拋開眼鏡束縛，裸眼看3D

小武

隨著3D電影《阿凡達》的上映帶來席卷全球的3D熱潮后，3D技術也成為當前科技發展的焦點之一。目前市場上可以支持3D技術的顯示設備有很多，包括投影機、顯示器、平板電視等。可是觀看3D影片需要3D眼鏡的支持，這樣給用戶帶來諸多不便。很多人在考慮一個問題：能否丟掉眼鏡直接看3D畫面呢？2010年，在漢諾威消費電子、信息及通信博覽會（CeBIT）上，一種新型的3D技術——“裸眼3D”成為那次會展的焦點。從此裸眼看3D成為該領域發展的一大趨勢。

裸眼3D顯示技術的原理

談起裸眼3D顯示技術首先要說立體顯示技術。我們之所以能感受到立體視覺，是因為我們的雙眼是橫向并排，之間大約有 3厘米的間隔，因此左眼所看到的影像與右眼所看到的影像會有些微的差異，這個差異被稱為“視差”，大腦會解讀雙眼的視差并籍以判斷物體遠近與產生立體視覺。由于立體視覺是基于視差而來，因此立體顯示技術就是以人工方式來重現視差，簡單來說就是想辦法讓左右兩眼分別看到不同的影像，以此模擬出立體視覺。

立體顯示技術主要分為眼鏡式3D顯示技術和無輔助立體顯示技術（即裸眼3D顯示技術），后者是從前者的基礎上發展而來。

裸眼3D顯示技術，顧名思義就是不需要借助眼鏡等輔助設備就能直接觀看到立體畫面。裸眼3D顯示技術一般被稱為“裸眼多視點”技術，該顯示技術結合了目前已有的面板技術和引擎技術，同時利用人眼的視差原理，通過給觀看者左右兩眼分別送去不同的兩幅畫面，從而達到立體的視覺效果。

裸眼3D顯示技術的分類

從目前的技術角度來講，裸眼3D顯示技術主要包括光屏障技術、柱狀透鏡技術和指向光源技術3種。

光屏障技術

看過3D電影的朋友都知道，電影的3D效

果是通過眼鏡來實現的。這種眼鏡叫作被動式偏光眼鏡。這種眼鏡對顯示設備的亮度要求較高，要求顯示設備具備240赫茲或者更高的刷新率。是不是有了這種眼鏡就能實現3D效果呢？其實不然，播放3D電影時，電影院還要配置兩部帶偏振鏡的放映機同步放映兩路視差影像，觀眾再佩戴上被動式偏光眼鏡后才能看到3D畫面。如果你將眼鏡摘掉看到的畫面就是重影效果。

光屏障技術就是在此技術的基礎上發展而來的。光屏障技術的實現方法是使用一個開關液晶屏、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為90度的垂直條紋，這些條紋寬幾十微米，通過它們的光就形成了垂直的細條柵模式，稱之為“視差障壁”。而該技術正是利用了安置在背光模塊及液晶面板間的視差障壁，在立體顯示模式下，應該由左眼看到的圖像顯示在液晶屏上時，不透明的條紋會遮擋右眼；同理，應該由右眼看到的圖像顯示在液晶屏上時，不透明的條紋會遮擋左眼，通過將左眼和右眼的可視畫面分開，使觀看者形成立體影像。

優點：與既有的液晶面板工藝兼容，因此在量產性和成本上較具優勢。

缺點： 3D畫面亮度低；分辨率會隨著顯示設備在同一時間播出影像的增加成反比降低，導致清晰度下降。

柱狀透鏡技術

柱狀透鏡技術也被稱作雙凸透鏡或微柱透鏡3D技術。這一技術的實現原理是在液晶顯示屏前加上一層柱狀透鏡，當液晶屏顯示圖像光線經過這層透鏡時，圖像中每個子像素以不同的方向投影，這樣我們從不同角度看顯示屏，就會看到不同的子像素。

優點：3D顯示效果好，亮度不受影響。

缺點：該技術和目前液晶面板工藝不兼容，因此無法廣泛使用。

指向光源技術

指向光源技術搭配兩組發光二極管（LED），配合快速反應的液晶面板和驅動方法，讓3D畫面以排序方式進入觀看者的左右眼，從而產生視差，讓人眼感受到立體顯示效果。在這種3D設備上，后面使用一個方向可以改變的引導光源。在第一個時間幀，光線被引導到左眼，因而左邊的圖像被顯示；在第二個時間幀，光線被引導到右眼，因而右邊的圖像被顯示，兩幅畫面都擁有全分辨率。對指向光源技術投入較大精力的主要是3M公司。該公司已經成功研制出3D 光學膜，該產品的面世實現了無需佩戴 3D 眼鏡就可以在手機、游戲機及其他手持設備中顯示三維立體影像，極大地增強了基于移動設備的交流和互動。

優點：畫面亮度和清晰度高，3D顯示效果出色，不會影響既有的設計架構。

缺點：技術尚在開發，產品不成熟。

裸眼3D顯示技術相關產品

隨著裸眼3D顯示技術的日漸發展，各大廠商紛紛躋身裸眼3D產品開發，成功推出了液晶電視、顯示器、數碼相機、數碼攝像機等裸眼3D產品，初步實現了商業化應用。

裸眼3D電視

為了讓觀眾擺脫眼鏡的負累，直接就可以看到3D炫動的畫面體驗，裸眼3D電視應運而生。

TCL在2009年就推出了全球首款商用裸眼3D電視，這款電視可以兼容播放2D/3D內容，在2D/3D畫面之間可自由轉換。它擁有全高清分辨率，采用了視點合成專利算法，用戶可從8個角度獲得不同的圖像。

