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今天開篇來討論一下關于33D的那些事......錯了，是3D的那些事 《3D原理：為什么我們能看到3D》 “3D的初體驗” 記得小時候，差不多20多年前了，我父親帶我看了人生中第一部3D電影，內容應該是講佐羅的，但是很遺憾，現在完全搜索不到相關的信息。我印象非常深刻的是當佐羅一劍刺向銀幕外的時候，嚇得全場的小心肝都在噗噗地跳，那種3D的效果，就像是腦門都要被刺穿了的感覺。然后當時除了這一部電影之外，其他的3D都是一些科教娛樂的短片，也就沒有什么特別的回憶了。 “3D的再體驗” 還是小時候，差不多20年前，父親有個朋友從日本回來，帶給我一本關于恐龍的雜志，應該是連載的那種。雜志里還附送了一板立體拼圖，可以拼出一個立體的恐龍腦袋，應該是連續買該本雜志的話，可能拼出整條霸王龍，當然，這個對我來說就是不可能了。不過書里面還有比恐龍模型更吸引我的地方，就是書中自帶一副紅藍眼鏡，而中頁有兩副3D圖畫，分別是霸王龍以及劍龍，當使用紅藍眼鏡看這兩只恐龍的話，立體感躍然紙上，每只恐龍似乎都活了過來，伸手就可以摸到。尤其是劍龍身上的那一根根刺，全部都伸出了雜志之外。對于當時并不了解3D原理的我，這簡直就是天書啊，帶去學校里與我的小伙伴分享之時，在班級里地位也是直線上升，哇卡卡卡卡卡。 直到后來接觸了更多的3D影像，也了解了3D的原理，才知道其實3D并沒有想象中那么復雜，原理還是相當簡單的。用一句話來解釋3D就是——“左右眼看到的物體面不一樣”。舉個簡單的例子，你拿一個1元的硬幣，垂直的放在雙眼中間，離開大概10cm即可。然后分別閉上左右眼去觀察，你會看到一只眼睛看到的是正面，而另一只眼睛看到的是背面，當同時睜開眼睛的時候，硬幣就變成3D立體的了。也就是說，當你用一只眼睛看世界的時候，世界是2D的，完全沒有景深。只有用兩只眼睛同時去看世界，世界才是立體的。在原始的2D電影或者電視中，你不可能在同一個畫面中又看到硬幣的正面，也看到硬幣的反面，所以注定了這樣的電影、電視只能是2D的。下面的這一幅畫就可以很容易地理解這個觀點。
《3D成像——眼鏡篇》 3D眼鏡的種類有很多，但是目的都只有一個，就是要讓左眼跟右眼看到的圖像不一樣，以此來產生3D效果。 一、色分法 色分法是最早出現的也是最廉價的3D解決方案，幾乎不用更新任何設備，只需要簡單地使用紅色、藍色或者綠色的濾光鏡片就能實現3D的效果。早起的紅藍影片在拍攝時，需要使用左右兩個攝像機并且為它們分別加上紅色和藍色的濾光鏡，這樣兩個鏡頭中的畫面就會產生顏色差異。后來視頻編輯工具可以再后期對視頻進行色彩處理，所以紅藍3D影片已經不需要在攝像機前添加濾光鏡了。在觀看影像時用戶需要戴上一個紅藍濾光眼鏡，此時希望發射到左眼的畫面已經預先剔除掉了紅色像素，當它通過左眼的紅色鏡片時紅色會被補全，得到正常彩色的畫面，而這個畫面在通過右眼的藍色鏡片時大部分會被過濾掉，用戶只能看到非常昏暗的畫面，這種畫面很容易被大腦忽略掉。反之，希望右眼看到的畫面也會進行類似的去色處理。 色分法的原理可以參看下圖。
如果你手上剛好有一副紅綠眼鏡，那么就福利一下吧。
