你看《阿凡達》了嗎？是不是3D版？
2010年伊始，國人討論《阿凡達》的頻率已經超過了吃飯和天氣。因為《阿凡達》，3D技術在2009年的寒冬徹底火了一把。“3D太逼真了，絕對的身臨其境，電影中的子彈打過來你絕對會下意識的躲避！”——看過3D版《阿凡達》的人總是在這樣津津樂道。
3D《阿凡達》來襲！沒看的都OUT了？
但是筆者今天告訴你的是“3D不僅只有阿凡達，立體生活其實很簡單”。在前不久剛剛結束的CES消費電子展上，3D成為了當之無愧的核心關鍵詞；從電視、顯示器到投影機、MP4等顯示設備已經全部推出了3D產品；2010年南非世界杯將實現3D轉播；專門提供3D畫面的電視臺將于2010年正式開播；電影巨頭夢工廠宣布2009年之后制作的動畫片都是3D形式；支持3D的游戲已經數以百計；互聯網上已經有了3D網頁……
號外！號外！南非世界杯將3D轉播啦！
繼高清之后，3D已經成為顯示設備下一個重心。雖然無數讀者對3D已經耳熟能詳，但是3D究竟是什么，3D能給我們帶來什么，我們需要為3D付出什么，3D技術有什么缺點呢？大部分的讀者還有著這樣的疑問。今天，筆者就和大家一起對3D技術進行剝絲抽繭，對3D技術進行全面系統的了解。
注：此次筆者討論的主要是影像顯示行業的3D技術，關于設計制作等行業3D技術則不在我們的討論范圍之內。
D是英文Dimension(線度、維)的字頭，3D便是指三維空間。相比普通的2D畫面，3D更加立體逼真，讓觀眾有身臨其境的感覺。目前的3D技術可以分為裸眼式和眼鏡式兩種，裸眼式3D技術目前主要應用在工業商用顯示方面（以后還將應用于手機等顯示設備中）；眼鏡式3D技術則集中于消費級市場，此次世界上觀看《阿凡達》采用的全部是眼鏡式3D技術。如果細分的話，眼鏡式3D技術可分為色差式、快門式和偏光式（也叫色分法、時分法、光分法）三種，而裸眼式3D技術可分為透鏡陣列、屏障柵欄和指向光源三種，每種技術的原理和成像效果都有一定的差別。下面筆者就為大家簡單的介紹一下這六種3D技術的原理和優缺點。
眼鏡式3D技術
色差式
色差式3D歷史最為悠久，成像原理簡單，實現成本低廉，但是3D畫面效果也是最差的，需要配合色差式3D眼鏡才能看到3D效果。色差式3D先由旋轉的濾光輪分出光譜信息，使用不同顏色的濾光片進行畫面濾光，使得一個圖片能產生出兩幅圖像，人的每只眼睛都看見不同的圖像。目前我們較為最常見的濾光片顏色通常是紅/藍，紅/綠，或者紅/青，目前采用這種技術的影院以及越來越少了。
優點：技術難度低，成本低廉
缺點：3D畫質效果不是最好，畫面邊緣易偏色
快門式
快門式3D技術主要是通過提高畫面的快速刷新率（至少要達到120Hz）來實現3D效果，屬于主動式3D技術。當3D信號輸入到顯示設備（諸如顯示器、投影機等）后，120Hz的圖像便以幀序列的格式實現左右幀交替產生，通過紅外發射器將這些幀信號傳輸出去，負責接收的3D眼鏡在刷新同步實現左右眼觀看對應的圖像，并且保持與2D視像相同的幀數，觀眾的兩只眼睛看到快速切換的不同畫面，并且在大腦中產生錯覺（攝像機拍攝不出來效果），便觀看到立體影像。
NVIDIA：我們的眼鏡是主動式的，所以很貴
NVIDIA的3D stereo、德州儀器的DLP Link還有XPAND 3D系統都是均屬于快門式3D技術。從片源來看，快門式3D技術的資源也最為豐富，刷新率提升到120Hz的視頻和游戲均可實現3D立體效果。得益于NVIDIA在顯卡市場中的領先地位，和德州儀器DLP在投影機市場占據半壁江山優勢，快門式3D技術在電腦和投影機行業已經成了3D技術的代名詞。但是快門式3D技術的一大制約便是眼鏡的價格，由于屬于主動式眼鏡，所以成本和售價較高，很多消費者難以接受。
優點：資源相對較多，廠商宣傳推廣力度大，3D效果出色
缺點：快門眼鏡價格昂貴
偏光式
