3D立体显示技术原理与游戏应用历程简介

　　为了满足像是电影等多人观看需求的应用，因此后续也出现了以特制眼镜来同时提供多人观看的各种 3D 立体显示方式，并根据运作模式分为被动式与主动式两大类。

　　【被动式 3D 立体眼镜】

　　被动式 3D 立体眼镜指的是眼镜本身是单纯的镜片 + 镜架所构成，不牵涉到任何机械式或电子式的运作。虽然此类眼镜所采用的技术有很多种，不过基本原理都是透过光学方式让两组画面分别只能穿过左右其中一眼的镜片，让左右眼观看到具备视差的影像。

　　?红蓝滤色片式 3D 立体眼镜

　　最早问世的是采用红色与蓝色（或红色与绿色）滤色片构成的 3D 立体眼镜，眼镜本身的成本很低（可使用红蓝玻璃纸与纸板制作），早期的 3D 立体电影多采用此方式，分别投射出经红色滤光与蓝色滤光的画面，再让观看者配戴红蓝 3D 立体眼镜来观看。

红蓝滤色式 3D 立体眼镜

　　红蓝滤色片方式可适用于平面印刷媒体或是一般显示设备。

以红蓝 3D 模式显示的《蝙蝠侠：小丑大逃亡》

　　由于红蓝滤色片式 3D 立体眼镜有着无法正确重现原本画面色彩的缺点，因此后续有厂商推出了改良式的「ColorCode 3D」，透过琥珀色与蓝色滤色片分别呈现彩色与单色两组画面，由于大脑会自动结合双眼观看到的影像，因此可以获得彩色的立体画面。

　　偏光式 3D 立体眼镜

　　在偏光技术普及后，开始有厂商采用偏光式的被动式 3D 立体眼镜。偏光片是透过如百叶窗般排列的矽晶体涂料薄膜（偏光膜）来过滤原本朝不同方向震动的光线，会挡住与偏光膜方向垂直的光线，只让与偏光膜方向相同的光线通过。由于偏光片只会过滤光线的方向，而不会像滤色片那样过滤光线的颜色，因此可以完整保留画面的色彩。

偏光原理

　　播放时只要使用两组设备分别透过偏光片投射出垂直偏光与水平偏光画面，或是使用一组设备搭配可切换偏光方向的主动式偏光片交替投射出垂直偏光与水平画面，再让观看者配戴垂直偏光片与水平偏光片组合的偏光式 3D 立体眼镜，就可以观看到立体画面。

偏光式 3D 立体眼镜

　　应用在液晶显示器时，可使用两片重叠的液晶面板各自显示垂直与水平偏光画面，此方式的成本较高。或者是在屏幕表面配置奇偶交错排列的垂直与水平偏光片，各利用一半像素显示垂直与水平偏光画面，此方式的成本较低，不过垂直或水平解析度会减半。

SCET 展示使用交错偏光片的 3D 液晶电视

　　近年的 3D 立体电影多半采用偏光方式来呈现。不过偏光方式必须使用特殊的投影机或是屏幕等显示设备才能呈现，因此并无法适用于平面印刷媒体或是一般显示设备。

　　【主动式 3D 立体眼镜】

　　主动式 3D 立体眼镜是透过眼镜本身的主动运作来达成 3D 立体显示效果。

　　?双显示器式 3D 立体眼镜

　　双显示器式 3D 立体眼镜虽然无法提供多人观看需求，不过仍就算是主动式 3D 立体眼镜的一种，运作的原理非常简单，透过左右眼镜中配置的两组小型显示器来个别显示左右眼画面，来达成立体显示的效果。由于必须配置两组独立的显示器，因此成本较高，而且只能让单人观看。因此通常只应用在特殊用途，像是搭配头部侦测应用在虚拟实境。

头戴式显示器

　　任天堂于 1995 年推出的便携式游戏机「Virtual Boy（VB）」就是此类设计。

　　?液晶式 3D 立体眼镜

　　液晶式 3D 立体眼镜是采用主动式液晶镜片所构成的 3D 立体眼镜，运用液晶可借由电场来改变透光状态的原理，以每秒数十次的频率交替遮蔽左右眼视线。播放时只要交替显示左右眼画面，再透过同步讯号让液晶式 3D 立体眼镜与画面同步运作，播出左眼画面时让右眼镜片变黑、播出右眼画面时让左眼镜片变黑，就可以达成立体显示的效果。

　　由于液晶式 3D 立体眼镜不需要滤色或偏光等特殊构造的播放设备就能呈现，只需要提升播放设备画面更新频率及添加同步讯号发送装置即可，因此可适用于大尺寸多人观赏需求，是目前最广泛应用于 3D 电视等民生娱乐领域的方式。包括 PC 上由 NVIDIA 推出的「3D Vision」以及各家电大厂最近狂推猛打的 3D 立体电视产品，都是采用此方式。

　　由于画面是采左右交替方式播放，同一时间内只有一只眼睛能看到画面，因此当开启 3D 立体显示模式时，画面刷新频率会变为原本的一半。如果只搭配现有的每秒 60 次更新标准规格时，画面刷新频率会降到每秒 30 次，让观看者感受到明显的闪烁。因此目前各厂商所推出的方案都是将屏幕刷新频率加倍到每秒 120 次，来避免闪烁的问题。

　　液晶式 3D 立体眼镜由于必须主动运作，因此构造上比被动式 3D 立体眼镜复杂，虽然播放设备的成本较低，不过眼镜的成本高出不少。以目前主流的红外线同步方式来说，就必须配备额外的接收控制电路与电池。而且液晶镜片的交错遮蔽会影响画面的亮度。

　　虽然液晶式 3D 立体眼镜这一两年才随着新产品的推出开始发烧，不过在游戏领域的应用事实上已经超过 20 年，最早是 SEGA 在 1986 年推出 SEGA MarkIII / Master System 用的「3D 眼镜」，任天堂也在 1987 年推出 Famicom 用的「Famicom 3D 系统」。

　　不过当年的液晶式 3D 立体眼镜周边在设计上迁就于既有 NTSC / PAL 规格映像管屏幕，游玩时画面的亮度低闪烁感强烈，加上当时的游戏机完全没有 3D 绘图能力，只能大概呈现具备前后层次感的平面图层，因此并未获得市场青睐，支持的游戏也相当少。