雖然3D技術早就為大眾耳熟能詳了,3D技術在市場上也有了多年的發展,包括3D電視、3D顯示器以及3D投影機。但是到底什么是3D技術?3D技術可以獲得什么樣的顯示效果?
3D是three-dimensional的縮寫,就是三維圖形。而3D技術就是虛擬三維的技術,通過利用計算機的運算達到視覺、聽覺等方面立體效果的一種技術。在電影中實現3D技效果就是利用雙眼立體視覺原理,使觀眾能從銀幕上獲得三維空間感視覺影像的電影。
簡而言之,3D技術使用兩個互相重迭的圖像來增加觀看者的深度感。一幅圖像作用用于右眼,另一幅圖像用于左眼。節目以一種專門的攝像機拍攝,這種攝像機有左右分開的兩個鏡頭,很像你的眼睛看到兩副具有些區別的圖像的那種方式。這就產生了深度感,使得圖像仿佛由屏幕表面向后方延伸,有時又仿佛從屏幕往觀眾方向伸出去。
目前,市場上已經有了四種比較成熟的3D顯示技術,包括彩色立體三維、偏振三維、立體三維以及最新的DLPLink技術。這四類技術是當前被廣泛采用的3D投影技術。由于各自原理的不同,成本上也不同,效果同樣也是不一樣,各自獨占一片市場。
其中,彩色立體三維,在市場上推出的時間最長,原理也最為簡單,而成本最低的技術就要屬彩色立體三維技術。這種技術的原理比較簡單,通過物理學原理,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個圖像,最常見的濾光片顏色通常是紅/藍,紅/綠,或者紅/青。
DLPLink技術,它是美國德州儀器在09年上半年發布的最新3D投影技術。它主要是在立體三維技術的基礎上進行完善實現的。DLPLink技術的原理與立體三維技術大致相同,唯一的區別是3D信號的傳輸不是由紅外裝置,而是通過DLP投影機中的DMD芯片的閉合來控制3D信號的傳輸。
主流3D顯示技術
偏振光方式
光線偏振系統被用于商業影院和其它高端應用。這些方式提供了商業影院中的高品質3D體驗,而數字投影機的流行使得3D效果更上一層樓。在一個偏振光系統中,來自一臺或者多臺投影的光線通過一個偏振濾波器,使得所有的光波在同一方向上振蕩。觀眾佩戴的眼鏡上的特殊濾鏡,僅允許屬于某只眼鏡的光線通過。如果你曾經見過百葉窗,你就已經明白了這個概念——從某個角度你能夠清楚地看出窗外,而從其它角度你的視線會被遮掩。為兩只眼睛使用不同的偏振方向,使得兩幅分離的圖像可以被投射,一幅圖像用于一只眼睛,從而產生深度感。
目前在商用3D投影領域存在著兩種不同的基于偏振光的系統。一個版本使用了兩臺投影機,每臺機器擁有自己的偏振濾波器,分別投射左眼和右眼圖像。該系統用于IMAX3D播放。另外一種系統,被稱為RealD,使用一臺投影機和一個快速切換的單個偏振器來完成同樣的事情。該系統在左眼圖像和右眼圖像之間非常迅速地切換,偏振濾鏡同樣也在順時針和逆時針偏振方向中配合左右眼圖像的改變而切換。再一次,偏振眼鏡讓觀看者的眼睛只看見屬于每只眼睛自己的信息。
偏振光3D的優勢
色彩。與立體照片系統相比,使用偏振光系統時的色彩更為準確。雖然有一些源于眼鏡的光線損失,但色彩更接近其原始值。鑒于眼鏡的透鏡本身幾乎沒有任何顏色,對用于偏振光系統的節目內容進行色彩糾正也更為容易。尤其是膚色,在一個偏振光系統中,看上去更為真實可信。
被動眼鏡。和立體照片3D一樣,偏振光3D使用被動式的眼鏡,廉價并且不包含電器元件。和立體照片3D不同的是,偏振光眼鏡的框架通常是用塑料制作的,使其相比紙質框架的3D眼鏡更耐用、更能重復使用。
串線。偏振光3D系統相比立體照片3D系統具有更低的串線發生率。由于偏振光線的特性,左眼圖像被右眼看到的情況幾乎不可能發生(反過來也一樣)。如果你的頭向兩個方向偏得太厲害,那么使用左右偏振光的系統例如IMAX會失去3D效果,但除非你睡到鄰座的肩膀上,這都不會成為問題。
偏振光3D的劣勢
亮度損失。與一個2D系統相比,所有的單投影機3D系統都有明顯的亮度縮減。對于不是物理學家的ProjectorCentral的讀者來說,亮度指的是從一個表面(在這個的例子里,即屏幕)以一個指定的角度(即朝向觀眾眼鏡的角度)反射的光線。這和照明度不同,后者是對到達一個表面的單位區域的光線的計量,一般以每平方米的流明為單位,通常發布在我們的投影機評測中。
在除了立體照片3D的所有3D系統中,這個損失是由于為左眼和右眼顯示不同的圖像而必需的快速切換。在觀看一部3D電影的任何一個給定的瞬間,一只眼睛看見一個投射圖像而另一只眼鏡什么都看不到。這樣,每只眼睛都只看到了屏幕反射的一半光線,立即導致至少50%的亮度縮減。我之所以說“至少”,是因為偏振鏡和3D眼鏡都不具有完美通光效率。偏振鏡其本質上只允許投影機的總光量的一部分到達屏幕。3D眼鏡還有一些進一步的亮度損失。最終的結果是畫面的亮度顯得比來自同一臺投影機的2D電影低很多。
這其實正是使用雙投影機系統的主要優勢之一。每只眼睛都從一臺投影機的全部亮度輸出中獲益,雖然偏振鏡和3D眼鏡帶來的亮度損失仍然存在。最終結果是一個明亮得多的畫面,所有其它方面則是相同的。最后這句話是很重要的,因為所有其它方面很難做到相同。最為普遍的雙投影機系統的商用實現是IMAX,使用一個比大多數RealD影院都大得多的屏幕。使用的投影機在流明輸出范圍上變化很大。偏振片和3D眼鏡的效率也有很大不同。在判斷哪個系統“更好”時有太多的變數,但兩種系統都各有其優勢。
雖然3D眼鏡本身不貴,但系統的其它部分卻不是這樣。要求至少一個高端數字投影機以及與之配合的特殊處理設備來管理同步,至少一個偏振光濾波器,以及一張鍍銀屏幕(傳統的白幕不能保持光線的偏振性)。雙投影機系統當然需要兩臺投影機和兩組偏振鏡。