2011年，東芝公司也發布了全球首款56英寸裸眼3D電視，這款電視應用了東芝特有的完整成像技術，向不同位置和角度的觀眾同時放映出復數影像，使得觀看者無需佩戴眼鏡就可以在左右眼中分別看到不同的畫面，并在大腦中形成立體影像。同時通過高性能圖像處理引擎和柱面透鏡屏，實現了高畫質的裸眼3D顯示效果，并可以讓多人在不同角度都能欣賞到完美的3D畫面。

此外，裸眼3D顯示器市場也日漸火熱。國內廠商歐亞寶龍旗下的裸眼3D顯示器如今已經發展到第四代，產品也全部實現高清顯示，在

國內的3D顯示器行業處于領先位置。

裸眼3D筆記本電腦

東芝公司在2011年發布了全球首款裸眼3D筆記本電腦Qosmio F750，Qosmio F750配備15.6英寸全高清3D炫彩屏，采用全新的光學技術，在3D效果、清晰度、亮度等畫質表現上趨于完美。Qosmio F750采用激活式光學防抖透鏡，實現裸眼3D顯示，并通過攝像頭和人臉識別技術實時追蹤觀賞者眼睛所處位置，動態調整透鏡透光角度，使觀賞者能夠在改變觀賞角度時也能觀看到最佳的3D效果，同時Qosmio F750還可以支持3D /2D 同屏顯示功能，將3D圖像顯示在屏幕任意位置的窗口中，并不影響其他區域的2D畫面顯示，極大豐富了3D視覺的應用領域。

裸眼3D游戲機

任天堂推出了全球首款裸眼3D掌上游戲機3DS。3DS采用雙屏幕設計，上屏幕是3.53英寸800像素×240像素的高清寬屏顯示屏，用戶無需佩戴3D眼鏡，即可享受震撼的3D游戲效果；下屏幕是3.02英寸320像素×240像素的觸摸屏。這款游戲機還有3個攝像頭，其中一個面對用戶，另外兩個朝外，可以讓你拍攝3D照片，并立即顯示在屏幕上。

裸眼3D MP5播放機

愛國者推出了首款裸眼3D MP5播放機——月光寶盒PM5950。PM5950采用4.3英寸800像素×480像素高清觸摸屏。PM5950的出現滿足了用戶隨時隨身隨地裸眼觀看3D影片的需要，讓用戶擺脫佩戴3D眼鏡才能觀看3D影片的困擾，真正實現了便攜式裸眼3D功能。

裸眼3D手機

2011年，LG推出首款雙核、雙攝像頭裸眼3D智能手機Optimus 3D P920。P920配備4.3英寸800像素×480像素觸摸屏，采用雙核處理器，還內置兩個500萬像素的攝像頭，涵蓋3D錄像/拍照、3D影像觀賞與3D內容分享等功能，拍攝的影片可立即在屏幕上觀賞。同時YouTube也成為LG合作伙伴，為P920提供上傳與觀賞3D影片的平臺。

裸眼3D數碼相機

在影像行業中，富士推出了配備裸眼3D顯示技術的數碼相機FinePix REAL 3D W3。這款數碼相機不僅可以拍攝3D圖像，還能夠通過相機的屏幕直接顯示3D畫面，但是目前來看，也僅限于相機本身觀看3D圖像，無法與其他人或者其他途徑分享。因此慢慢的，這些設備的關注度也快速下滑。雖然廠商會定期繼續更新相關的系列產品，但是并不會針對這些產品進行大力的宣傳。因此，裸眼3D數碼相機市場也可以說是處于沉寂階段。

裸眼3D發展所受制約

正如每個新興產業都需要一個興起、發展到成熟的過程一樣，裸眼3D產業作為一個新興產業，也會面臨一些發展中的問題。其表現主要有以下幾個方面：

可視角度小，可視距離受限

裸眼3D顯示技術只能在指定的位置才能觀看到較好的3D畫面，如果偏離此位置3D效果就不理想，因此給人們觀看3D畫面時帶來很多局限性。此外，若離屏幕距離太近，人會有明顯的頭暈現象，因此該技術暫時還不適合在小尺寸顯示器上使用。

亮度不夠，影響效果

光屏障技術背光遭到視差障壁等設備的阻擋，3D畫面的亮度上會有很大不足之處。此外分辨率也會隨著顯示器在同一時間播出影像的增加成反比降低，導致清晰度的降低。這樣用戶長時間觀看時，會造成嚴重的視覺疲勞，這也與目前裸眼3D技術解決方案有著直接的關系。

成本高，價格昂貴

目前很多廠商推出的裸眼3D產品都是價格不菲，這在很大程度上限制了用戶的購買力。

隨著立體拍攝技術的提高，片源庫的積累，制約3D普及的瓶頸問題正在被慢慢化解。裸眼3D顯示技術的發展道路同樣要經過漸進的過程。裸眼3D顯示技術憑借自身舒適的觀影感受和刺激的視覺沖擊，必將成為3D行業未來的發展方向。

【責任編輯】趙新宇