偏光式3D也叫偏振式3D技術，屬于被動式3D技術，眼鏡價格也較為便宜，目前3D電影院、3D液晶電視等大多采用的是偏光式3D技術。和快門式3D技術一樣，偏光式3D也細分出了很多種類，比如應用于投影機行業的偏光式3D需要兩臺以上性能參數完全相同的投影機才能實現3D效果，而應用于電視行業的偏光式3D技術則需要畫面具有240Hz或者480Hz以上的刷新率，從實現的方式二者也存在很多差別。
RealD 3D：沒錯，在市場占有率方面我們絕對領先
在偏光式3D系統中，目前市場中較為主流的有RealD 3D系統、MasterImage 3D、杜比3D系統三種。特別是RealD 3D技術，其市場占有率最高，而且不受面板類型的影響，可以幫助任何支持3D功能的電視和顯示器產生出高清3D影像，擁有這項技術的RealD公司主要是通過技術授權進行推廣，目前已經和東芝、索尼、JVC、三星等公司達成了合作，在3D影院方面其占有率也遙遙領先。
杜比：我們不僅有立體音效，還有立體視覺
杜比3D數字影院由內置了3D顏色管理的杜比服務器、杜比3D濾光輪組件和杜比3D眼鏡組成，其設計理念和優勢就是采用被動式眼鏡和適用于白色銀幕。需要注意的是，杜比3D系統可以直接安裝在數字放映機的燈泡和成像元器件之間，其濾光便相當于DLP投影機中的色輪，換言之，杜比3D數字影院使用了德州儀器DLP投影機的成像核心。
使用中，杜比3D濾光輪置于現行標準數字放映機內部，在燈泡和光引擎之間，可以減輕光引擎的壓力，而且成像之前已完成分色，所以不會降低圖像質量；旋轉的濾光輪分出光譜信息不同的兩份紅、綠、藍，經過特殊設計的眼鏡則在左右眼只能分別接收到各自的光譜信號；使用杜比3D數字電影系統，2D和3D電影只需使用一個文件包即可，通過1U大小的杜比3D濾光輪控制器（DFC）保持濾光輪與放映機同步，杜比3D濾光輪可下降進入光路、呈現3D效果，也可上升避開光路、呈現2D效果，避免了雙母版帶來的麻煩；而且DFC操作極為簡便，通過面板一鍵控制濾光輪的升降，并且面板可直觀顯示三種工作狀態。
優點：偏光式眼鏡價格低廉，3D效果出色，市場份額大
缺點：安裝調試繁瑣，成本不便宜
裸眼式3D技術
在前文中我們提到了裸眼式3D技術大多處于研發階段，并且主要應用在工業商用顯示市場，所以大眾消費者接觸的不多。從技術上來看，裸眼式3D可分為光屏障式（Barrier）、柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術和指向光源（Directional Backlight）三種。裸眼式3D技術最大的優勢便是擺脫了眼鏡的束縛，但是分辨率、可視角度和可視距離等方面還存在很多不足。
在顯示行業新品展會上，筆者已經有幸見到了近十款裸眼式3D顯示設備。在觀看的時候，觀眾需要和顯示設備保持一定的位置才能看到3D效果的圖像（3D效果受視角影響較大），3D畫面和常見的偏光式3D技術和快門式3D技術尚有一定的差距。不過可以告訴讀者的是，液晶面板行業巨頭友達光電，研發巨頭3M等已經在積極進行研發，預計部分裸眼式3D顯示設備將于今明兩年實現量產。
光屏障式（Barrier）
光屏障式3D技術也被稱為視差屏障或視差障柵技術，其原理和偏振式3D較為類似，是由夏普歐洲實驗室的工程師十余年的研究成功。光屏障式3D產品與既有的LCD液晶工藝兼容，因此在量產性和成本上較具優勢，但采用此種技術的產品影像分辨率和亮度會下降。光屏障式3D技術的實現方法是使用一個開關液晶屏、偏振膜和高分子液晶層，利用液晶層和偏振膜制造出一系列方向為90°的垂直條紋。
光屏障式（Barrier）技術
這些條紋寬幾十微米，通過它們的光就形成了垂直的細條柵模式，稱之為“視差障壁”。而該技術正是利用了安置在背光模塊及LCD面板間的視差障壁，在立體顯示模式下，應該由左眼看到的圖像顯示在液晶屏上時，不透明的條紋會遮擋右眼；同理，應該由右眼看到的圖像顯示在液晶屏上時，不透明的條紋會遮擋左眼，通過將左眼和右眼的可視畫面分開，使觀者看到3D影像。
優點：與既有的LCD液晶工藝兼容，因此在量產性和成本上較具優勢
