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3D知識(shí)詳解

中國(guó)投影網(wǎng)投影資訊　2010-4-1 17:00:12　編輯：旺牛　[ 大中小 ]

　　3D是three-dimensional的縮寫(xiě)，就是三維圖形。而3D技術(shù)就是虛擬三維的技術(shù)，通過(guò)利用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算達(dá)到視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等方面立體效果的一種技術(shù)。在電影中實(shí)現(xiàn)的3D效果就是利用雙眼立體視覺(jué)原理，使觀眾能從銀幕上獲得三維空間感視覺(jué)影像的電影。

　　目前市場(chǎng)上主要有四種3D顯示技術(shù)，它們是彩色立體三維、偏振三維、立體三維以及最新的DLP Link技術(shù)。這四類(lèi)技術(shù)是當(dāng)前被廣泛采用的3D投影技術(shù)。由于各自的原理、成本、效果不同，分別占有不同的市場(chǎng)。

　　先來(lái)熟悉一下彩色立體三維，這種技術(shù)在市場(chǎng)上推出時(shí)間最長(zhǎng)，原理也最為簡(jiǎn)單，成本最低。這種技術(shù)通過(guò)物理學(xué)原理，使用不同顏色的濾光片進(jìn)行畫(huà)面濾光，使得一個(gè)圖片能產(chǎn)生出兩幅圖像，最常見(jiàn)的濾光片顏色通常是紅/藍(lán)，紅/綠，或者紅/青。

3D知識(shí)詳解

　　特點(diǎn)：由于僅僅是從物理學(xué)角度進(jìn)行畫(huà)面濾光，畫(huà)面的邊緣部分可以明顯看出色彩分離現(xiàn)象，畫(huà)質(zhì)的效果很差，目前主要應(yīng)用于比較低廉的3D顯示玩具中。當(dāng)然，與其它技術(shù)相比，彩色立體三維技術(shù)的優(yōu)勢(shì)也很明顯，眼鏡成本低廉，使用簡(jiǎn)單的濾光片即可，并且擁有幾十年的成熟技術(shù)，內(nèi)容制作簡(jiǎn)單。

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　　再來(lái)了解一下偏振三維，與彩色立體三維技術(shù)相比，偏振三維技術(shù)在立體影像的畫(huà)質(zhì)方面提升非常明顯。通過(guò)兩臺(tái)投影機(jī)以及兩塊偏光鏡片加上立體眼鏡的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)3D效果。

　　偏振三維技術(shù)顯示的核心就是需要一臺(tái)電腦的顯卡具有雙輸出接口，將3D信號(hào)同時(shí)輸出到兩臺(tái)性能參數(shù)完全相同的投影機(jī)中，通過(guò)加裝在投影機(jī)鏡頭前方的偏振鏡片進(jìn)行水平和垂直方向上的濾光，實(shí)現(xiàn)圖像分離。再通過(guò)偏光眼鏡從左右眼分別觀看水平和垂直方向上的影像，從而在人眼中形成影像疊加，實(shí)現(xiàn)3D效果。

　　特點(diǎn)：偏振三維技術(shù)圖像的畫(huà)質(zhì)取決于3D片源以及投影機(jī)的分辨率，原始分辨率越高，畫(huà)質(zhì)自然就越好。同時(shí)偏光眼鏡的成本也相對(duì)低廉，最低幾十元就能購(gòu)買(mǎi)到。當(dāng)然這類(lèi)技術(shù)也有弊端，需要兩臺(tái)投影機(jī)，成本增加，另外需要對(duì)兩臺(tái)投影機(jī)的位置進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)校，并且不能隨意移動(dòng)，因此后期維護(hù)比較麻煩。
再來(lái)看看目前的主流技術(shù)立體三維，立體三維技術(shù)應(yīng)該是目前我們最常見(jiàn)的一種3D投影技術(shù)了。因?yàn)閹缀跄壳八械?D影院都是采用的這種設(shè)備，大家在影院中看到的《阿凡達(dá)》《豚鼠特工隊(duì)》等電影幾乎都是這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。

　　與前面兩類(lèi)3D技術(shù)有所不同，立體三維技術(shù)主要是采用了幀序列的形式來(lái)產(chǎn)生立體圖像的。它的實(shí)現(xiàn)需要三個(gè)要素，首先投影畫(huà)面的刷新率需要達(dá)到每秒120幀，其次需要一個(gè)紅外信號(hào)發(fā)射器，另外就是需要一個(gè)可以接收紅外信號(hào)的3D立體眼鏡。當(dāng)3D信號(hào)通過(guò)電腦（或者其他設(shè)備）輸入到投影機(jī)中，圖像以幀序列的格式實(shí)現(xiàn)左右?guī)惶娈a(chǎn)生，通過(guò)紅外發(fā)射器將這些幀信號(hào)傳輸出去，負(fù)責(zé)接收的3D眼鏡在實(shí)現(xiàn)信號(hào)同步的同時(shí)與左右?guī)瑘D像進(jìn)行同步交替開(kāi)關(guān)。從而觀看到立體影像。

