3D之路现在还是未来
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摘要：20世纪50和80年代，3d技术曾经历过两次发展浪潮，而从2005年开始一直持续至今的3D技术的迅猛发展则是3D发展史上的“第三次”浪潮，在此期间，电影《阿凡达》的热映更是使得人们对3D的关注进一步升温，以至于2010年被许多媒体称为3D元年。目前3D的应用领域主要集中在影院、家庭娱乐和电视直播。本文主要就3D做以下探讨。
关键词：基础技术 立体图像 3D
中图分类号：TN919.8 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（b）-0032-01
1 3D显示原理
1.1 3D显示基础技术
3D显示从基础技术的角度看，可以分为以下三种类型。
立体图像对技术（Stereo Pair）：是发展最成熟、应用最广泛的技术。这种技术的基本原理是：先产生场景的两个视图，然后用某种机制将不同视图分别传送给左右眼，确保每只眼睛只看到对应的视图而看不到其他视图，本质上是空间中存在两张或多张平面图像，通过“欺骗”人眼视觉系统而立体成像，长时间观看易造成视觉系统疲劳。
体显示技术（Volumetric Displays）：用三维像素描术显示的3D场景，物理上显示三个维度，能在空间中产生真正的3D效果，目前运用该技术只产生了一些实验产品，如Actuality系 统公司的Perspecta 3D显示器、Felix3D公司的SolidFelix。
全息技术（Holography）：是利用光波的干涉和衍射原理记录并再现物体的真实感的成像技术，也是3D显示的终极解决方案，目前还存在很多技术难题，短期内难有产品面市。
1.2 立体图像对3D技术
对于目前实用的立体图像对3D显示技术又可以分为三种类型：色差式3D技术、快门式3D技术、偏光式3D技术。
色差式3D技术：是3D显示技术中最早出现的，也是在技术层次上属于最为初级的，需要一付红青（红淡蓝）色差眼镜，成本低廉；而在技术上也是将拍摄的影像在两个不同的视角上分别在一幅画面中以两种不同的颜色印制在上面，在用肉眼观看的时候就会呈现出模糊不清的重影图像，只有通过对应的红蓝等立体眼镜才可以看到立体效果，其原理就是对色彩进行红色和蓝色的过滤，红色的影像通过红色镜片、蓝色的通过蓝色镜片，使两只眼睛看到的不同影像在大脑中重叠呈现出3D立体效果；其缺点是显示效果有限，3D效果体验不足。
快门式3D技术：主要是通过提高画面的快速刷新率（至少要达到120Hz）来实现3D效果，属于主动式3D技术，观看时需要一副LCD快门眼镜；利用该技术，当3D信号输入到显示设备（诸如显示器、投影机等）后，以120Hz频率刷新的显示器上将逐帧交替出现左右眼的图像，并通过红外发射器将这些帧信号传输出去，负责接收的3D眼镜在帧同步信号的控制下使得左右眼的图像分别通过，观众的两只眼睛看到快速切换的不同画面，并且在大脑中产生错觉，也就观看到了立体影像。
偏光式3D技术：观看时需要一副偏光眼镜，成本较低，但对输出设备的要求较高，非常适合商业影院等拥有众多观众的场所使用。在IMAX 3D电影播放时需使用两台投影设备，两台投影机分别拥有自己的偏振滤波器，分别投射左眼和右眼图像，通过眼镜对光线的过滤形成3D影像。
1.3 3D显示设备
3D影院系统的主要产品有RealD 3D系统、MasterImage3D、IMAX 3D系统、obly 3D系统、XPAND 3D系统等。
NVIDIA显卡的3D stereo、德州仪器的DLP Link均基于主动快门式3D技术。得益于NVIDIA在显卡市场中的领先地位和德州仪器DLP在投影机市场占据半壁江山优势，快门式3D技术在电脑和投影机行业已经成了3D技术的代名词。在CES 2010展会上，各大电视厂商主打3D概念，展出了各自的3D电视产品，从显示屏类型看：有液晶电视、等离子电视；从3D显示实现方式看，有“主动快门方式眼镜+场序方式显示器”，也有“偏光方式眼镜+贴附偏光滤光片的显示器”。在没有广播信号而只有3D电影光盘、3D游戏内容的状况下，电视厂商使用3D-ready的概念推广产品。
3D俨然可以作为产业进行发展，然而标准的空白确实阻碍了企业研发的部分热情。有的企业曾呼吁国家出台相关标准，或者行业协会制定标准办法，这说明3D标准已经引起厂商重视，规范化发展迫在眉睫。
目前的3D视听未来发展趋势，基本上可以总结为影院围绕偏光式技术，家庭围绕快门式技术，这就说明短期内使用3D眼镜进行观看的情况不能摆脱。很多人提问裸眼观看何时能够实现？就现阶段发展来看，裸眼收看在日本已经可以实现，然而必须固定在很小的角度和范围内，这对于家庭中舒适生活的理念是不相协调的。著名游戏机制造商任天堂也推出了基于裸眼收看的3D游戏机，除了角度的限制外，头晕等不适症状频出为技术升级带来挑战。因此，裸眼看3D从长期时间段考虑，仍需持续研发。
未来电影、电视的3D化或将风靡，而游戏的3D化也成为趋势。一些网游企业已经开始考虑3D制作，以便带来玩家更强憾的视觉冲击。
在彩电厂商纷纷推出3D电视，争取新的竞争制高点的时候，节目源的贫脊却为3D电视大发展提出挑战。不仅仅3D碟片数量有限，电视频道也只是处于前期实验阶段。目前全球各国都在为3D普及做努力，日前美国著名的ESPN体育节目电视网宣布，他们将在今年南非世界杯时安排部分比赛使用3D立体电视技术进行转播。日本索尼公司也将与探索频道和IMAX公司合作在美国成立全球首家3D电视网，计划每周7天、每天24h播送3D电视节目。甚至流行世界的YouTube现在已经可以支持3D视频，提供更多乐趣。
虽然3D在近年的发展成绩是可喜的，然而一些业内人士并不认为3D是未来视听发展的惟一趋势，除了3D外，高清等其它应用的发展潜力依然不容小觑，其市场前景不能忽略。
3D技术的成功缘于科技的无穷魅力，而3D创造的奇迹也为能否抓住时代机遇带来挑战。对于中国的技术发展前景来看，3D技术是产品设计、人才储备、市场管理等各个方面的新课题。3D技术的成熟不仅可以带动产品价值提升，同时为我国电影国际化和文化产业振兴奠定了基础。3D革命才刚刚起步，更多全新的视听颠覆体验让我们拭目以待。