3D是怎样练成的―谈3D效果的实现

    当下，3D显示产品琳琅满目，虽然都是3D显示产品，外观上看不出很大区别，但技术原理不同，造就了不同内核的3D。目前3D显示技术可以分为眼镜式和裸眼式两大类，而对于应用最广泛的眼镜式3D技术目前最流行的有主动式快门技术和偏光式眼镜技术两种，因此笔者在这向大家简单介绍一下这两种3D效果实现方式的原理。

    主动快门式3D技术

    主动快门式3D技术，英文为Active Shutter 3D，又叫时分法遮光技术或液晶分时技术，它主要是靠液晶眼镜来实现的，它的眼镜片实质上是可以分别控制开/关的两片液晶屏，眼睛中的液晶层有黑和白两种状态，平常显示为白色即透明状态，通电之后就会变黑色。通过一种讯号发射装置，让3D眼镜进行高速开关，并与屏幕之间实现精确同步，从而形成左右眼不同的图像，形成3D感官效果。

    主动快门式3D技术根据人眼对影像频率的捕捉敏感度来实现的，通过提高画面的刷新率（至少120Hz），为左眼和右眼分别输出60Hz快速刷新的图像，这样会在人的大脑实现立体的视觉感受。显示屏幕上会交替进行左右眼画面的播放，在播放左画面时，左眼镜打开，右眼镜关闭，观众左眼看到需要让左眼看见的画面，右眼什么都看不到。在播放右眼画面是，右眼看右画面，左眼看不到画面，就这样让左右眼分别看到左右各自的画面，从而实现3D立体效果。这个过程交替至少达到120次/每秒，人眼才能欣赏到连贯而不闪烁的3D画面，所以主动式3D显示技术要求屏幕的刷新率至少达到120Hz。

    这种3D技术在电视和投影机上面应用得最为广泛，资源相对较多，而且图像效果出色，受到很多厂商推崇和采用，不过其匹配的3D眼镜价格较高。目前，包括三星、松下、创维等品牌推出的3D电视，都是采用主动快门式3D技术。

    偏光式3D技术

    偏光式3D技术，也叫偏振式3D技术，英文为Polarization 3D，利用光线有“振动方向”的原理来分解原始图像的，通过在显示屏幕上加放偏光板对偏振光进行梳理，结合偏振眼镜可以向观看者输送两幅偏振方向不同（垂直和水平）的两幅画面，当画面经过偏振眼睛时，由于偏光式眼睛的每只镜片只能接受一个偏振方向的画面，这样人的左右眼就能接收两组画面，再经过大脑合成立体影像。

    光其实就是由互相垂直的电场和磁场形成的一种电磁波，自然光是很多电磁波的混合物，它在各个方向的振动是均匀的。当它以特定的角度(布儒斯特角)经过非金属表面后反射形成的眩光是偏振光。偏离了这个角度，就会有部分非偏振光混杂在偏振光里。部分偏振光是有程度的，偏离的角度越大，偏振光的成分越少，最终成为非偏振光。有了偏振光，有时会给我们照相带来不利，玻璃表面的反射光，使我们拍摄不到玻璃橱窗里面的东西，水面的反射光使我们拍摄不到水中的鱼。

    但利用偏振光的这种特性正好满足立体电影的需求——让左右眼看到完全不同的画面。通过给电视面板前面加装偏光片，让显示设备发出互相垂直的完全偏振光波，然后观众通过特定的偏光眼镜，就能让左右眼看到各自不同的画面而互不干涉。

    偏光式3D技术眼镜成本比较便宜，目前比较多电影院采用的就是这种技术方案，不过对显示设备的亮度要求较高，在液晶电视上，应用偏光式3D技术要求电视具备240Hz以上刷新率。

    目前在偏光式3D系统中，市场中较为主流的有RealD 3D、MasterImage 3D、杜比3D三种，RealD 3D技术市占率最高，且不受面板类型的影响，可以使任何支持3D功能的电视还原出3D影像。不过这种技术会使画面分辨率减半，很难实现真正的全高清3D影像，而且画面亮度也会被大大降低。在液晶电视上，应用偏光式3D技术要求电视具备240Hz以上刷新率。

    两种技术优缺点对比

    主动快门式3D技术有残影少、3D效果突出的优点，而且该技术实现起来比较容易，屏幕成本较低，不论是电视、电脑屏幕还是投影机，只要更新频率能达到要求，就能导入这个技术，因此现在市面上大部份即将上市的3D产品基本上都采用这个技术。

