在立体3D应用中,3D电影是目前最为主流、普及程度最高的娱乐方式。立体3D做为一种正在发展中的技术,尚未统一的标准常常使得用户感到迷惑,究竟哪种格式更好?对设备的要求是什么?本文将针对3D电影的格式、设备要求等方面进行一次全面说明,解开种种疑惑。
立体3D是利用人们两眼视觉差别和光学折射原理在一个平面内使人们可直接看到一幅三维立体图 ,画中事物既可以凸出于画面之外,也可以深藏其中,活灵活现,栩栩如生,给人们以很强的视觉冲击力。它与平面图像有着本质的区别,平面图像反映了物体上下、左右二维关系,人们看到的平面图也有立体感。这主要是运用光影、虚实、明暗对比来体现的,而真正的立体画是模拟人眼看世界的原理,利用光学折射制作出来,它可以使眼睛感观上看到物体的上下、左右、前后三维关系。
除了电影院中放映的3D电影之外,我们还可以通过3D电视机、3D投影、3D显示器、PC、蓝光播放机等设备来播放3D电影,而我们常常听到不闪式、快门式、红蓝式3D,以及左右、上下、棋盘等3D影片格式,这些东西到底是什么意思呢?接下来的内容将对这些概念一一进行说明。
立体显示技术详解
我们所常提到的不闪式、快门式和红蓝3D,是指显示设备的3D显示方式。我们知道,要令人能感受到画面的立体感,需要令人的左右双眼看到两幅不同的图像。也就是说,如何让两只眼镜看到不同图像是关键。不同的3D技术,就是以此区分。
分色法:色差式3D技术
色差式3D技术,英文为Anaglyphic 3D,配合使用的是被动式红-蓝(或者红-绿、红-青)滤色3D眼镜。这种技术历史最为悠久,成像原理简单,实现成本相当低廉,眼镜成本仅为几块钱,但是3D画面效果也是最差的。色差式3D先由旋转的滤光轮分出光谱信息,使用不同颜色的滤光片进行画面滤光,使得一个图片能产生出两幅图像,人的每只眼睛都看见不同的图像。这样的方法容易使画面边缘产生偏色。
色差式3D的设备成本要求很低,硬件方面仅需一副红蓝眼镜即可观看,对显示器没有特殊要求,通过软件转换即可实现。不过这种方案的缺点也很明显:很容易产生偏色。这主要是由于来自不同画面中的颜色是有区别的,并不保证能被眼镜完全过滤掉红和蓝,过滤不完全就会导致画面有重影,很难达到完美的效果。
分光法:偏光式3D技术
偏光式3D技术也叫偏振式3D技术,英文为Polarization 3D,配合使用的是被动式偏光眼镜,由于画面不会出现闪烁因此俗称为“不闪式”3D。偏光式3D技术的图像效果比色差式好,而且眼镜成本也不算太高,目前比较多电影院采用的也是该类技术,不过对显示设备的亮度要求较高。
偏光式3D是利用光线有“振动方向”的原理来分解原始图像的,先通过把图像分为垂直向偏振光和水平向偏振光两组画面,然后3D眼镜左右分别采用不同偏振方向的偏光镜片,这样人的左右眼就能接收两组画面,再经过大脑合成立体影像。
偏光式3D的优势包括:画面无闪烁,眼镜重量轻。但是它也有缺点,一个就是观看角度要求,由于它产生立体感得原理就是利用光的折射角度,因此当角度偏离时,就会产生画面重影。而第二个主要缺点就是图像分辨率的降低。由于目前大部分主流偏光式3D显示器/电视机都是采取将原有图像分离的方式处理,因此它的清晰度必定会减半。
分时法:主动快门式3D技术
主动快门式3D技术,英文为Active Shutter 3D,配合主动式快门3D眼镜使用。这种3D技术在电视和投影机上面应用得最为广泛,资源相对较多,而且图像效果出色,受到很多厂商推崇和采用,不过其匹配的3D眼镜价格较高。
主动快门式3D主要是通过提高画面的刷新率来实现3D效果的,通过把图像按帧一分为二,形成对应左眼和右眼的两组画面,连续交错显示出来,同时红外信号发射器将同步控制快门式3D眼镜的左右镜片开关,使左、右双眼能够在正确的时刻看到相应画面。这项技术能够保持画面的原始分辨率,很轻松地让用户享受到真正的全高清3D效果,而且不会造成画面亮度降低。
一般情况下,3D液晶电视屏幕刷新频率必须达到120Hz以上,也就是让左、右眼均接收到频率在60Hz以上的图像,才能保证用户看到连续而不闪烁的3D图像效果。
主动快门式技术的最大优势就是画质完全无损,同时可视角度好。不过它的缺点也不少:首先就是硬件成本,无论采取哪家的方案,显示器、眼镜等设备的价格都是目前家用3D设备中最昂贵的。另外,由快门式3D技术的原理决定,当周围有光源时,画面不可避免的出现闪烁。最后,快门式3D需要发射和接收器,直接增加了安装、设置和使用的复杂程度,而接收器通常置于眼镜上,因此重量不可避免的增加,增加了使用者的身体负担。