裸眼3D技術(shù),顧名思義就是在不借助“頭顯”設(shè)備的情況下,實(shí)現(xiàn)3D顯示的方法,肉眼可以直接看到立體的視覺效果。這項(xiàng)技術(shù),可以讓人們更加直觀、自然地獲得更為逼真、更具沉浸式的立體感受。
裸眼3D技術(shù)的本質(zhì)是利用視覺位移“欺騙”視覺神經(jīng),其基本成像原理并不復(fù)雜。人觀看物體的時候,左眼和右眼視網(wǎng)膜上的物體成像會存在一定程度的水平差異,同時兩幅具有視差的圖像也會自動傳遞到大腦。通過視神經(jīng)中樞的融合反射和視覺心理的反應(yīng)所形成的三維立體感覺,就是裸眼3D技術(shù)的呈現(xiàn)效果。
那么,裸眼3D技術(shù)“欺騙”人眼的主要方式有哪些呢?
一是狹縫式液晶光柵。在屏幕前加上狹縫式液晶光柵后,本該由左眼看到的圖像顯示在液晶顯示屏上時,不透明的條紋會遮擋右眼;同理,應(yīng)該由右眼看到的圖像顯示在液晶顯示屏上時,不透明的條紋會遮擋左眼。左眼和右眼的可視畫面分開后,觀眾就能看到3D影像。二是柱狀透鏡。它的原理是在液晶顯示屏的前面加上柱狀透鏡,通過透鏡的折射原理,將左、右眼對應(yīng)的像素點(diǎn)分別投射在左、右眼中,實(shí)現(xiàn)圖像分離。其最大的優(yōu)勢是亮度不會受到影響,但考慮到某種原因,其分辨率有待提升。三是指向光源。簡單來說,就是精確控制兩組屏幕,分別向左、右眼投射圖像,產(chǎn)生視差,為人眼帶來較為出色的3D效果。但該技術(shù)尚未成熟,未能廣泛投入使用。
作為一種沉浸感更強(qiáng)的新型顯示技術(shù),裸眼3D技術(shù)正在為文化、娛樂等多個產(chǎn)業(yè)“賦能”,改變著人們的生活。比如我們經(jīng)??梢栽诰W(wǎng)上看到,某些大、中型城市的市中心位置,有大熊貓、鋼鐵俠等裸眼3D大屏幕。
2023年9月,在杭州第19屆亞運(yùn)會開幕式上,“數(shù)字火炬手”和火炬手汪順以全球首創(chuàng)的“數(shù)實(shí)融合”方式,點(diǎn)燃主火炬塔“錢江潮涌”,并完成點(diǎn)火儀式。
得益于裸眼3D技術(shù)等科學(xué)技術(shù)的“賦能”,這個跨江而來、穿越人群的“數(shù)字火炬手”,以其懸浮空中、惟妙惟肖的立體效果,讓全球觀眾見證了一場嘆為觀止的視覺盛宴,更讓世界看到了中國科技的廣闊發(fā)展前景。一時間,網(wǎng)友熱議紛紛,圍繞裸眼3D技術(shù)表達(dá)自己的觀點(diǎn)。不少人認(rèn)為,作為一系列先進(jìn)技術(shù)的“融合體”,裸眼3D技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,正是隨著科技的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的新鮮事物。
其實(shí)不然。早在1862年發(fā)現(xiàn)的“佩珀?duì)柣孟蟆痹?,就是利用光學(xué)錯覺技術(shù)“欺騙”人眼產(chǎn)生的視差,讓人們看到了舞臺上的“幽靈”。雖然這個表演過程讓人們驚呼不可思議,但其背后的成像原理并不復(fù)雜——燈光照射在舞臺下真實(shí)表演者的身上,再透過在舞臺前呈45度角放置的一塊透明玻璃,表演者的影像就會在舞臺上的特定區(qū)域形成虛擬影像,飄浮的“鬼影”就呈現(xiàn)在觀眾眼前。
從那以后,在漫長的發(fā)展歷程中,科學(xué)家們始終致力于將“佩珀?duì)柣孟蟆闭者M(jìn)現(xiàn)實(shí)。但由于早期技術(shù)的限制,3D技術(shù)特別是裸眼3D技術(shù)一直沒能實(shí)現(xiàn)重大突破及廣泛應(yīng)用。
2009年前后,以《阿凡達(dá)》為代表的一系列電影的熱映,真正意義上掀起了一場3D技術(shù)新革命,帶動3D觀影迅猛發(fā)展的同時,還將技術(shù)和產(chǎn)品的商業(yè)競爭帶人到裸眼3D產(chǎn)品上,一系列使用裸眼3D技術(shù)的產(chǎn)品不斷推陳出新。
裸眼3D技術(shù)幫助人們擺脫了“頭顯”設(shè)備的束縛,提供了更好的視覺效果。但不可否認(rèn)的是,目前的裸眼3D技術(shù)并不完美,其在近年的發(fā)展節(jié)奏也是忽快忽慢,尚處于萌芽階段。
首先,技術(shù)尚不成熟。盡管裸眼3D技術(shù)有著巨大的優(yōu)勢與潛力,但其在可視距離、可視角度、分辨率等方面仍未取得突破性進(jìn)展,在實(shí)際應(yīng)用中尚不能完全替代技術(shù)相對成熟的“頭顯”設(shè)備。其次,成本相對較高。手機(jī)、游戲機(jī)、電視等各類型終端設(shè)備不斷更新和升級,讓裸眼3D技術(shù)“飛人尋常百姓家”有了理論上的可能,但其高昂的研發(fā)成本和不菲的市場價格,還是讓廣大消費(fèi)者望而卻步。再次,影響視力健康。有研究表明,人長時間觀看裸眼3D大屏幕,會對視力健康帶來一定程度的影響,導(dǎo)致視覺疲勞,甚至造成散光加重、近視加重等多種不良影響。
然而,瑕不掩瑜。隨著人們對創(chuàng)意顯示技術(shù)的需求越來越高,更加真實(shí)地還原現(xiàn)實(shí)世界的三維信息,逐漸成為時代發(fā)展的主流。作為一種不用佩戴任何設(shè)備就能看到鮮活、立體影像的技術(shù),裸眼3D技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,也必將給廣告、游戲、直播等行業(yè)帶來難以估量的提升空間。
(節(jié)選自《解放軍報》2023年12月22日,有刪改)