紅綠成像的原理決定了這是一種極為低廉的解決方案，任何人在家里就能觀看到3D，網上大量的紅綠片源，無論是老的顯像管電視機，還是新的LED電視，甚至是投影機，都可以順利地播放這樣的片源，我們需要做的，就是買一付相應的紅藍或者紅綠眼鏡，帶上以后就可以享受3D了，幾乎是0成本。當然，廉價的方案一定有其犧牲的地方，對于分色法來說，顏色的過濾會出現無法避免的偏色，這讓畫面效果大打折扣，同時就算真的顏色過濾得很干凈，畫面也無法還原到電影本身的真實色彩。筆者用過過濾最好的紅藍眼鏡是以前訊景的顯卡里送的原裝眼鏡，使用顯卡的紅藍3D功能時，顏色可以過濾的非常干凈，非淘寶那些眼鏡可以比擬。 看到淘寶的月銷量，就可以知道紅藍3D的市場還是機器廣泛的
不過看看評價，反響太好的很多。雖然我覺得很多評價的人是因為不明白3D原理才會給出那么小白的評價。
如果你用的是Nvidia的顯卡，并且可以開啟3D Vision的功能，在設置界面打開3D Vision，然后運行一款支持3D顯示的游戲（基本上現在的絕大部分3D游戲都支持），在顯卡的3D顯示方式里，選擇紅藍顯示模式，再進入游戲后就會發現游戲會出現紅藍重影，戴上紅藍眼鏡后就可以看到3D效果了。
二、光分法 光分法主要是光的偏振性來解決左右眼顯示不同內容的方案。目前絕大部分3D影院以及國內不少“不閃式”3D電視都是采用這種方式。偏振的原理我相信大部分玩攝影的值友都應該知道，偏振片在攝影領域還是有很大的用處的。光其實就是由互相垂直的電場和磁場形成的一種電磁波，自然光是很多電磁波的混合物，它在各個方向的振動是均勻的。當它以特定的角度（布儒斯特角）經過非金屬表面后反射形成的眩光是偏振光。偏離了這個角度，就會有部分非偏振光混雜在偏振光里。部分偏振光是有程度的，偏離的角度越大，偏振光的成分越少，最終成為非偏振光。
有了偏振光，有時會給我們攝影帶來不利，玻璃表面的反射光，使我們拍攝不到玻璃櫥窗里面的東西，水面的反射光使我們拍攝不到水中的魚。當我們在鏡頭前增加了偏振片以后，可以通過旋轉偏振片，來調節允許光通過的偏振角度，這樣可以過濾掉很多反射光，如下圖所示。
但利用偏振光的這種特性正好滿足立體電影的需求——讓左右眼看到完全不同的畫面。通過給兩個投影機加裝偏振片，讓投影機投射出互相垂直的完全偏振光波，然后觀眾通過特定的偏振眼鏡，就能讓左右眼看到各自不同的畫面而互不干涉。偏振放映技術目前在3D電影院中較為常見，在早期放映立體電影時，也曾經使用過偏振眼鏡。但確切的說，那時使用的眼鏡應該叫線偏振眼鏡。而現在普遍使用的圓偏振技術是在線偏振的基礎上發展的，原理基本一致，但它在觀看效果上比線偏振有了質的飛躍。以前我們在使用線偏振眼鏡看立體電影時，應始終保持眼鏡處于水平狀態，使水平偏振鏡片看到水平偏振方向的圖像，而垂直偏振鏡片看到垂直偏振方向的圖像。如果眼鏡略有偏轉，垂直偏振鏡片就會看見一部分水平方向的圖像，水平偏振鏡片也會看見一部分垂直方向的圖像，左、右眼就會看到明顯的重影。
而圓偏振光偏振方向是有規律的旋轉著的，它可分為左旋偏振光和右旋偏振光，它們相互間的干擾非常小，它的通光特性和阻光特性基本不受旋轉角度的影像。現在看偏振形式的3D電影時，觀眾佩戴的偏振眼鏡片一個是左旋偏振片，另一個是右旋偏振片，也就是說觀眾的左右眼分別看到的是左旋偏振光和右旋偏振光帶來的不同畫面，通過人的視覺系統產生立體感。Real-D和IMAX的3D放映輔助系統主要采用的就是這種技術。
