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史上最强黑科技即将发布?裸眼3D技术是否可能?

楼主:邰梦秋 时间:2015-09-01 20:17:38 点击:4269 回复:25
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  女票非常讨厌看3D电影,每次带近视的女票去电影院看3D电影的时候,女票总是会戴着2副眼镜(近视眼镜+3D眼镜)恶狠狠地看着我说“老娘啥时候才能轻松地看一次电影?这种折磨人的破3D电影有啥好看的!!”,一场电影下来,她那本来就不挺的鼻子,被2副眼镜生生地压得更扁了。我只好心疼地安慰:好吧,下次还是陪你在家里看手机电影吧。

  而当我躺在床上搂着女票,拿着手机,眼睁睁地看着那无比平淡的2D电影时,我总会在心里咆哮:为什么3D电影非要去电影院戴3D眼镜去才能看?什么时候手机就能看裸眼3D?!

  然而,这仅仅是我的咆哮而已,因为???我认为裸眼3D这种黑科技,就像人能不借助任何工具就能飞一样,是根本不可能的!

  直到我在知乎看到了这样一篇帖:

  由于PPTV最近发布了几张海报,很多童鞋被搅的心神不宁,纷纷猜测PPTV所谓颠覆3D成像技术的各种可能性,然而毫无根由的猜测总是不好的,这里先简单科普下所谓的3D技术。嫌字长可以直接看最后结论部分。

  一、 什么是3D技术?
  1839年,英国有位叫温特斯顿的科学家,开始思考一个问题:“人类观察到的世界为什么是立体的?”经过一系列蛋疼的研究发现:仅仅因为人长着两只眼睛——不要笑,这是真的。

  两只眼睛从不同的位置和角度注视着物体,左眼看到左侧,右眼看到右侧,而我们的大脑可以通过对比这两幅不同的“影像”自动区分出物体的距离远近,从而产生强烈的立体感。这种因为左右眼接受影像的差异而引起立体视觉的现象有个名词:“视觉位移”

  正常的2D画面在左眼和右眼形成的影像是相同的,因此也就没有视觉位移,要想在一个2D画面中获取真正的3D感觉,这幅平面图像中必须含有左右眼眼睛两幅图像的信息,再通过适当的方法和工具分别传送到我们的左右眼睛。这种平面图像的特殊处理与完成3D视觉中使用的方法与工具,统称为3D技术。

  二、3D电影是怎么回事?

  既然实现3D要给予双眼不同的信息,所以拍摄3D电影的摄像机和一般的摄像机不一样:

  


  这样两眼的图像信息就都有了。

  现在问题来了,2D的电影都是单镜头拍摄,之后又如何出的3D版本呢(比如《阿凡达》《泰坦尼克号》)?另一半不存在的信息是如何生成的?
  真相就是:另一半本不存在的信息,都是根据已有的片源重制的,通过3D建模,逐帧渲染,手动填充(可简单理解为自己画)等等方式。严重提醒:不是在普通电影里加叼炸天的特效就叫3D电影了。

  提供给双眼的信息有了之后,剩下的关键部分就是如何分别将相应信息传递给人的左眼右眼里面。只要通过任何一种手段,把左眼的图像给左眼看,同时将右眼的图像给右眼看,就达到了3D视觉的效果。

  裸眼直接观看3D电影的图像是类似这样的:

  


  分离图像上,目前发展为两个方向:“眼镜派”与“裸眼派”,我们先来简单介绍下这两派的原理,再讨论PPTV眼药水可能颠覆的方向。


  三、分离图像之眼镜派

  1、 最早的方式——图像分色
  技术特点:便宜,亲民,超低成本易实现,总之你能想到的优点它全有,就是效果渣。

  在拍摄时给左右摄影机镜头前分别加装蓝/红滤光镜,只允许蓝/红光通过,阻止大部分红/蓝光,换言之,用红色记录左/右眼信息,用蓝色记录右/左眼信息(不用滤光镜直接后期处理也可以做到同样的效果),观看时带上红蓝眼镜,这样每只眼睛就会接收到相应的图像,自然也就有立体感了。

  原理如下图:

  


  哦,你问为什么红光无法通过蓝色镜片?简单的说,红蓝绿三原色之间是互不相容的,带着红色镜片去看蓝色(或者绿色)的物体,结果就是黑色,绝大部分蓝/绿颜色信息都被红色镜片过滤掉了。反之亦然。

