摘下眼镜的移动3D世界

特约通讯员 李泳贤

逼真的飞流瀑布、漂浮云中的山峦、似含羞草的粉红植物、旋转飞行的“蜥蜴”、夜间发光的森林，似水母般在空气中游动的树种……这些在《阿凡达》电影中的3D画面让人仿佛身临其境，但你有没有想过有一天能摘下那副令人晕头转向的眼镜，而且能手握任意一台移动设备，都能感受这种如此震撼的3D画面呢？发达的科技告诉你，完全可以。戴着那副令人晕头转向的眼镜，老老实实地坐在电影院为了看3D电影的时代已经过去了，摘下眼镜，拿起移动设备，迈入我们裸眼移动3D的新纪元吧。

最新移动3D设备

让我们先看看时下最为先进的应用了“裸眼3D影像”技术的各种移动设备。

Nintendo 3DS

伴随着任天堂新掌机Nintendo 3DS的正式公开，裸眼3D技术也揭开了神秘面纱，也许绝大部分玩家对于这项技术的概念比较模糊，但是Nintendo 3DS所支持的3D游戏画面和3D电影播放功能，相信会给用户带来不错的体验。

3D手机

早在几年前，日韩厂商已推出过立体移动显示电话，即“3D手机”，但因低质量的画面、过于庞大而且昏暗的屏幕以及缺乏3D的优质效果，注定了它无法满足客户体验的要求，未能引起强烈的市场反响。而3D的诱惑从未停止，这激发了制造商寻求各种方式来吸引消费者，其中裸眼3D技术就是最大的卖点。今年4月，夏普就正式公开了其最新的液晶屏幕技术，这项新技术可以让用户裸眼观看3D显示屏，只需保证观看角度的正确。夏普还表示将推出带有3D技术的摄像头，可以让用户拍摄高清3D照片及视频。而三星也在紧接着的5月份在韩国本土发布了全球首款裸眼3D手机SCH-W 960，无需佩戴任何特殊眼镜，即可在手机屏幕上享受3D立体显示效果。

3D数码相机

去年8月，日本富士胶片公司推出了世界首款可拍摄高清晰度3D电影的3D数码相机，能够自行完成3D摄像，每个人都可以创建自己的3D图像和拍摄先进的高品质3D高清电影。它通过结合两组镜头、两个传感器和高速同步控制技术，以及该公司的REAL 3D技术可以获得逼真的3D图像。相机内的3D处理器能够对两个镜头和传感器拍摄的数据进行分析，然后将两张图像合并成一张高分辨率3D图像或电影，从而完成3D拍摄。再通过其超大(3.5英寸)的高对比度3D液晶显示屏，无需专用3D眼镜，便可以查看刚刚拍摄的照片和电影。

裸眼式3D技术

那么如何才能实现这种裸眼3D的图像效果呢？我们接下来进一步探索。

裸眼式3D是完全有可能实现的，这与视觉的合成原理一样。当你用眼睛看同一张图片时，由于虹膜、视角以及其它多方因素，左右眼会得到不同的图片影像。在这种情况下，大脑将会结合两张图像，从而构造出一个独立的图像。

裸眼式3D技术就是应用了以上的原理，用不同的图像去让你的大脑觉得这是一个有深度的三维的图像。这种利用左右两眼所见映像的差异，而使人感受到映像的深度效果的方式称为“两眼视差”。目前利用“两眼视差原理”研发的裸眼式3D技术主要分为光屏障式（Barrier）、柱状透镜(Lenticular Lens)技术和指向光源（Directional Backlight）三种。

光屏障式（Barrier）

其中表示u直接信任的用户集合，表示信任u的用户集合.信任关系的隐私反馈信息可根据用户评分隐式反馈信息来定义.类似评分，用表示u信任的用户对其评分产生的隐式影响.用表示信任u的用户对其评分产生的隐式影响.Guo等[7]提出通过融合显/隐式信任关系来对用户特征进行更详细地建模，预测评分即为

光屏障式3D技术也被称为视差屏障或视差障栅技术，其实现方法是使用一个开关液晶屏、偏振膜和高分子液晶层，利用液晶层和偏振膜制造出一系列方向为9垂直条纹。这些条纹宽几十微米，通过它们的光就形成了垂直的细条栅模式，称之为“视差障壁”。而该技术正是利用了安置在背光模块及LCD面板间的视差障壁，在立体显示模式下，应该由左眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡右眼；同理，应该由右眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡左眼，通过将左眼和右眼的可视画面分开，使观者看到3D影像。

柱状透镜(Lenticular Lens)技术

柱状透镜技术也被称为双凸透镜或微柱透镜3D技术，与视差障壁技术有异曲同工之处，其原理是在液晶显示屏的前面加上一层柱状透镜，使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上，这样在每个柱透镜下面的图像的像素被分成几个子像素，这样透镜就能以不同的方向投影每个子像素。于是双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素。不过像素间的间隙也会被放大，因此不能简单地叠加子像素。柱透镜与像素列不是平行的，而是成一定的角度。这样就可以使每一组子像素重复投射视区，而不是只投射一组视差图像。

