從2D、3D到裸眼3D，我們要如何看待視覺技術的進擊之路？

從原始社會的洞穴壁畫到現在的攝影，人類總是喜歡將自己的所見真實地描繪出來。然而，世界是三維的、立體的，2D 平面怎么可以完全描繪出這個世界的美好？因此，3D 便橫空出世。不過，在 2D 平面上展示 3D 圖像聽起來好像不可能，但實際上人們已經實現了這個設想，本文目的就是梳理一下這些原理各異的 3D 技術。

真 3D 與偽 3D

其實，當我們觀看三維動畫時，相對于傳統的動畫片而言我們能明顯地感覺到畫面的立體感。不過，這并不是嚴格意義上的 3D，它只是運用了透視原理以及人眼對光影、明暗、虛實的錯覺而得到的誤判而已，每只眼睛所看見的圖像其實都是毫無差異的，我們可以將之稱為偽 3D。而真 3D 的關鍵點其實就在于每只眼睛所看見的圖像其實存在一定的差異。

• 人兩眼之間有約 6 厘米的距離，正是這個距離使得兩眼所看見的畫面其實是有一定差異的，我們將之稱為視差。人腦將這兩幅具有差異的畫面進行融合，從而產生能夠感受到遠近的 3D 立體效果。

偽 3D 盤點

其實，除了上述基于透視以及光影、明暗的偽 3D 之外，還有很多方法可以讓人將平面圖像誤以為是 3D 的。

GIF 動圖+兩條白線

如上圖，用兩條白線將 GIF 動圖左右三等分，充當背景，當圖片中的人物或物品從白線“里”移動到白線“外”，并配合圖像大小的變化，人的大腦便會產生錯覺，誤以為畫面呈現 3D 效果。

簡單地說，就是兩條白線被我們當做了參照物。我們會不自覺地認為，白線離我們更近，所以白線能擋住后面的圖像。而當圖像里的物體蓋住白線以后，就會立刻給人該物體越過了白線、向我們飛來的錯覺。

3D 立體畫

雖然 3D 眼鏡已經能夠提供比較好的 3D 效果了。然而，通過佩戴這種附帶設備總是一件比較麻煩的事，而且就目前來看這些設備其實并不美觀。而裸眼 3D 作為一種毫無負擔的解決方案，或許更能滿足那些愛美和偷懶的人的需求。不過，其在可視角度和可視距離等方面還存在很多不足。

3D 街頭地畫，它以室外地面為媒介，利用平面透視的原理，制造出視覺上的虛擬立體效果，令參觀者有一種身臨其境的感覺。畫中的景物立體、細膩、逼真，往往能達到以假亂真的藝術效果。

子彈時間

子彈時間是一種常使用在電影、電視廣告或電腦游戲中，用計算機輔助的攝影技術模擬變速特效，例如強化的慢鏡頭、時間靜止等效果，該技術因在好萊塢電影《駭客帝國》中大量使用而名聲大噪。其中男主角 Neo 仰身躲子彈的慢動作鏡頭堪稱經典，“子彈時間”也因此得名。

另外，子彈時間也模擬了人圍繞物體觀看時的真實效果，具有比較強烈的 3D 效果（當然，這是偽 3D 啦）。

真 3D 盤點

說完偽 3D，我們再來看看真 3D，需要重申一下真 3D 的關鍵其實就是讓雙眼分別看見稍有差異的圖像。既然知道原理，那么聰明的人類總會想到辦法將其實現。

一、3D 眼鏡

1、色差式 3D 眼鏡

色差式可以稱為分色立體成像技術，是用兩臺不同視角上拍攝的影像分別以兩種不同的顏色印制在同一副畫面中。用肉眼觀看的話會呈現模糊的重影圖像，只有通過對應的紅藍等立體眼鏡才可以看到立體效果，就是對色彩進行紅色和藍色的過濾，紅色的影像通過紅色鏡片，藍色通過藍色鏡片，兩只眼睛看到的不同影像在大腦中重疊呈現出 3D 立體效果。

