解读3D电影缺乏后劲原因 裸眼3D技术初探

曾让好莱坞赚得盆满钵满的3D电影风潮如今看上去已经风光不再，年中的两部3D大片《功夫熊猫2》、《加勒比海盗4》在其本土表现都不尽如人意，其中3D版《加勒比海盗4：惊涛怪浪》的票房仅占其全部票房的一半不到，《哈利•波特7(下)》虽未正式上映，但在该片2D票的预售额很快跻身预售榜前五位时，3D份额却不见踪影，似乎越来越多的观众选择观看2D电影。然而事实真的如此么？

如同电视行业从黑白到彩色的发展一样，影像显示的发展趋势，也将必然从平面走向立体。当年的有声电影从不被以卓别林为代表的电影人士接受到后来的响遍大江南北，任何打破原有程序的技术都存在一个短暂的缓冲期，然而3D电影却不同，被誉为3D电影开山鼻祖的《阿凡达》刚一出山就席卷全球27.16亿美元成为世界电影界的奇迹，霎时间3D电影异军突起，似乎每部影片都想分一杯3D电影的羹，其中自然鱼龙混杂，在《阿凡达》大获成功后，不少电影业人士认为，3D技术的发展对于电影艺术来说是革命性的变革，一如黑白到彩色的跨越。但在热闹了两年之后，3D电影并未取代2D成为主流，相反，观众正逐渐丧失对3D电影的信心和兴趣。只有正在北美热映的《变形金刚3》被认为是继《阿凡达》后，又一部3D效果惊人的电影。

那么3D电影降温的原因是什么呢？观众最有发言权，主要由于3D版本电影票价偏高，却未能提供等值的观影享受，部分电影的3D特效不仅多余，还干扰观影质量，除了色彩斑斓如《里约大冒险》这等异类，以现有技术制作出的3D画面质感普遍偏暗。不少电影在制作初期并未使用3D摄影机拍摄，而是因应3D热潮的兴起，在后期制作时转制为3D，这类“伪 3D”电影被诟病最多。此外，舒适度问题也不得不被考虑，不少观众认为3D眼镜相当累赘，对于本身佩戴眼镜的观众来说更是累上加累，如若3D效果不能让人 “惊为天人”，大多数观众在新鲜劲过后，认为花大钱看3D电影“不值得”。毫无疑问，除了电影导演和编剧们要挖空心思设计些恢弘的叙事和宏大的场面外，甩掉日常的眼镜束缚，势在必行，裸眼3D才是未来的终极趋势。

3d是three-dimensional的缩写，就是三维图形。在计算机里显示3d图形，就是说在平面里显示三维图形。不像现实世界里，真实的三维空间，有真实的距离空间。计算机里只是看起来很像真实世界，因此在计算机显示的3d图形，就是让人眼看上就像真的一样。人眼有一个特性就是近大远小，就会形成立体感。计算机屏幕是平面二维的，我们之所以能欣赏到真如实物般的三维图像，是因为显示在计算机屏幕上时色彩灰度的不同而使人眼产生视觉上的错觉，而将二维的计算机屏幕感知为三维图像。基于色彩学的有关知识，三维物体边缘的凸出部分一般显高亮度色，而凹下去的部分由于受光线的遮挡而显暗色。这一认识被广泛应用于网页或其他应用中对按钮、3d线条的绘制。比如要绘制的3d文字，即在原始位置显示高亮度颜色，而在左下或右上等位置用低亮度颜色勾勒出其轮廓，这样在视觉上便会产生3d文字的效果。具体实现时，可用完全一样的字体在不同的位置分别绘制两个不同颜色的2d文字，只要使两个文字的坐标合适，就完全可以在视觉上产生出不同效果的3d文字。

如今主流的3D立体显示技术，仍然不能使我们摆脱特制眼镜的束缚，这使得其应用范围以及使用舒适度都打了折扣。而且不少3D技术会让长时间的体验者有恶心眩晕等感觉，而且3D眼镜的卫生条件也很差，近日就有报道说江苏一位观众因为使用了上一个观众刚刚留下的眼镜而不幸感染了红眼病。于是，3D立体显示能够持续发展的动力，就落到了裸眼3D显示技术这一前沿科技身上。

据3D、4D特种电影制作厂商，数虎图像市场总监张鹏宇先生介绍，目前国内主要的裸眼3D显示技术都是由三种技术的基础上改良而成的。一是视差障壁技术，另一个为柱状透镜技术，还有一个为2009年4月，美国PureDepth公司宣布研发出改进后的裸眼3D技术研制的MLD技术，下面我们具体讲解一下这三种技术的简单原理。

视差障壁技术

我们知道电影院在放映3D电影时，广泛采用的是偏振眼镜法。而视差障壁与偏振眼镜法有些相似，不过一个需要通过眼镜，另一个却不需要。视差障壁技术是由夏普欧洲实验室的工程师经过十年研究所得。它的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90°的垂直条纹。

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。缺陷：由于背光遭到视差障壁的阻挡，所以亮度也会随之降低，要看到高亮度的画面比较困难。除此之外，分辨率也会随着显示器在同一时间播出影像的增加成反比降低，导致清晰度的降低。

柱状透镜技术

柱状透镜技术，也被称为双凸透镜或微柱透镜。它相比视差障壁技术最大的优点是其亮度不会受到影响。它的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。让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。

之所以它的亮度不会受到影响，是因为柱状透镜不会阻挡背光，因此画面亮度能够得到很好地保障。不过由于它的3D显示基本原理仍与视差障壁技术有异曲同工之处，所以分辨率仍是一个比较难解决的问题。

MLD技术

美国PureDepth公司改进钱两种技术后[FS:Page]的裸眼3D技术——MLD(multi-layer display多层显示)，这种技术能够通过一定间隔重叠的两块液晶面板，实现在不使用专用眼镜的情况下，观看文字及图画时所呈现3D影像的效果。与以往采用柱状透镜技术的裸眼3D显示器相比，MLD技术具有以下几个优点：

一、观看3D影像时，用户不会产生眩晕、头疼及眼睛疲劳等副作用;

二、3D显示时，屏幕的分辨率不会降低;

三、可组合显示文字等二维影像和3D影像;

四、对观看3D影像的视野及角度没有太大的限制，通俗点说就是可视角度够大。据悉，采用MLD技术的显示设备已经在美国拉斯维加斯的部分娱乐场所得到了应用，并取得了良好的效果。

据数虎图像张先生介绍，目前国内已经完全掌握了以上三种裸眼3D技术，数虎图像裸眼3D技术成果，将裸眼3D技术实现成品化、成熟化。不仅实现了裸眼看3D，而且保证了3D立体出屏效果的震撼。解决了戴着眼镜看3D的束缚与困扰，开拓出一个自由自在享受3D的空间。