來(lái)自：浪漫的海的博客
從原始社會(huì)的洞穴壁畫到現(xiàn)在的攝影，人類總是喜歡將自己的所見真實(shí)地描繪出來(lái)。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(gè)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(lái)好像不可能，但實(shí)際上人們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這個(gè)設(shè)想，本文目的就是梳理一下這些原理各異的 3D 技術(shù)。
真 3D 與偽 3D
其實(shí)，當(dāng)我們觀看三維動(dòng)畫時(shí)，相對(duì)于傳統(tǒng)的動(dòng)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(yán)格意義上的 3D，它只是運(yùn)用了透視原理以及人眼對(duì)光影、明暗、虛實(shí)的錯(cuò)覺而得到的誤判而已，每只眼睛所看見的圖像其實(shí)都是毫無(wú)差異的，我們可以將之稱為偽 3D。而真 3D 的關(guān)鍵點(diǎn)其實(shí)就在于每只眼睛所看見的圖像其實(shí)存在一定的差異。
人兩眼之間有約 6 厘米的距離，正是這個(gè)距離使得兩眼所看見的畫面其實(shí)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(jìn)行融合，從而產(chǎn)生能夠感受到遠(yuǎn)近的 3D 立體效果。
偽 3D 盤點(diǎn)
其實(shí)，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(dòng)圖+兩條白線
來(lái)自：cnbeta
如上圖，用兩條白線將 GIF 動(dòng)圖左右三等分，充當(dāng)背景，當(dāng)圖片中的人物或物品從白線“里”移動(dòng)到白線“外”，并配合圖像大小的變化，人的大腦便會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)覺，誤以為畫面呈現(xiàn) 3D 效果。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是兩條白線被我們當(dāng)做了參照物。我們會(huì)不自覺地認(rèn)為，白線離我們更近，所以白線能擋住后面的圖像。而當(dāng)圖像里的物體蓋住白線以后，就會(huì)立刻給人該物體越過了白線、向我們飛來(lái)的錯(cuò)覺。
3D 立體畫
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(jiǎn)單的說(shuō)就是近小遠(yuǎn)大，畫中遠(yuǎn)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(diǎn)，按視覺成像規(guī)律反向投射畫面到畫面載體的一種繪畫技法。
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(xì)膩、逼真，往往能達(dá)到以假亂真的藝術(shù)效果。
子彈時(shí)間
子彈時(shí)間是一種常使用在電影、電視廣告或電腦游戲中，用計(jì)算機(jī)輔助的攝影技術(shù)模擬變速特效，例如強(qiáng)化的慢鏡頭、時(shí)間靜止等效果，該技術(shù)因在好萊塢電影《駭客帝國(guó)》中大量使用而名聲大噪。其中男主角 Neo 仰身躲子彈的慢動(dòng)作鏡頭堪稱經(jīng)典，“子彈時(shí)間”也因此得名。
另外，子彈時(shí)間也模擬了人圍繞物體觀看時(shí)的真實(shí)效果，具有比較強(qiáng)烈的 3D 效果（當(dāng)然，這是偽 3D 啦）。
真 3D 盤點(diǎn)
說(shuō)完偽 3D，我們?cè)賮?lái)看看真 3D，需要重申一下真 3D 的關(guān)鍵其實(shí)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(huì)想到辦法將其實(shí)現(xiàn)。
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(shù)，是用兩臺(tái)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(huì)呈現(xiàn)模糊的重影圖像，只有通過對(duì)應(yīng)的紅藍(lán)等立體眼鏡才可以看到立體效果，就是對(duì)色彩進(jìn)行紅色和藍(lán)色的過濾，紅色的影像通過紅色鏡片，藍(lán)色通過藍(lán)色鏡片，兩只眼睛看到的不同影像在大腦中重疊呈現(xiàn)出 3D 立體效果。
2、主動(dòng)快門式 3D 眼鏡
