到兩幅具有視差的、有所區(qū)別的畫面，并將其傳遞給大腦，從而使人產(chǎn)生立體感。它不僅能夠讓3D電影擺脫眼鏡的束縛，而且還能夠走進(jìn)我們的生活，應(yīng)用到電視機(jī)、顯示器、數(shù)碼相框上，使我們的影像生活變得更加精彩。

　　主流裸眼3D顯示技術(shù)揭秘

　　本來(lái)要借助特殊眼鏡才能觀看到的3D立體影像，如何僅通過(guò)肉眼就能看到？你一定很好奇吧，首先我們就來(lái)了解一下裸眼3D顯示技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理。它的實(shí)現(xiàn)方式主要有兩種：一是視差障壁技術(shù)，另一個(gè)為柱狀透鏡技術(shù)，目前主要的裸眼3D顯示技術(shù)都是在這兩種技術(shù)的基礎(chǔ)上改良而成的。

　　視差障壁技術(shù)

　　對(duì)3D顯示技術(shù)有些了解的讀者可能知道電影院在放映3D電影時(shí)，廣泛采用的是偏振眼鏡法。而首先要介紹的視差障壁（Parallax Barrier）技術(shù)（它也被稱為視差屏障或視差障柵技術(shù)），與偏振眼鏡法有些相似，不過(guò)一個(gè)需要通過(guò)眼鏡，另一個(gè)卻不需要。視差障壁技術(shù)是由夏普歐洲實(shí)驗(yàn)室的工程師經(jīng)過(guò)十年研究所得。它的實(shí)現(xiàn)方法是使用一個(gè)開關(guān)液晶屏、偏振膜和高分子液晶層，利用液晶層和偏振膜制造出一系列方向?yàn)?0°的垂直條紋。

　　這些條紋寬幾十微米，通過(guò)它們的光就形成了垂直的細(xì)條柵模式，稱之為“視差障壁”。而該技術(shù)正是利用了安置在背光模塊及LCD面板間的視差障壁，在立體顯示模式下，應(yīng)該由左眼看到的圖像顯示在液晶屏上時(shí)，不透明的條紋會(huì)遮擋右眼；同理，應(yīng)該由右眼看到的圖像顯示在液晶屏上時(shí)，不透明的條紋會(huì)遮擋左眼，通過(guò)將左眼和右眼的可視畫面分開，使觀者看到3D影像（圖1）。

　　圖1 視差障壁式裸眼3D技術(shù)的原理示意圖

　　不過(guò)該技術(shù)也存在一個(gè)較大的缺陷，就是由于背光遭到視差障壁的阻擋，所以亮度也會(huì)隨之降低，要看到高亮度的畫面比較困難。除此之外，分辨率也會(huì)隨著顯示器在同一時(shí)間播出影像的增加成反比降低，導(dǎo)致清晰度的降低。

　　柱狀透鏡技術(shù)

　　另一項(xiàng)名為柱狀透鏡（Lenticular Lens）的技術(shù)，也被稱為雙凸透鏡或微柱透鏡。它相比視差障壁技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是其亮度不會(huì)受到影響。它的原理是在液晶顯示屏的前面加上一層柱狀透鏡，使液晶屏的像平面位于透鏡的焦平面上，這樣在每個(gè)柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個(gè)子像素，這樣透鏡就能以不同的方向投影每個(gè)子像素。于是雙眼從不同的角度觀看顯示屏，就看到不同的子像素。不過(guò)像素間的間隙也會(huì)被放大，因此不能簡(jiǎn)單地疊加子像素。讓柱透鏡與像素列不是平行的，而是成一定的角度。這樣就可以使每一組子像素重復(fù)投射視區(qū)，而不是只投射一組視差圖像（圖2）。

　　圖2 柱狀透鏡式裸眼3D技術(shù)的原理示意圖

　　之所以它的亮度不會(huì)受到影響，是因?yàn)橹鶢钔哥R不會(huì)阻擋背光，因此畫面亮度能夠得到很好地保障。不過(guò)由于它的3D顯示基本原理仍與視差障壁技術(shù)有異曲同工之處，所以分辨率仍是一個(gè)比較難解決的問(wèn)題。

　　MLD技術(shù)

　　2009年4月，美國(guó)PureDepth公司宣布研發(fā)出改進(jìn)后的裸眼3D技術(shù)——MLD（multi-layer display多層顯示），這種技術(shù)能夠通過(guò)一定間隔重疊的兩塊液晶面板，實(shí)現(xiàn)在不使用專用眼鏡的情況下，觀看文字及圖畫時(shí)所呈現(xiàn)3D影像的效果。與以往采用柱狀透鏡技術(shù)的裸眼3D顯示器相比，MLD技術(shù)具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