  这种3D技术虽然成本非常低廉,但缺点更是明显。首先偏色很严重,立体感缺失严重。更夸张的是,当放映时出现绿色部分时,只有一坨黑乎乎(绿色信息根本无法被红蓝光记录)。

  比红蓝、红绿分色高级一些技术是红青分色,至少不会出现严重的色彩信息丢失。

  2、 偏振放映技术

  这项技术的特点是:效果较逼真,放映系统成本很高,技术难度较高,只适用于大型影院(高富帅)。

  由于光是一种电磁波,波就会有振动方向,所以可以从振动方向而不是色彩上(红、蓝)对左右眼信息进行区分,简单理解成左边的放映机放出的光是横着走的,右边的放映机放出的光是竖着走的,左边的镜片只允许光横着通过,右边的镜片只允许光竖着通过(千万不要真的这么理解,这只是为了完全没有物理基础的人理解原理),这样在没有任何图像信息损失以及偏色的情况下,就完成了左右眼图像分离。所以,偏振放映技术下的3D眼镜是这样的:

  

  3、液晶分时技术

  这项技术的特点是:历史很悠久,效果十分逆天,但是普及度不高。

  先说原理:
  这项技术的核心在于显示屏与液晶眼镜高精度协作。眼镜片由液晶控制开关。开:透明,关:全黑。显示屏将传递左右眼的图像交替放映出来,当显示屏播放左眼图像时,液晶眼镜左镜片开,右镜片关,显示屏播放右眼图像时,左镜片关,右镜片开,简单说法就是,显示屏播放左眼图像时,有东西挡住你的右眼,显示屏播放右眼图像时,它又挡住你的左眼。听起来复杂,实际上实现起来难度很低,那么问题来了,这么叼的设计,技术难度也不高,为什么普及度不行?

  这还得归罪于显示屏。比如正常显示屏的频率是60赫兹,那么左右眼接受的图像频率就变成了30赫兹。30赫兹还晃来晃去的结果就是“亮瞎了狗眼”,因此屏幕刷新率不够高的情况下(120赫兹以下),这项技术无法普遍应用。尽管市面上各种标榜120赫兹/240赫兹/甚至800赫兹的中端显示屏,但价格亲民的显示屏(包括电视、显示器)没有多少可以达到这个刷新率,基本都是厂商玩出的噱头而已。

  一句话总结“眼镜派”:只要看眼镜就能分出技术高下。

  以上都是基于滤光眼镜的分色设计,那么PPTV神奇眼药水可能代替滤光眼镜而起到分色的作用吗?

  个人猜测这个可能性不大。即使发现某种液体可以让眼药水实现偏振片的作用,眼药水滴入眼内之后,经过一定次数眨眼之后这层液体在眼球表面也无法保持完整的覆盖,抑或被泪液稀释,这都会导致滤光功能失效。而且做出这种产品的更应该是某某光学研究所,或者某某生物科技这样的类似的公司,一个IT企业不太可能有底蕴实现这样的技术。当然,如果PPTV真的研究出了什么黑科技,当我上面都没说好了。

  下面介绍“裸眼派”。

  裸眼顾名思义,就是不戴乱七八糟各种形式的“眼镜”,由于该技术整体上还很不成熟,因此长话短说。

  没有眼镜,所以屏幕直接就要直接给予左右眼不同的图像,目前主流有三种技术手段:

  1、 狭缝式液晶光栅

  原理图:

  


  在屏幕前加了一个狭缝式光栅之后,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。

  缺点:分辨率和亮度都存在较大问题。

  2、 柱状棱镜

  原理图:

  


  通过透镜的折射原理,将左右眼对应的像素点分别投射在左右眼中,实现图像分离。对比狭缝光栅技术最大的优点是透镜不会遮挡光线,所以亮度有了很大改善,但由于图像是由透镜折射分离的,所以成像效果与眼部位置有很大关系(不能太远不能太近也不能太偏)。