2、主動快門式 3D 眼鏡

主動快門式 3D 主要是通過提高畫面的刷新率來實現 3D 效果的，通過把圖像按幀一分為二，形成對應左眼和右眼的兩組畫面，連續交替顯示出來，同時安裝在 3D 電視機上的紅外信號發射器將同步控制快門式 3D 眼鏡的左右鏡片開關，使左、右雙眼能夠在正確的時刻看到相應畫面。

不過，該眼鏡需要充電，較重。且由于快門高速切換開閉，可能會感到畫面閃爍，長時間觀看對眼睛會造成不適。

3、被動偏光式 3D 眼鏡

被動偏光式 3D 眼鏡在技術方式上和快門式是一樣的，它不同的地方在于被動接收，所以也被稱為被動式 3D 技術。具體來說它利用光線有“振動方向”的原理來把原始圖像分解成左右或上下兩組畫面，然后配套的眼鏡左右分別采用不同偏振方向的偏光鏡片，這樣人的左右眼就能接收兩組畫面，再經過大腦合成立體影像。目前，此技術主要在電影院或 3D 電視中見得較多。

4、VR 頭盔

VR 頭盔其實相當于設備內部有兩個顯示屏，分別播放稍有差異的圖像，分別對著左右眼，而且左右畫面分開不會相互影響，也不需要畫面遮擋，所以可以營建出近乎完美的 3D 立體視覺效果。而且 VR 頭盔的視場角更大，配合內部傳感器，可以實現 360 度觀看，沉浸感更強。

二、裸眼 3D

與電視上使用的透視原理恰反，我們常在街頭墻面上所見的 3D 立體畫則是采用“反透視原理”（簡單的說就是近小遠大，畫中遠處所畫的物體要比近處的大），這是一種把所繪物通過特定的視點，按視覺成像規律反向投射畫面到畫面載體的一種繪畫技法。

裸眼 3D 顯示的原理一般是通過光柵或透鏡將顯示器顯示的圖像進行分光，從而使人眼接收到不同的圖像，實現 3D 顯示。具體根據顯示原理和光學結構的不同，裸眼 3D 顯示技術主要有狹縫光柵式 (parallaxbarrier)、柱狀透鏡技術 (lenticular arrays) 以及指向光源。

狹縫光柵顯示器通過在顯示面板前方放置一個參數合適的狹縫，對顯示的內容進行遮擋，在經過一定距離后，到達人眼的光線便可被分開，雙眼接收到兩幅含有視差的圖像。如圖中人眼就能分別看到藍色和綠色，這樣就能產生立體效果。

狹縫光柵是相對比較成熟的光柵，因為制作狹縫光柵比較簡單，技術難度不大，但其透光率比較低，僅為 20%—30%，即顯示效果比較暗。顯示分辨率與視點數成反比（傳統裸眼 3D 只有在特定位置才能看出 3D 效果，分辨率越高，這樣的位置點便越少）。

2、柱狀透鏡式

1、狹縫光柵式

柱狀透鏡式采用了相同的原理，在液晶顯示屏的前面加上一層柱狀透鏡，透鏡通過對光的折射作用，將不同的顯示內容折射到空間中不同的地方，到達人眼時顯示的內容被分開，人眼接收到兩幅含有視差的圖像，這樣便產生了立體效果。其最大的優勢便是亮度不會受到影響。

當然，該柱狀透鏡其實也可以由其他材料替代，比如深圳 超多維 等公司便利用液晶透視取代了柱狀透鏡所產生的物理透視。而且液晶分子的折射率可以受到電流的控制，可以實現 2D 與 3D 的轉換。而且，配合眼動追蹤設備，它還可以自動適應用戶的位置與角度，使用戶可以在更多角度上看見裸眼 3D 效果。

3、指向光源

指向光源 3D 技術是在 LCD 的像素層后面使用一系列并排的線狀光源給像素列提供背光照明，線光源寬度極小并與液晶屏的列像素平行。密集的線光源照明使奇偶列像素的圖像傳輸路徑分離，是左右眼見對應的畫面。

對了，全息投影也可以達到 3D 效果，只不過技術不成熟，這里就不細述了。

注：本文圖片來自互聯網