　　一、觀看3D影像時(shí)，用戶不會(huì)產(chǎn)生眩暈、頭疼及眼睛疲勞等副作用；

　　二、3D顯示時(shí)，屏幕的分辨率不會(huì)降低；

　　三、可組合顯示文字等二維影像和3D影像；

　　四、對(duì)觀看3D影像的視野及角度沒有太大的限制，通俗點(diǎn)說(shuō)就是可視角度夠大。據(jù)悉，采用MLD技術(shù)的顯示設(shè)備已經(jīng)在美國(guó)拉斯維加斯的部分娛樂(lè)場(chǎng)所得到了應(yīng)用，并取得了良好的效果。

　　層出不窮的裸眼3D顯示產(chǎn)品

　　由于裸眼3D顯示技術(shù)具有良好的應(yīng)用前景，參與研究的廠商也在逐步增加。僅在目前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有不少?gòu)S商實(shí)現(xiàn)了裸眼3D顯示產(chǎn)品的商業(yè)化應(yīng)用，而這些產(chǎn)品也涉及到多種領(lǐng)域，呈現(xiàn)出百花齊放的局面。

　　應(yīng)用最多——顯示器

　　顯示器是裸眼3D顯示技術(shù)運(yùn)用得最多的產(chǎn)品。而提到顯示器，我們首先不得不提到裸眼3D顯示器領(lǐng)域曾經(jīng)的霸主——飛利浦。早在2006年，飛利浦就開始推廣3D顯示器，其在CES 2006上展出的42英寸裸眼3D顯示器樣機(jī)模型曾榮膺大會(huì)金獎(jiǎng)。至今為止，飛利浦推出過(guò)22英寸、42英寸和56英寸的多款WOWvx 3D顯示器（圖3），其采用的WOWvx技術(shù)到目前為止仍然是領(lǐng)先的裸眼3D顯示技術(shù)。但迫于金融危機(jī)的影響，飛利浦于今年4月表示將關(guān)閉3D顯示部門，并全面停止銷售3D顯示器，包括經(jīng)典的42英寸42-3D6W02顯示器。這對(duì)于裸眼3D顯示器的發(fā)展確實(shí)是一個(gè)非常大的損失。

　　圖3 曾經(jīng)風(fēng)靡一時(shí)的飛利浦WOWvx裸眼3D顯示器

　　飛利浦選擇了退出，但同樣有人選擇加入進(jìn)來(lái)，并且推出了一些最新的產(chǎn)品。2009年4月，美國(guó)PureDepth公司宣布研發(fā)出改進(jìn)后的裸眼3D技術(shù)——MLD，這種技術(shù)能夠通過(guò)一定間隔重疊的兩塊液晶面板，實(shí)現(xiàn)在不使用專用眼鏡的情況下，觀看文字及圖畫時(shí)所呈現(xiàn)3D影像的效果。與以往采用柱狀透鏡技術(shù)的裸眼3D顯示器相比，MLD技術(shù)具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一、觀看3D影像時(shí)，用戶不會(huì)產(chǎn)生眩暈、頭疼及眼睛疲勞等副作用；二、3D顯示時(shí)，屏幕的分辨率不會(huì)降低；三、可組合顯示文字等二維影像和3D影像；四、對(duì)觀看3D影像的視野及角度沒有太大的限制，通俗點(diǎn)說(shuō)就是可視角度夠大。據(jù)悉，采用MLD技術(shù)的顯示設(shè)備已經(jīng)在美國(guó)拉斯維加斯的部分娛樂(lè)場(chǎng)所得到了應(yīng)用，并取得了良好的效果（圖4）。

　　圖4 運(yùn)用MLD技術(shù)生產(chǎn)的20.1英寸產(chǎn)品和已經(jīng)量產(chǎn)的12.1英寸原型機(jī)

　　這一領(lǐng)域并非由國(guó)外廠商所獨(dú)霸，國(guó)內(nèi)同樣不乏在裸眼3D顯示器方面達(dá)到世界級(jí)水平的廠商。國(guó)內(nèi)廠商歐亞寶龍就曾接連推出過(guò)在當(dāng)時(shí)全球最大的61英寸以及103英寸的Bolod裸眼3D顯示器，并且這些產(chǎn)品都已經(jīng)正式推向市場(chǎng)（圖5），在國(guó)內(nèi)的部分高校、電視臺(tái)以及大型科技企業(yè)中，你或許就能看到它的相關(guān)產(chǎn)品。

　　圖5 展示中的寶龍Bolod立體顯示器

　　據(jù)悉，它旗下的Bolod裸眼3D顯示器如今已經(jīng)發(fā)展到第四代，產(chǎn)品也全部實(shí)現(xiàn)高清顯示。國(guó)內(nèi)企業(yè)能有如此成就，無(wú)疑是讓人振奮的。