  缺点:视角不够广阔,而且柱状棱镜精度要求非常高,容易出现图像模糊、重影。

  3、 指向光源

  简单说来就是精确控制两组屏幕分辨向左右眼投射图像。听起来非常厉害是吧,我说完缺点你就不觉得厉害了。

  它的缺点是——技术仍在开发,非常非常不成熟(目前不能批量投入实际应用!)。

  一句话总结“裸眼派”:凡是容易实现的,效果都不好;不容易实现的,效果也不太好;效果好的,技术不成熟。

  “裸眼派”介绍完毕,那么PPTV的神奇眼药水有可能在“裸眼派”有一番建树吗?个人感觉也不太可能,“裸眼派”都是基于屏幕的技术手段,将眼药水涂在屏幕上——不论是从形成光栅的角度还是形成柱状棱镜的角度都太魔幻了。以下是脑洞时间:“裸眼派”3D成像的亮度和分辨率都不好,画面也不够稳定,所以裸眼看3D影像眼睛会疲劳的非常快(玩3D游戏机的应该都有这种体验),所以发布会上没准会出一款看3D画面不累的“神奇眼药水”……


  综上从“眼镜派”和“裸眼派”两方面分析,基本可以确认,“PPTV神奇眼药水”无法对3D成像技术造成革命性的改变,所以所谓的“颠覆”更大几率上是在3D片源与播放3D影片的设备上,或者是“裸眼派”现有技术的改良更新,而所谓的“神奇眼药水”,只是一个烟雾弹罢了。

  题外话:3D显像技术很久没有跨越性的进展了,从个人情感上十分希望在发布会上看到PPTV做出颠覆性的革新,而不是发布一款抗疲劳眼药水。
作者 :人称气质哥 时间:2015-09-01 22:21:52
  两个重要问题,第一这种会通过哪种方式来实现?第二实现的媒介是什么?
作者 :天下文行知 时间:2015-09-01 22:23:42
  简直亮瞎了我的狗眼啊,屏幕液晶分时技术啊
作者 :星辰柒月 时间:2015-09-01 22:25:14
  3D显像技术确实很久没有跨越性进展了
作者 :万里行我来也 时间:2015-09-01 22:26:45
  基于技术手段吧,说的好魔幻哦
作者 :闻天黑色多 时间:2015-09-01 22:32:41
  搭车问下,找了很多资料,都说这种技术现在不成熟,楼主觉得这种产品短时间能面世?
作者 :拂逸吹 时间:2015-09-01 22:33:47
  画面不够稳定吧应该,玩3D游戏就够累的了
作者 :犀利哥飘过 时间:2015-09-01 22:34:56
  梦想是美好的,现实是残酷的。
作者 :入的无孔不 时间:2015-09-01 22:35:53
  据说这种技术某些品牌的电视上已经有了。
作者 :来忽悠的 时间:2015-09-01 22:35:55
  卧槽,这字也太长了,求精简。
作者 :扑错方向了 时间:2015-09-01 22:36:24
  根本不可能,这是眼药水还是屏幕的改革啊?
作者 :流浪法师沙漠 时间:2015-09-01 22:37:44
  不得不说,科技的进步越来越神速了。
作者 :喷雪西门 时间:2015-09-01 22:42:32
  原来人的眼睛,也是有缺陷的。
作者 :地方丽江老 时间:2015-09-01 22:42:39
  最讨厌看3D戴眼镜了,带的耳朵疼
作者 :更冷让笑 时间:2015-09-01 22:43:31
  看题目直接吓到我了~~
作者 :怕自己说错话 时间:2015-09-01 22:43:33
  战略mark,感谢科普
作者 :海韵情江风 时间:2015-09-01 22:45:37
  希望这种技术早日出现,好让我们开开眼界。
作者 :躯体背叛了灵魂 时间:2015-09-01 22:46:38
  PPTV真要能有这种技术,成为世界第一的公司近在咫尺。
作者 :路吗天上有 时间:2015-09-01 22:47:11
  呵呵,这下是要引起轰动了吗?
作者 :西子芦苇 时间:2015-09-01 22:49:29
  难道这是一款眼药水?涂上就能成3D了?
作者 :唯美回忆如此 时间:2015-09-01 22:51:25
  对于我们近视眼来说终于解脱了
作者 :一次只求再爱 时间:2015-09-01 22:53:20
  戴着眼镜看电影,还是在家看电视吧
作者 :践踏你青春 时间:2015-09-01 22:54:18
  这是什么神奇眼药水吗?
作者 :灵魂爱孤独 时间:2015-09-01 22:55:15
  裸眼3D的产品,我以前也接触过,那时候裸眼3D手机技术很烂,不知道现在会不会更好一些。
作者 :飞飞小方 时间:2015-09-01 22:57:14
  先卖个关子,网上已经有关于PPTV新品发布的爆料了,有兴趣的朋友可以去看看,
作者 :公主贝埖埖 时间:2015-09-01 22:58:11
  感觉看会3D眼镜确实疲劳

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