3D是怎樣練成的―談3D效果的實現(xiàn)

    當下，3D顯示產(chǎn)品琳瑯滿目，雖然都是3D顯示產(chǎn)品，外觀上看不出很大區(qū)別，但技術(shù)原理不同，造就了不同內(nèi)核的3D。目前3D顯示技術(shù)可以分為眼鏡式和裸眼式兩大類，而對于應(yīng)用最廣泛的眼鏡式3D技術(shù)目前最流行的有主動式快門技術(shù)和偏光式眼鏡技術(shù)兩種，因此筆者在這向大家簡單介紹一下這兩種3D效果實現(xiàn)方式的原理。

    主動快門式3D技術(shù)

    主動快門式3D技術(shù)，英文為Active Shutter 3D，又叫時分法遮光技術(shù)或液晶分時技術(shù)，它主要是靠液晶眼鏡來實現(xiàn)的，它的眼鏡片實質(zhì)上是可以分別控制開/關(guān)的兩片液晶屏，眼睛中的液晶層有黑和白兩種狀態(tài)，平常顯示為白色即透明狀態(tài)，通電之后就會變黑色。通過一種訊號發(fā)射裝置，讓3D眼鏡進行高速開關(guān)，并與屏幕之間實現(xiàn)精確同步，從而形成左右眼不同的圖像，形成3D感官效果。

    主動快門式3D技術(shù)根據(jù)人眼對影像頻率的捕捉敏感度來實現(xiàn)的，通過提高畫面的刷新率（至少120Hz），為左眼和右眼分別輸出60Hz快速刷新的圖像，這樣會在人的大腦實現(xiàn)立體的視覺感受。顯示屏幕上會交替進行左右眼畫面的播放，在播放左畫面時，左眼鏡打開，右眼鏡關(guān)閉，觀眾左眼看到需要讓左眼看見的畫面，右眼什么都看不到。在播放右眼畫面是，右眼看右畫面，左眼看不到畫面，就這樣讓左右眼分別看到左右各自的畫面，從而實現(xiàn)3D立體效果。這個過程交替至少達到120次/每秒，人眼才能欣賞到連貫而不閃爍的3D畫面，所以主動式3D顯示技術(shù)要求屏幕的刷新率至少達到120Hz。

    這種3D技術(shù)在電視和投影機上面應(yīng)用得最為廣泛，資源相對較多，而且圖像效果出色，受到很多廠商推崇和采用，不過其匹配的3D眼鏡價格較高。目前，包括三星、松下、創(chuàng)維等品牌推出的3D電視，都是采用主動快門式3D技術(shù)。

    偏光式3D技術(shù)

    偏光式3D技術(shù)，也叫偏振式3D技術(shù)，英文為Polarization 3D，利用光線有“振動方向”的原理來分解原始圖像的，通過在顯示屏幕上加放偏光板對偏振光進行梳理，結(jié)合偏振眼鏡可以向觀看者輸送兩幅偏振方向不同（垂直和水平）的兩幅畫面，當畫面經(jīng)過偏振眼睛時，由于偏光式眼睛的每只鏡片只能接受一個偏振方向的畫面，這樣人的左右眼就能接收兩組畫面，再經(jīng)過大腦合成立體影像。

    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(jīng)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，有時會給我們照相帶來不利，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。

    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。通過給電視面板前面加裝偏光片，讓顯示設(shè)備發(fā)出互相垂直的完全偏振光波，然后觀眾通過特定的偏光眼鏡，就能讓左右眼看到各自不同的畫面而互不干涉。

    偏光式3D技術(shù)眼鏡成本比較便宜，目前比較多電影院采用的就是這種技術(shù)方案，不過對顯示設(shè)備的亮度要求較高，在液晶電視上，應(yīng)用偏光式3D技術(shù)要求電視具備240Hz以上刷新率。

    目前在偏光式3D系統(tǒng)中，市場中較為主流的有RealD 3D、MasterImage 3D、杜比3D三種，RealD 3D技術(shù)市占率最高，且不受面板類型的影響，可以使任何支持3D功能的電視還原出3D影像。不過這種技術(shù)會使畫面分辨率減半，很難實現(xiàn)真正的全高清3D影像，而且畫面亮度也會被大大降低。在液晶電視上，應(yīng)用偏光式3D技術(shù)要求電視具備240Hz以上刷新率。

    兩種技術(shù)優(yōu)缺點對比

    主動快門式3D技術(shù)有殘影少、3D效果突出的優(yōu)點，而且該技術(shù)實現(xiàn)起來比較容易，屏幕成本較低，不論是電視、電腦屏幕還是投影機，只要更新頻率能達到要求，就能導入這個技術(shù)，因此現(xiàn)在市面上大部份即將上市的3D產(chǎn)品基本上都采用這個技術(shù)。

    另外，主動快門式3D技術(shù)能夠保持畫面的原始分辨率，很輕松地讓用戶享受到真正的全高清3D效果，而且畫面亮度不會降低很多，這一點在PDP上體現(xiàn)尤為明顯。

    但該技術(shù)也有其缺點，首先就是主動式快門眼鏡受到液晶層的限制，鏡片面積也不能做得太大，對部份的人來說，特別是有戴眼鏡的朋友會很容易看到四周粗粗的黑框。其次，由于主動快門式3D眼鏡一直處于高速的開閉狀態(tài)，長時間觀看很容易造成人眼的疲勞，當然不同的幀變化間斷時間和人的個體差異不同，眼鏡的疲勞程度和大腦的勞累速度也是不同的。