缺點：畫面亮度低，分辨率會隨著顯示器在同一時間播出影像的增加呈反比降低
柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術
柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術也被稱為雙凸透鏡或微柱透鏡3D技術，其最大的優勢便是其亮度不會受到影響。柱狀透鏡3D技術的原理是在液晶顯示屏的前面加上一層柱狀透鏡，使液晶屏的像平面位于透鏡的焦平面上，這樣在每個柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個子像素，這樣透鏡就能以不同的方向投影每個子像素。于是雙眼從不同的角度觀看顯示屏，就看到不同的子像素。不過像素間的間隙也會被放大，因此不能簡單地疊加子像素。讓柱透鏡與像素列不是平行的，而是成一定的角度。這樣就可以使每一組子像素重復投射視區，而不是只投射一組視差圖像。
柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術示意圖
之所以它的亮度不會受到影響，是因為柱狀透鏡不會阻擋背光，因此畫面亮度能夠得到很好地保障。不過由于它的3D顯示基本原理仍與視差障壁技術有異曲同工之處，所以分辨率仍是一個比較難解決的問題。
優點：3D技術顯示效果更好，亮度不受到影響
缺點：相關制造與現有LCD液晶工藝不兼容，需要投資新的設備和生產線。
指向光源（Directional Backlight）技術
3M的指向光源3D技術
對指向光源（Directional Backlight）3D技術投入較大精力的主要是3M公司，指向光源（Directional Backlight）3D技術搭配兩組LED，配合快速反應的LCD面板和驅動方法，讓3D內容以排序（sequential）方式進入觀看者的左右眼互換影像產生視差，進而讓人眼感受到3D三維效果。前不久，3M公司剛剛展示了其研發成功的3D 光學膜，該產品的面試實現了無需佩戴 3D 眼鏡，就可以在手機，游戲機及其他手持設備中顯示真正的三維立體影像，極大地增強了基于移動設備的交流和互動。
優點：分辨率、透光率方面能保證，不會影響既有的設計架構，3D顯示效果出色
缺點：技術尚在開發，產品不成熟
其他裸眼3D技術
在2009年4月，美國PureDepth公司宣布研發出改進后的裸眼3D技術——MLD（multi-layer display多層顯示），這種技術能夠通過一定間隔重疊的兩塊液晶面板，實現在不使用專用眼鏡的情況下，觀看文字及圖畫時所呈現3D影像的效果。
另外，國內廠商歐亞寶龍旗下的Bolod裸眼3D顯示器如今已經發展到第四代，產品也全部實現高清顯示，在國內的3D顯示行業處于領先位置。當然，由于非市場主流，對于MLD技術和Bolod裸眼3D顯示器，我們此次只做簡單的了解，不做深入技術性探討
對于3D顯示技術，消費者也并非一片叫好聲，筆者便聽到了不少反對的聲音。下面筆者便將這些觀點整理發表，讓大家時刻保持清醒的頭腦，切不可盲目追隨。
一、3D市場無比混亂
無比混亂的市場可以說是3D市場目前面臨最大的難題。作為一種新型的顯示技術，3D技術目前正處于蓬勃發展的階段，但是整個3D行業卻無統一標準，不僅消費者暈頭轉向，有些廠商的技術人員也為之頭疼。就在筆者撰寫此文的時候，也為眾多說法不一的3D技術為之撓頭。
3D行業急需制定統一標準
如果想讓整個市場取得革命性的突破，那么制定相關的3D行業標準也就成了迫在眉睫的事情。在3D內容制作、媒介傳輸、信號接口、顯示解碼等諸多環節均建議相應的規范，讓廠商在生產研發之時有章可循，也還消費者一個明明白白。
二、3D使部分觀眾眩暈
大部分觀眾看完《阿凡達》都連聲叫好，但是我們也不應忽視部分因為3D版《阿凡達》而出現眼干、眼痛、頭暈、惡心等癥狀的觀眾，據報道還有觀眾觀影后突發急性青光眼。據筆者了解，目前已經有不少專業眼科醫生建議青光眼、屈光不正、眼肌有問題的觀眾放棄觀看3D版《阿凡達》。
