别担心 3D立体影像观看与健康探究

提倡健康立体图像的理由

    关于3D立体影像观看与健康方面的探究，在目前3D显示设备逐渐成为主流的今日，具有相当重要的意义。怎样的3D立体影像才是正确与健康的，如何观看3D影像才更合适，如何解决不健康立体视觉的产生等等都是值得我们思考的地方。而本文是对中国立体视像产业联盟健康引导委员会主任陆晓奋在第九届中国国际3D立体视像论坛中演讲稿的归纳与总结，特别针对健康与不健康立体视觉的定义，非健康立体视觉的主要因素，不健康立体视觉产生的原因与解决方法等多个方面进行深入的分析，让更多影音爱好者掌握3D立体影像观看与健康的关系，使得3D观看更健康。

    2012年元旦，中国第一个3D电视试验频道正式试播。2012年春节正式开播，中央电视台也将实现伦敦奥运会3D信号的全面转播。3D试验频道的开播彻底激活了3D影视内容制作和运营链条，开启了崭新的3D时代。同时，3D电视广泛的影响力也迅速辐射到移动端和互联网端，进而带动起中国整个3D产业的蓬勃发展。

    人们惊叹立体图像带来的视觉神奇感，健康的立体视觉效果使人的心身得到极其愉悦。但同时，某些不健康的方式使人们的视觉神经感到难受，使人们对于立体视觉产品的发展前景产生了极大的困惑与怀疑。

    下面，我们尝试以现有立体产品产生的现象出发，从理论上阐明非健康立体视觉图像的机理，从而使这一行业沿着健康正确的道路发展。人类正处在立体图像普及的初始阶段，掌握正确的理论对于立体视觉产业的发展具有重要意义。

    地球上的所有动物都是两个眼睛，这是大自然为立体视觉需要所作的伟大创造。经历了几百万年的生活习惯后，人眼及视觉神经系统己适应了目前的观看习惯。即观看者的双眼看到的图像是分别对应该物体的同步图像，也就是左眼看左图、右眼看右图，双眼同时看到的是一个立体图像。正确地还原人眼实际观看的当时状态，是健康立体视像的基本原理。违反这一原理则会产生大脑神经系统的不相容反应，即头晕及恶心等不舒适反应。人类发明立体图像的目的是提供真实的视觉还原，给人以身心的享受。不舒适的立体图会引起人们对立体产品的极大反感。因此，放任这类情况发展对3D行业的发展危害极大。

健康与不健康的立体视觉的定义

    所有与人双眼正常观看相一致的立体图像为正确。

    所有与人双眼正常观看不一致的立体图像为错误。

    非健康立体视觉的几个主要因素

    左右图像不一致。

    错误图像导致人眼视线外斜。

    左右图像串影。

    左右图像互换。

    近距离图引起的错误远景。

不健康立体视觉产生的原因及解决方法

    1、左右图像不一致

    立体方式引起的不一致：

    当前世界上立体视频的方式主要是时分式(开关眼镜)与光分式（偏振光眼镜）两种。这两种方法各有什么优点与缺点呢？哪一种对于健康3D影响更大呢？下面将逐一分析。

    左x与右x在拍摄时是完全同步拍的，播放时也需完全同步。此时眼晴观看不会有问题。如果左1与右1在拍摄时是完全同步拍的，播放时不同步，就会出现异常情况

    摄像机在拍摄动态物体时，往往在不到一秒时间内，被摄物己快速地运动很长一段距离，此时同一眼的前后每一帧图像中的物体位置都有明显改变。请注意以下画面中的左1与左2、左2与左3、左3与左4、左4与左5以及右1与右2、右2与右3、右3与右4、右4与右5。它们之间每一帧图像中物体大小与位置都有明显改变

    时分式(快门式眼镜)的立体方式原理是利用人眼的视觉残留特征，将左右图顺序先后进入左右眼，以达成立体影像。

    时分模式中的第1帧分配给左眼观看，第2帧分配给右眼观看，此时不会出现立体视觉的错误，但是进入到第2帧与第3帧图像时，则出现了严重的视觉错误！由于人眼有视觉残留现象，此时右眼看到的是右摄像机拍摄的第1幅像，左眼看到的是左摄像机拍摄的第2幅像，由于两幅图像中的物体相差太多，人眼会感到相当难受。