    最后就是觀看角度問題，由于液晶電視面板和3D眼鏡都是采用液晶分子材質(zhì)，因為偏轉(zhuǎn)角透光的特性，佩戴3D眼鏡觀看3D影像時只能水平觀看，不能傾斜，否則就欣賞不到3D效果，甚至會因為液晶屏幕和3D眼鏡液晶分子偏轉(zhuǎn)角透光沖突造成全黑現(xiàn)象。當然主動快門式3D技術(shù)也有在等離子電視上的應(yīng)用，而由于等離子電視采用屏幕主動發(fā)光的原理，則不會出現(xiàn)觀看角度的問題。

    偏光式3D技術(shù)的色彩損失是最小的，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(tǒng)的節(jié)目內(nèi)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(tǒng)中，看上去更為真實可信。

    此外，偏光式3D技術(shù)還有眼鏡成本低、佩戴舒適、無大小限制等優(yōu)點。偏光式3D眼鏡只是在普通眼鏡的表層鍍上偏光層，成本非常低廉，而且鏡片可大可小，眼鏡輕便佩戴舒適，原來戴眼鏡的朋友也可以使用，眼鏡邊緣色彩均勻，不會因為鏡片太小看到眼鏡的黑框。

    偏光式3D技術(shù)的缺點在于，首先是分辨率減半、亮度損失。因偏光原理，這種技術(shù)會使畫面分辨率減半，很難實現(xiàn)真正的全高清分辨率3D影像，這點成為偏光式技術(shù)的致命傷，同時畫面亮度因偏振光原理受到損失，所以偏光式3D技術(shù)對顯示設(shè)備的要求較高。

    在實際使用中的對比

    主動快門式3D與偏光式3D電視在實際使用過程中，對于用戶來說主要可以體驗到的區(qū)別主要可以從3D眼鏡、畫面閃爍、可視角度、串擾、3D觀感等方面來區(qū)別。

    3D眼鏡對比

    主動快門式3D眼鏡由于采用了左右鏡片交替關(guān)閉的技術(shù)，必須配備相應(yīng)的電池以及可控元件，所以在重量上要比偏光3D眼鏡重不少，最近不少廠商也對主動快門3D眼鏡做了進一步技術(shù)優(yōu)化，但總體來說并不如偏光3D眼鏡輕便；同時主動快門式3D眼鏡成本較之偏光3D眼鏡成本高，市場價格也就高出許多；而偏光式3D眼鏡只需一層偏光膜就可實現(xiàn)，所以市場價格低廉同時重量輕便。

    畫面閃爍

    快門式3D眼鏡由于自身的工作原理，在觀看時容易因為環(huán)境的不同而出現(xiàn)不同的閃爍現(xiàn)象，而偏光式3D眼鏡不存在眼鏡一開一合的工作狀態(tài)，所以并不會出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，所以也被稱為不閃式3D。

    可視角度

    可視角度方面來說，主動快門式3D液晶電視由于液晶的顯示原理，在實現(xiàn)3D之后，在觀看角度變化時，會受到較大影響，從之前的許多評測過程我們也能發(fā)現(xiàn)主動快門3D液晶電視必須保持與屏幕正對水平觀看；而主動快門式3D等離子電視由于是自發(fā)光，所以可以實現(xiàn)全角度的觀看，而快門式3D電視則由于偏光涂層的原理，所以離開屏幕正對范圍觀看效果也會受到很大影響。

    畫面串擾

    在畫面串擾方面，主動快門式3D電視依然是分為液晶電視和等離子電視分別不同，液晶電視由于采用背光原理，所以收到環(huán)境光影響較大，也有索尼等廠家專門提供了防屏閃技術(shù)，但是只是減少了屏幕閃爍，并不能真正消除屏閃串擾現(xiàn)象，而主動快門式3D等離子電視由于自發(fā)光，所以受到環(huán)境光影響不大，但是由于主動快門式3D的成像原理，在電視與3D眼睛的匹配過程中受到影響，串擾現(xiàn)象依然會出現(xiàn)，而偏光式3D則不會出現(xiàn)串擾現(xiàn)象。

    畫面觀感

    在3D觀感方面，由于偏光3D不可避免的造成了分辨率的損失，所以在畫面清晰度以及各種畫面表現(xiàn)上，主動快門式3D要明顯優(yōu)于偏光3D；而在3D畫面表現(xiàn)上，主動快門式3D電視的3D畫面表現(xiàn)程度也是遠遠優(yōu)于偏光式3D電視的；不過由于主動快門3D眼鏡同一時間點內(nèi)只有一側(cè)眼鏡開啟所以也就造成了亮度的損失，所以偏光3D在亮度上表現(xiàn)要優(yōu)于主動快門式3D電視。

    總結(jié)

    從以信對比中我們應(yīng)該對市面上所存在的主要3D產(chǎn)品類型有了一定的了解，而今3D顯示市場，這兩種技術(shù)在一定時期內(nèi)也將成為主力，無論是快門式3D還是偏光式3D，都有不少的廠家以及擁躉支持，主動快門式3D主要優(yōu)勢在于畫面觀感要優(yōu)秀，而偏光式3D的主要優(yōu)勢在于價格較低。因此，在筆者看來，無論是偏光3D還是主動快門3D產(chǎn)品，不同的廠家產(chǎn)品也是不同的，不能一概而論，選擇自己觀看舒適的才是最重要的。