我暈了，不行了，快來扶一下……
3D畫面是虛實交匯的，這些動感的虛畫面會讓人們聚焦眼球很困難，長時間觀看很容易出現頭暈、頭痛。另外，電影院內光線比較暗，觀眾瞳孔自然就會放大，另外3D畫面對于眼睛刺激性也特別大，眼壓也會隨之升高，出現眼干、眼痛等癥狀。
三、3D資源稀少
想看1080p高清視頻？網上隨便一搜便琳瑯滿目。但是3D內容呢？雖然支持3D的游戲已經多達百款，但是每年在影院放映的3D電影還寥寥無幾，其他諸如3D圖片等資源更是為數稀少，在這種情況下，消費者又有什么理由耗費數倍的價錢去購買一款“華而不實”的產品呢？
對于3D產品廠商來說，從行業長遠的發展來看，將全部熱情撲在產品的研發推廣毫無疑問是錯誤的。作為普通的消費者，筆者只有親身體驗震撼逼真的3D效果，并且了解到市場中充斥著為數甚多的3D資源才會選購3D顯示設備，相信有著這樣想法的也不止筆者一位。
四、大多3D產品不支持1080p全高清
也許在一兩年后，此問題便以得到徹底解決，但是從目前的情況來不支持1080p全高清的3D設備還是占據了大部分的市場。好不容易才感受到了1080p的清晰逼真，現在卻讓我為3D而選擇放棄，相信沒有幾位消費者會答應。
好在3D技術經過10余年的發展，終于在近些年突破了這一瓶頸，大多已能夠支持1080p內容。可以預見的是，以后的大屏幕3D顯示設備均兼容1080p高清，二者缺一不可。
五、戴3D眼鏡有諸多不便
“我本來就已經戴了一副近視眼鏡，看3D電影的時候還要在外面加一副3D眼鏡，鼻梁壓的生疼不說，那個3D眼鏡還又臟又破，看電影的過程中一個勁的往下掉。”——剛剛看完《阿凡達》的同事小王這樣訴苦。
看個電影而已，還需要戴眼鏡，真夠折騰的
戴3D眼鏡不方便的問題是針對眼鏡式3D技術而言的，但是在目前市場中，裸眼式3D產品寥寥無幾，大眾消費者默認為3D技術都是需要戴眼鏡的。話題再回到《阿凡達》上來，據部分媒體報道，在《阿凡達》熱映期間，各種3D眼鏡在淘寶上銷售創造了新高峰，看來人們對電影院電影的舒適度、大小、效果等還是有很多擔心。
3D代表著顯示技術的終結了嗎？非也！相信已經有部分前衛的讀者聽過“4D影院”、“全息影像”等新鮮名詞了，那么這些指的又是什么呢？筆者在此也為大家順便做簡單的介紹。
4D影院更爽更逼真，但是無商業電影片源
4D影院是在3D影院的基礎上發展起來的，除了傳統的3D視覺震撼之外，還還根據影片的情節精心設計出煙霧、雨、光電、氣泡、氣味、布景、人物表演等效果。和傳統的3D電影相比，觀眾在觀看4D影片時除了視覺、聽覺外還能感受到觸覺、嗅覺等全方位感受。目前4D電影片源更為稀少，觀眾選擇范圍有限，筆者暫時也沒有發現正式的商業4D電影。
右邊女主持人竟然是虛擬（全息影像）的，你看出來了嗎？
全息影像目前也在飛速的發展中，諸如《星球大戰》、《特種部隊之眼鏡蛇的崛起》等電影中的部分情節已經為我們展示了全息影像技術在未來應用的可能。另外，CNN報道奧巴馬競選總統期間，全息影像對于處于不同地點主持人之間進行互動也提供了不小的幫助。從嚴格意義上來講，全息影像并不屬于3D技術的范疇之內。
如果想看到全息影像，首先要對拍攝設備進行改良。在拍攝全息畫面的時候，攝影機不僅需要記錄物體上的反光強度，也要記錄位相信息。在觀看的時候則需要借助透明度高的介質構成的多棱錐，然后經過光學的反射才能看到立體效果。作為一種新興技術，全息影像技術的清晰度、容量等問題還沒有得到妥善的解決，觀看全息電影的時間更是遙遠。
寫在最后：經過幾十年的歷程，3D技術取得了迅猛的發展。當然，對于我們這些普通消費者來說，也沒必要了解如此繁雜的3D技術，我們需要的只是效果更出色，實現難度更低，價格更低廉的3D顯示產品而已。對于3D技術，我們已經等了幾十年，現在是否意味著迎來曙光了呢？關于3D技術的更多詳情，盡請關注太平洋電腦網投影機頻道，我們也在隨時關注3D行業的進展。[