　　小屏也玩3D——數(shù)碼相框

　　3D顯示器僅是裸眼3D顯示技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)方面，在數(shù)碼相框領(lǐng)域，同樣有廠商推出了相關(guān)的產(chǎn)品。想想看，數(shù)碼相框中的普通圖片“變成”具有3D立體效果的圖片，照片中的人物、事物呼之欲出，是不是很有意思。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中，目前在售的就有掌網(wǎng)公司推出的3Dinlife裸眼3D數(shù)碼相框。它是通過(guò)軟件計(jì)算后利用偏光原理，把拍攝的圖片或視頻分別折射到人的雙眼，使雙眼在同一時(shí)間看到不同的圖像從而感知到3D立體畫面（圖6）。

　　圖6 掌網(wǎng)公司推出的3Dinlife數(shù)碼相框

　　雖然在實(shí)際使用中，該數(shù)碼相框還存在著諸如畫面亮度不高，圖片效果一般等需要進(jìn)一步改進(jìn)的問(wèn)題，但普通照片能這樣輕松地變得立體，如此新奇的體驗(yàn)還是值得肯定的。

　　圖7 富士發(fā)布的裸眼3D數(shù)碼相框FinePix REAL 3D V1

　　國(guó)際大廠也不甘寂寞，富士公司就在不久前發(fā)布了自己的裸眼3D數(shù)碼相框FinePix REAL 3DV1，其尺寸為8英寸。在顯示正常的照片時(shí)，它的分辨率能達(dá)到800×600，但在3D顯示時(shí)，分辨率就會(huì)降為400×600。另外它還支持“視差調(diào)整”的調(diào)節(jié)，用戶可以手動(dòng)調(diào)整不同的3D立體程度和顯示效果（圖7）。不過(guò)由于其發(fā)布時(shí)間較短，具體效果還有待考驗(yàn)。

　　節(jié)目不再是問(wèn)題——電視里的3D頻道

　　英國(guó)人似乎更加超前，他們甚至已經(jīng)將裸眼3D頻道納入了議事日程。英國(guó)BSkyB電視臺(tái)就透露他們有可能在明年開通一個(gè)全新的3D電視頻道，為用戶提供完全不一樣的3D觀看體驗(yàn)。當(dāng)然，想要觀看3D頻道，用戶還需要得到3D電視終端和SKY HD機(jī)頂盒的支持，最新的3D機(jī)型可以實(shí)現(xiàn)裸眼3D的效果。如果你的電視機(jī)不是最新的3D機(jī)型，但具備3D READY功能，也可以通過(guò)佩戴立體眼鏡的方式觀看到3D畫面。

　　圖8 用3D電視終端和SKY HD的機(jī)頂盒觀看的裸眼3D節(jié)目

　　當(dāng)然，要想在家中獲得前所未有的新奇體驗(yàn)，你所付出的代價(jià)也是不小的，整個(gè)花費(fèi)可能達(dá)到3000英鎊，高昂的價(jià)格注定了在家觀賞裸眼3D節(jié)目暫時(shí)還是極小眾的行為（圖8）。也不知道什么時(shí)候，國(guó)內(nèi)的電視臺(tái)能開通個(gè)3D頻道，而電視廠商也能生產(chǎn)出廉價(jià)的3D電視機(jī)，讓我們也能享受到高科技帶來(lái)的樂(lè)趣。

　　寫在最后

　　裸眼3D產(chǎn)品雖然層出不窮，但是在分辨率、可視角度和可視距離方面仍然存在不足，這也是未來(lái)各個(gè)廠商都要努力突破的技術(shù)難點(diǎn)。由于技術(shù)的原理所限，目前裸眼3D顯示產(chǎn)品的分辨率普遍不太高，顯示效果要進(jìn)行提升比較困難，這對(duì)于習(xí)慣了高清節(jié)目的觀眾來(lái)說(shuō)就比較難以忍受?？梢暯嵌纫彩且粋€(gè)急待解決的問(wèn)題，目前的產(chǎn)品，人們?cè)谟^看屏幕時(shí)，必須位于一定的范圍內(nèi)才能觀看到立體畫面，若觀看角度太大，3D效果就會(huì)顯得不那么明顯。另外可視距離也是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題，如果觀看者距離屏幕位置太遠(yuǎn)同樣會(huì)使3D效果大打折扣，而離屏幕距離太近的話，人又容易出現(xiàn)明顯的頭暈現(xiàn)象。

　　以上這些問(wèn)題，各個(gè)有志于在裸眼3D產(chǎn)品方面分一杯羹的廠商都在想盡辦法尋求解決方案，前面提到的WOWvx技術(shù)、MLD技術(shù)等都是其中的佼佼者，相信用不了多久，我們就可以擺脫3D眼鏡的束縛，盡情地去享受各種3D產(chǎn)品帶來(lái)的快感了！

　　作者：蔣贊一