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　　特點(diǎn)：立體三維技術(shù)的投影機(jī)通常分辨率在XGA以上，圖像質(zhì)量好，并且不需要太多的附加設(shè)備。但是，由于此規(guī)格的片源較少，并且使用紅外傳輸信號(hào)容易受到視角的限制，因此影院里為了讓不同位置的觀眾看到穩(wěn)定的3D影像，會(huì)需要增加很多的紅外發(fā)射器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　最后來(lái)認(rèn)識(shí)一下可能成為未來(lái)主流的DLP Link，DLP Link技術(shù)的原理與立體三維技術(shù)大致相同，唯一的區(qū)別是3D信號(hào)的傳輸不是由紅外裝置，而是通過(guò)DLP投影機(jī)中的DMD芯片的閉合來(lái)控制3D信號(hào)的傳輸。

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　　特點(diǎn)：由于DMD芯片的變換頻率是以微秒為單位，因此人眼戴上立體眼鏡觀看過(guò)程中幾乎是感覺(jué)不到信號(hào)的變化。這樣的好處是信號(hào)傳輸更穩(wěn)定，并且不受視角的影像。同時(shí)由于沒(méi)有增加其他附加設(shè)備，投影機(jī)的生產(chǎn)成本不會(huì)增加，只需要一副立體眼鏡就可以。不過(guò)，由于是最新的技術(shù)，同立體三維技術(shù)相似，3D內(nèi)容較少影響該技術(shù)普及。據(jù)TI介紹，這類(lèi)技術(shù)將率先應(yīng)用在生物、仿真教學(xué)中，協(xié)助教師進(jìn)行實(shí)際演示。

　　3D技術(shù)的歷程

　　近兩年“3”成了一個(gè)熱門(mén)的數(shù)字， 2009年被視為是中國(guó)“3G”的元年，而今年則被很多廠商稱(chēng)為“3D”的元年。事實(shí)上業(yè)內(nèi)的這種“元年”稱(chēng)法并不準(zhǔn)確，3D顯示并不是什么新的技術(shù)，早在1903年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“視差創(chuàng)造立體”的原理。當(dāng)電視出現(xiàn)后，人們就已經(jīng)開(kāi)始著手研制立體電視，傳統(tǒng)的用于觀察靜止圖像或電影圖像的立體顯示方法幾乎全部被應(yīng)用到立體電視技術(shù)中。立體電視技術(shù)是隨著立體視覺(jué)技術(shù)和電視技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。

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　　早期，比較成功的立體電視是由兩部電視攝像機(jī)拍攝影像并用兩個(gè)獨(dú)立的視頻信道傳輸?shù)絻刹侩娨暀C(jī)，每部電視機(jī)的屏幕上安置一塊偏光板，然后用偏光眼鏡去觀察，這樣的立體電視系統(tǒng)可以獲得較好的立體圖像。
20世紀(jì)50年代，彩色電視技術(shù)發(fā)展到接近實(shí)用的階段，“互補(bǔ)色立體分像電視技術(shù)”開(kāi)始應(yīng)用于立體電視。基本方法是用兩部鏡頭前端加裝濾光鏡的攝像機(jī)去拍攝同一場(chǎng)景圖像，在彩色電視機(jī)的屏幕上觀眾看到的是兩副不同顏色的圖像相互疊加在一起，當(dāng)觀眾通過(guò)相應(yīng)的濾光鏡觀察時(shí)就可以看到立體電視圖像。

　　隨后在80年代，彩色立體三維技術(shù)開(kāi)始流行，這種技術(shù)的原理簡(jiǎn)單，通過(guò)物理學(xué)原理，使用不同顏色的濾光片進(jìn)行畫(huà)面濾光，使得一個(gè)圖片能產(chǎn)生出兩幅圖像。這種技術(shù)的成本非常低廉，同時(shí)效果也非常的差，僅需要一副濾光片的眼鏡就可以實(shí)現(xiàn)。

　　3D電腦顯示器也在04年出現(xiàn)。這一時(shí)期采用裸眼技術(shù)的3D顯示方案很受關(guān)注，與成熟度較高的需要眼鏡配合的3D顯示技術(shù)出現(xiàn)雙雄爭(zhēng)風(fēng)的趨勢(shì)。不過(guò)這一時(shí)期的產(chǎn)品，多為技術(shù)驗(yàn)證性的，消費(fèi)者可以購(gòu)買(mǎi)的產(chǎn)品非常少。
07年是3D顯示的真正開(kāi)局之年。從這一年期消費(fèi)者可以花上重金打造自己的私人3D計(jì)算環(huán)境，3D顯示首次不如家庭應(yīng)用時(shí)代。不過(guò)，早期市場(chǎng)3D電腦顯示器依然沒(méi)有擺脫“振臂高呼者云云，應(yīng)者無(wú)聲”的境況。

　　近幾年， 3D顯示技術(shù)發(fā)展較快，在某些領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣，技術(shù)含量越來(lái)越先進(jìn)，目前市場(chǎng)上有四種3D顯示技術(shù)，分別是彩色立體三維，偏振三維，立體三維以及最新的DLP Link技術(shù)。這四類(lèi)技術(shù)是當(dāng)前被廣泛采用的3D投影技，由于各自的原理、成本、效果不同，分別占有不同的市場(chǎng)。

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