詳述3D顯示技術(shù)的發(fā)展歷程

　　近一段時(shí)間，由于電影《阿凡達(dá)》的上映，讓3D顯示技術(shù)走進(jìn)大眾的視野。人們驚嘆于這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)電影帶給人們的視覺(jué)沖擊力，立體的畫(huà)面讓觀眾仿佛身臨其境，更加接近真實(shí)世界的感受。

　　其實(shí)，3D顯示技術(shù)已經(jīng)有了幾十年的發(fā)展歷程，早在1903年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“視差創(chuàng)造立體”的原理。當(dāng)電視出現(xiàn)后，人們就已經(jīng)開(kāi)始著手研制立體電視，傳統(tǒng)的用于觀察靜止圖像或電影圖像的立體顯示方法幾乎全部被應(yīng)用到立體電視技術(shù)中。立體電視技術(shù)是隨著立體視覺(jué)技術(shù)和電視技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。

　　在早期黑白電視時(shí)代，比較成功的立體電視是由兩部電視攝像機(jī)拍攝影像并用兩個(gè)獨(dú)立的視頻信道傳輸?shù)絻刹侩娨暀C(jī)，每部電視機(jī)的屏幕上安置一塊偏光板，然后用偏光眼鏡去觀察，這樣的立體電視系統(tǒng)可以獲得較好的立體圖像。這種雙信道偏光分像立體電視技術(shù)至今仍然是公認(rèn)的一種質(zhì)量較好的立體電視系統(tǒng)。

　　20世紀(jì)50年代，彩色電視技術(shù)發(fā)展到接近實(shí)用的階段，“互補(bǔ)色立體分像電視技術(shù)”開(kāi)始應(yīng)用于立體電視。基本方法是用兩部鏡頭前端加裝濾光鏡的攝像機(jī)去拍攝同一場(chǎng)景圖像，在彩色電視機(jī)的屏幕上觀眾看到的是兩副不同顏色的圖像相互疊加在一起，當(dāng)觀眾通過(guò)相應(yīng)的濾光鏡觀察時(shí)就可以看到立體電視圖像。

　　這種立體電視成像技術(shù)兼容性好，在立體電視技術(shù)領(lǐng)域曾經(jīng)風(fēng)靡一時(shí)。但存在的問(wèn)題也十分明顯，首先由于通過(guò)濾光鏡去觀察電視圖像，彩色信息損失極大。其次是彩色電視機(jī)本身的“串色”現(xiàn)象引起干擾，同時(shí)由于左、右眼的入射光譜不一致，易引起視覺(jué)疲勞。

　　近一段時(shí)間，由于電影《阿凡達(dá)》的上映，讓3D顯示技術(shù)走進(jìn)大眾的視野。人們驚嘆于這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)電影帶給人們的視覺(jué)沖擊力，立體的畫(huà)面讓觀眾仿佛身臨其境，更加接近真實(shí)世界的感受。

　　其實(shí)，3D顯示技術(shù)已經(jīng)有了幾十年的發(fā)展歷程，早在1903年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“視差創(chuàng)造立體”的原理。當(dāng)電視出現(xiàn)后，人們就已經(jīng)開(kāi)始著手研制立體電視，傳統(tǒng)的用于觀察靜止圖像或電影圖像的立體顯示方法幾乎全部被應(yīng)用到立體電視技術(shù)中。立體電視技術(shù)是隨著立體視覺(jué)技術(shù)和電視技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。

　　在早期黑白電視時(shí)代，比較成功的立體電視是由兩部電視攝像機(jī)拍攝影像并用兩個(gè)獨(dú)立的視頻信道傳輸?shù)絻刹侩娨暀C(jī)，每部電視機(jī)的屏幕上安置一塊偏光板，然后用偏光眼鏡去觀察，這樣的立體電視系統(tǒng)可以獲得較好的立體圖像。這種雙信道偏光分像立體電視技術(shù)至今仍然是公認(rèn)的一種質(zhì)量較好的立體電視系統(tǒng)。

　　20世紀(jì)50年代，彩色電視技術(shù)發(fā)展到接近實(shí)用的階段，“互補(bǔ)色立體分像電視技術(shù)”開(kāi)始應(yīng)用于立體電視�；�本方法是用兩部鏡頭前端加裝濾光鏡的攝像機(jī)去拍攝同一場(chǎng)景圖像，在彩色電視機(jī)的屏幕上觀眾看到的是兩副不同顏色的圖像相互疊加在一起，當(dāng)觀眾通過(guò)相應(yīng)的濾光鏡觀察時(shí)就可以看到立體電視圖像。

　　這種立體電視成像技術(shù)兼容性好，在立體電視技術(shù)領(lǐng)域曾經(jīng)風(fēng)靡一時(shí)。但存在的問(wèn)題也十分明顯，首先由于通過(guò)濾光鏡去觀察電視圖像，彩色信息損失極大。其次是彩色電視機(jī)本身的“串色”現(xiàn)象引起干擾，同時(shí)由于左、右眼的入射光譜不一致，易引起視覺(jué)疲勞。