再聊一下目前市面上所謂的“不閃式”3D電視，原理是電視機完整的1080p像素，拆分為奇數行與偶數行兩組畫面，奇數行與偶數行像素上方分別鍍上了偏振薄膜（偏振方向垂直），這樣人眼帶上偏振眼鏡后，左眼將只能看到奇數行的像素，右眼將只能看到偶數行的像素。
由于奇數行與偶數行的畫面有一定的位移差，大腦看到合成后的圖像就會產生立體感。這樣人腦通過左右眼合成的虛擬圖像將會接近與1080p的水平，但當圖像高速運動時，會不可避免的產生交錯感，這種感覺不可能通過軟件后期處理來消除。隔行交錯偏振式3D最終的顯示效果，始終會有交錯感。
最后，總結一下光分法。 優點：偏振式3D技術的色彩損失非常小，色彩顯示更為準確，更接近其原始值。鑒于眼鏡的透鏡本身幾乎沒有任何顏色，對用于偏振光系統的節目內容進行色彩糾正也更為容易。尤其是膚色，在一個偏振光系統中，看上去更為真實可信。偏振式3D技術的3D效果也比較突出，立體感覺真實。偏振式3D眼鏡成本低、佩戴舒適、無大小限制、無電子元件無輻射等優點。 缺點：水平方向分辨率減半、亮度損失。因偏光原理，這種技術會使畫面水平方向分辨率減半，很難實現真正的全高清分辨率3D影像，同時畫面亮度因偏振光原理受到損失，所以偏振式3D技術對顯示設備的要求較高。另外，偏振式3D技術成本較高。因為偏振式3D技術對顯示面板有特殊要求，不想主動快門式技術只要屏幕刷新率達到120Hz就可以導入，必須在面板外層加裝偏光層，所以造成面板成本增加。 三、時分法 說時分法可能很多人不明白，但是說“快門式”3D眼鏡，可能很多人就都聽說過。簡單地說就是屏幕上會輪流顯示兩只眼睛索要看到的畫面，而用戶佩戴的3D眼鏡則像兩面百葉窗，可以在透明和不透明兩種狀態間轉換。眼鏡與顯示設備間采用無線信號進行同步，例如播放左眼畫面時，左眼的鏡片透明而右眼的鏡片不透明，這樣交替進行，大腦就會借助視覺暫留在兩只眼睛上分別拼成連貫的影像。下面這幅圖可以很清楚的展示“快門式”3D眼鏡的工作原理。
講到“快門式”3D，不得不提一下一款古老的產品——紅網3D眼鏡，在NVIDIA動輒上千的3D眼鏡面前，300+的紅網眼鏡就顯得親民了很多，是很多DS們的不二選擇。紅網眼鏡一套帶一個有線眼鏡，一個準無線眼鏡，為啥是準無線呢？因為眼鏡上面有根連線，連在一個接收器上，接收器可以別在衣服上，跟紅網眼鏡發射器之間是無線的。發射器上面有兩個按鈕，一個是立體方式選擇按鈕，一個是左右畫面互換按鈕。還有一個指示燈，還有兩個有線眼鏡插孔。無線傳輸使用的是紅外，這是控制成本的無奈選擇，也就導致傳輸距離非常近。可惜后來紅網眼鏡缺乏技術支持，慢慢淡出了3D這個舞臺。
接著就是廣大游戲迷們的首選——Nvidia 3D Vision。NVIDIA的3D Vision技術就是通過特殊的眼鏡，在超高速狀態下，通過LCD通電后將鏡片調成不透光的黑色，來分別遮蔽人的左右眼，讓兩只眼睛看到兩張角度不同的畫面。這樣快速的切換就保證了到達左右眼是有細微差別的圖像。簡單的理解就是NVIDIA讓GeForce顯卡在計算游戲（影片效果是通過雙攝像頭實現的）時將每一幀計算出兩個不同的畫面，顯示在顯示器上，然后通過3D Vision眼鏡讓左右眼分別看到不同的畫面，從而給人眼以錯覺，讓我們的眼睛誤認為看到了一個“三維”的物體，從而實現立體成像技術的。也就是說，在整個顯示過程當中，顯示器要以非常高的頻率輪換地傳送左右眼圖像，而與此同時3D Vision眼鏡也以同樣高的速度開關左右眼的液晶屏，讓人眼看到不同畫面。當然，實現這一功能的前提是您的顯示器也要能夠支持如此高的刷新速度，因此，你的顯示器的刷新率越高越好。一般來說，最少要達到120Hz以上，這樣，分到每只眼睛上的刷新率就能夠達到60Hz，以至于不太晃眼。
