3D显示浮出水面?

张 楠

著名导演詹姆斯·卡梅隆曾预言:“2009年将是3D电影的元年,3D电影的时代即将到来。”显然他的预言应验了,而且不止如此,不光是3D电影在2009年大放异彩,还有3D数码相机、3D数码相框、3D投影机都在争相让人们感受3D带来的临场感和冲击力。

普通人都是用双眼来辨认三维空间的物体的,在观看空间某个对象时,人的双眼就从左右两边稍有差别的角度进行观察,因此被观察的物体在人的左右眼视网膜上的成像存在略微的差异,这种差异就是双眼视差。视差的产生是由于人的左右眼之间有一定的距离,成年人大约为65毫米,这个距离使观察角度相对固定。视差的产生对3D视觉的形成有着非常重要的作用。

3D显示正是利用人两眼看到的存在略微差异的图像重建出深度的感觉。3D图像包含了这两幅略有差别的图像(一幅进入左眼,一幅进入右眼),双眼视觉通道加工和传递双眼获得的视觉信息,通过大脑将这两幅有差别的图像合成为一幅具有空间深度和维度信息的图像。正是由于大脑的图像融合机能,使我们“看到”物体在空间的景象。

利用自动3D显示技术,人们就不用戴上眼镜来观看3D影像了。这种技术利用视差栅栏,使两只眼睛分别接受不同的图像,来形成3D效果。3D显示技术就是通过人为的手段来制造人的左、右眼的视差,在人眼的视觉暂留时间之内,给左、右眼分别送去有视差的两幅图像,而大脑在获取了左、右眼看到的不同图像之后,会把这种差异理解为物体的空间定位,从而呈现3D效果。

3D显示的典型产品

3D数码相机 富士胶片FinePix REAL 3D W1相机配备了其全新研发的FinePix REAL 3D镜头系统。为了获得真实自然的3D影像,就必须将同时获得的两个通道的影像无缝拼接,当然两个拥有高分辨率和优异光学性能的镜头是这一切的必要前提。

一个非常牢固的铝制印模压铸结构可以防止两个镜头受到震动和撞击。“RP(自然影像)处理引擎3D”基于富士胶片多年在数码图像处理技术上的经验,来自于两个镜头和两个CCD传感器的同步影像数据:比如对焦、亮度和色调等都在瞬间被该处理器处理成一幅均匀的图像。该相机上的3D/2D LCD显示器采用富士胶片自主开发的LCD面板,能够在相机上分别显示3D和2D的影像,只需裸眼即可欣赏到真实的3D影像。

通过视差调整(3D微调功能),消费者可以根据自己的喜好去调节3D图像的显示程度和效果,既可以在拍摄时进行调整,也可以对已拍摄的照片进行调整。

3D数码相框FinePix REAL 3D V1采用了富士胶片最新研发的8.0英寸3D/2D LCD显示面板,能够让消费者无需佩戴特殊的3D眼镜而用裸眼就能观看到真实的3D影像。消费者只需将一张存储有3D照片的SD存储卡插入FinePix REAL 3D V1的SD插槽,打开电源,就可以享受3D照片幻灯片式回放所带来的独特乐趣。消费者还可以根据自己的喜好来进行视差调整,调整出不同的3D立体程度和显示效果。

3D照片富士胶片研发出的高精度光栅技术,为消费者还原真实的3D照片冲印效果。该过程是:先将3D照片数据先进行技术整合,然后通过覆盖在相纸上的高精度光栅薄片还原出双眼的视差效果,从而冲印出特殊的拥有丰富细节、颜色漂亮的3D相片。

3D投影机目前3D投影实现效果主要有三种。第一种是气体成像式投影机,它采用一台投影机和一个空气屏幕系统,利用海市蜃楼的成像原理,空气屏幕系统可以制造出由水蒸气形成的雾墙,投影机将画面投射在上面,由于空气与雾墙的分子震动不均衡,可以形成立体感很强的图像。由于承载影像的介质是空气而非固体,导致播放的影像并不固定,产生画面随着空气流动而晃动的感觉;另外播放环境必须很暗,才能获得清晰的图像。

第二种方式是双投影式投影机。它是通过双头输出的显卡将播放内容同步直接输出到两个投影机中,在投射左眼的投影机前加上偏正镜,然后在投射右眼图像的投影机前也加偏正镜但角度旋转 90 度,让产生两束偏振光的偏振方向互相垂直。而偏振光投射到专用的投射屏幕上再反射到观众位置时偏振方向需不改变。观众佩戴偏振眼镜观看时,每只眼睛只能看到相应的偏振图像,从而在视觉神经系统中产生立体感觉。该方式必须使用两台投影机,需要特殊的投射屏幕,对屏幕的偏振性以及增益要求都很高。同时,此方式在投射过程中光线损失50%～80%,因此要求投影机亮度必须很高。

120Hz 3D投影机+NVIDIA 3D眼镜是第三种方式。投影机输出120Hz的刷新频率,分别向两只眼睛传输各60Hz且具有视差的画面,NVIDIA的偏振眼镜则保证左眼只看到左眼的画面,右眼只看到右眼的画面,从而利用视差原理实现立体显示效果。该方式对投影幕、投影机的亮度没有特殊要求。

增强临场感将是未来

日本NTT CyberSpace研究所的石桥聪最近以“将来的3D影像和新应用领域”为题,在一次技术讨论会上展望了3 D显示技术的前景。作为应用领域之一,石桥提到了“富有现场感的通信以及共享3维空间的通信”。具体来说,就是实现与身处异地的人就像在现场一样进行交流的环境。最终目标是实现“五感共享”。其应用包括观看体育比赛、网上购物、电视会议、3D导航等等,前景广阔。但是该系统开发的难度很大,目前尚未实现富有现场感的3D显示产品。

价格太高成瓶颈

人们都知道3D显示产品的显示效果非常的好,但是3D显示产品为什么卖得不好呢?3D显示产品价格高昂,肯定是其中的原因之一,要知道一款3D数码相机的价格是普通的数码相机的2倍,甚至更高。

冲印3D相片的价格也比普通冲印贵很多,而且可以进行3D冲印的冲印店非常的少,缺乏竞争。3D投影机也是同样的问题,不仅投影机的价格比普通投影机要贵几千元,而且要想实现真正的3D显示效果还需要花费数千元购买配套的显卡和眼镜。就算是有了这些硬件设备,消费者要感受3D显示的震撼还需要再购买3D显示的游戏或者电影,但是现在的3D游戏或者电影并不多,这也是3D显示产品叫好不叫座的原因之一。