主動(dòng)快門式 3D 主要是通過提高畫面的刷新率來(lái)實(shí)現(xiàn) 3D 效果的，通過把圖像按幀一分為二，形成對(duì)應(yīng)左眼和右眼的兩組畫面，連續(xù)交替顯示出來(lái)，同時(shí)安裝在 3D 電視機(jī)上的紅外信號(hào)發(fā)射器將同步控制快門式 3D 眼鏡的左右鏡片開關(guān)，使左、右雙眼能夠在正確的時(shí)刻看到相應(yīng)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(huì)感到畫面閃爍，長(zhǎng)時(shí)間觀看對(duì)眼睛會(huì)造成不適。
3、被動(dòng)偏光式 3D 眼鏡
被動(dòng)偏光式 3D 眼鏡在技術(shù)方式上和快門式是一樣的，它不同的地方在于被動(dòng)接收，所以也被稱為被動(dòng)式 3D 技術(shù)。具體來(lái)說(shuō)它利用光線有“振動(dòng)方向”的原理來(lái)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(jīng)過大腦合成立體影像。目前，此技術(shù)主要在電影院或 3D 電視中見得較多。
4、VR 頭盔
VR 頭盔其實(shí)相當(dāng)于設(shè)備內(nèi)部有兩個(gè)顯示屏，分別播放稍有差異的圖像，分別對(duì)著左右眼，而且左右畫面分開不會(huì)相互影響，也不需要畫面遮擋，所以可以營(yíng)建出近乎完美的 3D 立體視覺效果。而且 VR 頭盔的視場(chǎng)角更大，配合內(nèi)部傳感器，可以實(shí)現(xiàn) 360 度觀看，沉浸感更強(qiáng)。
二、裸眼 3D
雖然 3D 眼鏡已經(jīng)能夠提供比較好的 3D 效果了。然而，通過佩戴這種附帶設(shè)備總是一件比較麻煩的事，而且就目前來(lái)看這些設(shè)備其實(shí)并不美觀。而裸眼 3D 作為一種毫無(wú)負(fù)擔(dān)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。
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(jìn)行分光，從而使人眼接收到不同的圖像，實(shí)現(xiàn) 3D 顯示。具體根據(jù)顯示原理和光學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，裸眼 3D 顯示技術(shù)主要有狹縫光柵式(parallaxbarrier)、柱狀透鏡技術(shù)(lenticular arrays)以及指向光源。
1、狹縫光柵式
狹縫光柵顯示器通過在顯示面板前方放置一個(gè)參數(shù)合適的狹縫，對(duì)顯示的內(nèi)容進(jìn)行遮擋，在經(jīng)過一定距離后，到達(dá)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(lán)色和綠色，這樣就能產(chǎn)生立體效果。
狹縫光柵是相對(duì)比較成熟的光柵，因?yàn)橹谱鳘M縫光柵比較簡(jiǎn)單，技術(shù)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(diǎn)數(shù)成反比（傳統(tǒng)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(diǎn)便越少）。
2、柱狀透鏡式
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(duì)光的折射作用，將不同的顯示內(nèi)容折射到空間中不同的地方，到達(dá)人眼時(shí)顯示的內(nèi)容被分開，人眼接收到兩幅含有視差的圖像，這樣便產(chǎn)生了立體效果。其最大的優(yōu)勢(shì)便是亮度不會(huì)受到影響。
當(dāng)然，該柱狀透鏡其實(shí)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(chǎn)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(shí)現(xiàn) 2D 與 3D 的轉(zhuǎn)換。
而且，配合眼動(dòng)追蹤設(shè)備，它還可以自動(dòng)適應(yīng)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(shù)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(duì)應(yīng)的畫面。
對(duì)了，全息投影也可以達(dá)到 3D 效果，只不過技術(shù)不成熟，這里就不細(xì)述了。
注：本文圖片來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)
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