指向光源（Directional Backlight）技术

指向光源3D技术搭配两组LED，配合快速反应的LCD面板和驱动方法，让3D内容以排序（sequential）方式进入观看者的左右眼互换影像产生视差，进而让人眼感受到3D三维效果。

“两眼视差”的方法主要适用于观众观看位置相对固定的情况。而当观众在屏幕面前移动时，裸眼3D产生的还需要“运动视差”。所谓运动视差，是指因为观测者本身的移动而造成不同远近的物体有移动速度的差异，使观测者可以判断物体间相对远近关系。你可以想象，坐在行驶的列车里看窗外，近处的东西如电线杆在往后运动，而且越近的东西移动的速度越快；远处的东西如山头则向前慢慢移动；中间的物体如村庄好像是不动的。运动视差从根本上造就了3D视觉。

目前能够实现“运动视差”的裸眼3D技术仍处于研发阶段，但已初显成果。

pCubee显影技术

哥伦比亚大学历经两年的时间所研究开发出pCubee技术，运用运动视差的概念，通过一个由五个5英吋宽的正方形平面LCD萤幕排列成如水族箱般的立方体显示装置。内部软件采用了NVIDIA的PhysX物理加速技术以及名为「Open Scene Graph」的3D即时成像绘图引擎完成了3D的虚拟实境。

五个平面LCD萤幕是由三个绘图管线所驱动。显示装置还设有运动追踪器，以及一个即时物理模拟引擎，实时监控观看者头部的变化，并使屏幕上的画面随观众视野的转移而改变，外观看起来仿佛有东西置身其中。

视顺序立体显示技术

牛津大学和麻省理工学院联手对视顺序立体显示技术进行了研究，这种视顺序立体显示器允许观察者在不同的位置观察不同的图像，并能实现运动视差。不象很多运用柱透镜和视差障技术的立体显示器，视顺序技术使用时分多用的原理，实现不牺牲分辨率的立体效果。

缺点和不足

裸眼式3D技术最大的优势便是摆脱了眼镜的束缚，但是大部分技术在分辨率、可视角度和可视距离等方面还存在很多不足。

在观看的时候，观众需要和显示设备保持一定的位置才能看到3D效果的图像（3D效果受视角影响较大），3D画面和眼镜式3D技术尚有一定的差距。身体转动幅度不能过大，否则，图像会显得模糊，甚至让人感到恶心。观众必须位于一定的范围内才能观察到立体画面，若距离屏幕位置太远，或观察角度太大的时候，3D效果并不明显。此外，若离屏幕距离太近，也会有明显的头晕现象。比如索尼的新的显示器只有3英寸的大小，你必须保持与它一英尺的距离。

此外，图像效果未必是你所能习惯的。掌上设备屏幕上的三维动画看起来就像我们早已习惯于在电影屏幕上看到的较大的三维动画的微型版，但呈现出的图像效果逊色于在电影看到的效果。因为移动设备屏幕本身的分辨率在3D显示效果下也会减半，如果其屏幕分辨率或者材质清晰度不够高的话，用户的观赏效果会大打折扣。就像夏普推出其3D触摸屏新技术时所说，如果观看角度不合适，那么看到的将会是“重影”的模糊图片。

未来前景

总的来说，移动3D的前景还是相当引人注目，移动设备可能比全尺寸显示器更适合3D技术。就拿移动3D手机游戏来说吧，玩掌上游戏的时候，你不必根据屏幕去大幅度地调整最佳的观看位置。

游戏已经成为智能手机功能中的主要势力，这让3D技术很自然地应用在游戏上。如此给予购买智能手机和购买便携式游戏机的用户都具有相同的好处。有专家指出，“3D显示虽因电影而起，但游戏才是让这一波3D显示成长茁壮的关键”。随着3D裸视的处女地不断被开发，要使供应商获得实质性的甜头以及发掘其潜在价值只是一个时间的问题，电玩游戏相信是让消费者体验3D的最快速捷径。

市场调研机构DisplaySearch最近预测，到2018年，全球将会有7100万台3D移动设备。目前的移动3D技术还是处于发展的初始阶段，所有新生的3D技术必将得到改善，并将掀起一场3D娱乐革命。

参考资料：

http://hct.ece.ubc.ca/publications/pdf/stavness-lamfels-CHI2010.pdf

http://hubpages.com/hub/3D-Without-Glasses-3DTechnology

http://tech.sina.com.cn/digi/2010-08-27/16381475807.shtm l

http://baike.baidu.com/view/1507310.htm l?from Taglist