    时分式立体电视机与时分式立体投影机可实现1080p全像素的立体图观看，这是它的优点，所以建议使用者观看静态图时采用时分式立体方式。时分式的立体方式在观看动态影像时容易出现不同步的现象。目前在世界范围内，大部分立体影院采用的立体投影机是时分式的，这是引起头晕的主要原因，为什么《阿凡达》立体电影有这么多人看后说头晕，原因就在此。如果能将时分式立体图像在播放时重新分配为完全同步播放，或者戴偏振光眼镜以实现完全同步观赏立体电影就可以完全避免这一问题。

    目前，光分式的偏振光水平交错的电视机(俗称不闪式)只能实现1920×540像素立体图，这是它的缺点，但左右眼完全同步是它的优点，可以舒适地观看不易头晕的立体电影。

    双投影机立体投影方式至今还是最舒适、最高像素的立体显示方法。

    除了时分式立体方式引起的无法克服的原因，其它还有人为造成的原因：

    拍摄原因引起的：两镜头快门不同步、光圈不一致、对焦清晰度不一致等。

    编辑原因引起的：左右图像高低误差、前后帧错位、左右图的明暗不同等。

    放映原因引起的：左右图像位置误差、前后帧错位、左右图的明暗不同等。

    因此，应该建立行业立体视像标准及检测机构，杜绝错误立体片源流入市场。

错误编辑的立体图像导致人眼视线外斜

    眼向前看时，随着物体近至远两眼视线是由内逐步至平行。观看无限远的物体如太阳两眼视线是平行的。如果一个人的两眼视线是向外斜的，那只有两种可能：1、眼睛有病。2、正在观看错误的立体图。

    双眼视线外斜示意图

    因此，在制作立体影片时，考虑到影片放大至电影院10米宽银幕时左右图像中最远处的景物相差不得超过65毫米。否则，立体图会强制双眼产生外斜，引起眼晴不舒适。

左右图像串影

    3、

    一个眼睛看到应当看到的图像的同时也看到色彩较淡的另一图，这就是左右图像串影，这会降低立体感，并引起视觉不适。

    左右眼图像串影图

    这一原因的产生主要来自于以下方面：

    光分式电视机的偏振光屏幕与像素之间对位不准确。

    偏振光眼镜的偏振性能不佳。

    时分式电视机的液晶响应速度不够、有残像。

    液晶眼镜的开关性能不佳。

    4、左右图像互换

    当左眼看的是右图像、右眼看的是左图像时，会出现反立体的现象，即远处景物跑到了近处，近处景物跑到了远处。这种不正常现象来自于编辑错误、播放错误或立体标淮的不统一等。

    建议：建立行业标准时，将上下排列的立体图确定为上左下右。播放顺序为先左后右。图像编辑时加入左右识别码，播放时可随时识别左右图，以防止出现反立体的现象。

    5、近距离图像表现方式而引起的背景无法融合

    人们在观看近距离景物时，远距离的景物会模糊。在观看远距离景物时，近距离的景物会模糊。这是与人在生活中实际情况相附合的。近距离景物的表现方法如果应用在立体电影上会出现很大的问题。如果观看达到1米左右的物体时，双眼聚焦清楚了，远处的左右景物的分离度就太大了，在大银幕上可能远远超过了65毫米。

    建议：一般情况下，双眼会聚物（图像重合物）超出银幕（中心层）的距离不要太远。确实需要时可将背景景物去除成空白背景。标准焦距的镜头正常拍摄时两镜头互相之间的距离为65毫米左右（60-70毫米），长焦距镜头远距离拍摄时的镜头间夹角为1-3度。

    总结：违反视觉原理的立体视频如同假药那样是对人类身体的危害，其制造、售买、播放都是不同程度的犯罪，现在这种犯罪如同原始社会时期的犯罪，是一种没有法律监管情况下的犯罪，再大的危害都不需承担任何责任。但是这就造成人们对立体电影、立体电视印象极差的影响，“看了头晕” 成了立体视像的代名词。我们必须重视3D视频观看与健康之间的关系，同时也要加强立体影像作品的制作与监控，推动整个3D产业的发展。