　　近幾年，偏振三維技術(shù)的出現(xiàn)才讓投影機(jī)成為3D顯示技術(shù)的主流產(chǎn)品。這項(xiàng)技術(shù)是目前市場(chǎng)上應(yīng)用較為廣泛的一種，但其高昂的成本，僅在一些科研、模擬仿真教學(xué)等領(lǐng)域使用。

　　這項(xiàng)技術(shù)需要同時(shí)使用兩臺(tái)投影機(jī)，并加入偏光鏡片，同時(shí)需要一臺(tái)具備雙輸出顯卡的電腦，將3D信號(hào)同時(shí)輸出到兩臺(tái)性能參數(shù)完全相同的投影機(jī)中，通過(guò)加裝在投影機(jī)鏡頭前方的偏振鏡片進(jìn)行水平和垂直方向上的濾光，實(shí)現(xiàn)圖像分離。

　　觀眾需要佩戴立體眼鏡從左右眼分別觀看水平和垂直方向上的影像，從而在人眼中形成影像疊加，實(shí)現(xiàn)3D效果。而兩臺(tái)投影機(jī)的疊加，對(duì)于投射畫(huà)面的調(diào)教都有著很高的要求，在實(shí)現(xiàn)上成本高、技術(shù)的需求以及后期的成本都是一大問(wèn)題。

　　目前應(yīng)用于各大影院，也是我們能夠看到的3D技術(shù)就是立體三維技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)是目前性價(jià)比和效果最好的一項(xiàng)技術(shù)，但同樣會(huì)有技術(shù)瓶頸，視角受到一定限制，不適合多人觀看。

　　立體三維技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要三個(gè)要素，首先投影畫(huà)面的刷新率需要達(dá)到每秒120幀，其次需要一個(gè)紅外信號(hào)發(fā)射器，另外就是需要一個(gè)可以接收紅外信號(hào)的3D立體眼鏡。當(dāng)3D信號(hào)通過(guò)電腦（或者其他設(shè)備）輸入到投影機(jī)中，圖像以幀序列的格式實(shí)現(xiàn)左右?guī)�交替產(chǎn)生，通過(guò)紅外發(fā)射器將這些幀信號(hào)傳輸出去，負(fù)責(zé)接收的3D眼鏡在實(shí)現(xiàn)信號(hào)同步的同時(shí)與左右?guī)瑘D像進(jìn)行同步交替開(kāi)關(guān)。從而觀看到立體影像。

　　立體三維技術(shù)通過(guò)使用高性能的投影機(jī)，可以獲得很高的圖像質(zhì)量，而無(wú)需過(guò)多的設(shè)備和調(diào)試過(guò)程，使用起來(lái)較為方便。但通過(guò)紅外信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像的分離，因此對(duì)于視角較小，坐在影院中間位置和兩側(cè)位置所收看到的效果有著一定得差距。

　　前面幾種立體技術(shù)分別有著圖像質(zhì)量差、成本過(guò)高、視角狹窄等問(wèn)題，那么有沒(méi)有一種技術(shù)可以同時(shí)解決這三種缺陷呢？2009年DLP芯片制造商德州儀器公司推出的DLP Link技術(shù)很好的解決了三種問(wèn)題，讓3D技術(shù)的普及，進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性階段。

　　DLP Link技術(shù)的原理與立體三維技術(shù)大致相同，唯一的區(qū)別是3D信號(hào)的傳輸不是由紅外裝置，而是通過(guò)DLP投影機(jī)中的DMD芯片的閉合來(lái)控制3D信號(hào)的傳輸。由于DMD芯片的變換頻率是以微秒為單位，因此人眼戴上立體眼鏡觀看過(guò)程中幾乎是感覺(jué)不到信號(hào)的變化。這樣的好處是信號(hào)傳輸更穩(wěn)定，并且不受視角的影像。同時(shí)由于沒(méi)有增加其他附加設(shè)備，投影機(jī)的生產(chǎn)成本不會(huì)增加，只需要一副立體眼鏡就可以。不過(guò)，由于是最新的技術(shù)，同立體三維技術(shù)相似，3D片源較少影響該技術(shù)普及。

　　這項(xiàng)技術(shù)的推出，成功的解決了彩色立體三維顯示技術(shù)畫(huà)面質(zhì)量差的問(wèn)題，只要選擇性能不錯(cuò)的投影機(jī)產(chǎn)品，就可以獲得出色的畫(huà)面效果；同時(shí)解決了偏振三維技術(shù)成本過(guò)高的問(wèn)題，與沒(méi)有采用3D技術(shù)的DLP投影機(jī)相比，采用DLP Link技術(shù)的投影機(jī)在成本上沒(méi)有增加多少，目前市場(chǎng)上最便宜的優(yōu)派3D投影機(jī)，售價(jià)僅為6000元左右；此外對(duì)于立體三維技術(shù)上由于解決了紅外信號(hào)裝置問(wèn)題，因此視角問(wèn)題就不再受到影響。