Nvidia 3D Vision目前已經出到第二代了，相比第一代，只是更輕，更通透，傳輸距離更遠而已。相比目前其他的3D解決方案，Nvidia 3D Vision的成本實在是高了點。筆者曾經買過其一代的產品，現在已經不記得放在哪里積灰了。但是Nvidia 3D Vision的出現以及大量的宣傳，讓眾多游戲迷們能真正地感受到，什么才是“3D”游戲，以前的3D游戲只是3D建模而已，而現在的“3D”游戲，是真正視覺上的3D。
主動快門式3D電視機也是目前電視市場的主流，通過簡單地將電視機刷新率提高到120Hz，然后奇數幀播放左眼畫面，偶數幀播放右眼畫面，這樣左右眼各得到了60Hz的標準畫面。同樣通過“快門式”3D眼鏡，將畫面進行過濾，最后在大腦中合成出立體的圖像。以往這類電視最大的弱點就是快門式眼鏡成本比較高，而且需要充電，重量肯定比偏振式的眼鏡要重，但是隨著現在技術的發展，眼鏡也越來越便宜，基本上控制在300-400左右，而國產山寨的更是在100以內，在這樣的趨勢下，現在買個電視如果不帶3D功能的，還真不好意思跟鄰居打招呼。
最后要說的就是DLP的3D投影，DLP Link是一種內置于DLP 3D Ready投影機的同步系統，通過這種獨特的連接方式可使DLP投影機能夠無縫發送3D數據，有源眼鏡能夠連接投影儀，無需任何專用的發射器或第三方傳輸設備。同時，由于DLP成像芯片十分快速，它能夠一次性將兩個圖像投影到屏幕上，從而創建通過有源眼鏡看到的3D圖像。這種獨特的傳輸技術淘汰了數據發射器，使您無需安裝和定位發射器，從而節省時間和金錢，并能快速輕松地設置DLP 3D Ready投影儀。筆者在家里看3D就是用的DLP投影機，而通用的DLP眼鏡現在也已經賣到200以內，價格算是可以接受的。
最后總結一下時分法的優缺點。 優點：不需要貼偏光膜，可以杜絕畫面的損失，可視角度不受限制，前后，左右，上下任何角度都能隨意觀看，更換角度對3D效果的損失較少。 缺點：會受日光燈的影響，受同步信號的影響，如果同步信號接受不好或者丟失，會影響觀看，另外，因為快門式地閃爍，會存在亮度的衰減，而且眼鏡必須是帶電源以及控制芯片，相對會重一些。 上篇的介紹到這邊就完結了，基本上常用的3D播放方式大家都有了一個普遍的了解。至于怎么選擇合適的3D設備因人而異，如果不嫌眼鏡充電麻煩的話，最好使用時分法的電視，如果是辦公室的培訓室需要給很多人觀看，那么用光分法的電視會大大節省眼鏡的成本，且不用考慮眼鏡的接受距離。至于具體推薦的型號，筆者就不多說了，小編也不要來勉強筆者，這個讓專門推薦電視跟投影的大人來吧，筆者力不從心啊。 下篇預告——主要會包括裸眼3D，3D的捕獲設備以及一些特殊的3D裝置，盡請期待。 最后來一張不需要眼鏡的3D圖，至于原理，大家猜呢？
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