    另外，主动快门式3D技术能够保持画面的原始分辨率，很轻松地让用户享受到真正的全高清3D效果，而且画面亮度不会降低很多，这一点在PDP上体现尤为明显。

    但该技术也有其缺点，首先就是主动式快门眼镜受到液晶层的限制，镜片面积也不能做得太大，对部份的人来说，特别是有戴眼镜的朋友会很容易看到四周粗粗的黑框。其次，由于主动快门式3D眼镜一直处于高速的开闭状态，长时间观看很容易造成人眼的疲劳，当然不同的帧变化间断时间和人的个体差异不同，眼镜的疲劳程度和大脑的劳累速度也是不同的。

    最后就是观看角度问题，由于液晶电视面板和3D眼镜都是采用液晶分子材质，因为偏转角透光的特性，佩戴3D眼镜观看3D影像时只能水平观看，不能倾斜，否则就欣赏不到3D效果，甚至会因为液晶屏幕和3D眼镜液晶分子偏转角透光冲突造成全黑现象。当然主动快门式3D技术也有在等离子电视上的应用，而由于等离子电视采用屏幕主动发光的原理，则不会出现观看角度的问题。

    偏光式3D技术的色彩损失是最小的，色彩显示更为准确，更接近其原始值。鉴于眼镜的透镜本身几乎没有任何颜色，对用于偏振光系统的节目内容进行色彩纠正也更为容易。尤其是肤色，在一个偏振光系统中，看上去更为真实可信。

    此外，偏光式3D技术还有眼镜成本低、佩戴舒适、无大小限制等优点。偏光式3D眼镜只是在普通眼镜的表层镀上偏光层，成本非常低廉，而且镜片可大可小，眼镜轻便佩戴舒适，原来戴眼镜的朋友也可以使用，眼镜边缘色彩均匀，不会因为镜片太小看到眼镜的黑框。

    偏光式3D技术的缺点在于，首先是分辨率减半、亮度损失。因偏光原理，这种技术会使画面分辨率减半，很难实现真正的全高清分辨率3D影像，这点成为偏光式技术的致命伤，同时画面亮度因偏振光原理受到损失，所以偏光式3D技术对显示设备的要求较高。

    在实际使用中的对比

    主动快门式3D与偏光式3D电视在实际使用过程中，对于用户来说主要可以体验到的区别主要可以从3D眼镜、画面闪烁、可视角度、串扰、3D观感等方面来区别。

    3D眼镜对比

    主动快门式3D眼镜由于采用了左右镜片交替关闭的技术，必须配备相应的电池以及可控元件，所以在重量上要比偏光3D眼镜重不少，最近不少厂商也对主动快门3D眼镜做了进一步技术优化，但总体来说并不如偏光3D眼镜轻便；同时主动快门式3D眼镜成本较之偏光3D眼镜成本高，市场价格也就高出许多；而偏光式3D眼镜只需一层偏光膜就可实现，所以市场价格低廉同时重量轻便。

    画面闪烁

    快门式3D眼镜由于自身的工作原理，在观看时容易因为环境的不同而出现不同的闪烁现象，而偏光式3D眼镜不存在眼镜一开一合的工作状态，所以并不会出现闪烁现象，所以也被称为不闪式3D。

    可视角度

    可视角度方面来说，主动快门式3D液晶电视由于液晶的显示原理，在实现3D之后，在观看角度变化时，会受到较大影响，从之前的许多评测过程我们也能发现主动快门3D液晶电视必须保持与屏幕正对水平观看；而主动快门式3D等离子电视由于是自发光，所以可以实现全角度的观看，而快门式3D电视则由于偏光涂层的原理，所以离开屏幕正对范围观看效果也会受到很大影响。

    画面串扰

    在画面串扰方面，主动快门式3D电视依然是分为液晶电视和等离子电视分别不同，液晶电视由于采用背光原理，所以收到环境光影响较大，也有索尼等厂家专门提供了防屏闪技术，但是只是减少了屏幕闪烁，并不能真正消除屏闪串扰现象，而主动快门式3D等离子电视由于自发光，所以受到环境光影响不大，但是由于主动快门式3D的成像原理，在电视与3D眼睛的匹配过程中受到影响，串扰现象依然会出现，而偏光式3D则不会出现串扰现象。

    画面观感

    在3D观感方面，由于偏光3D不可避免的造成了分辨率的损失，所以在画面清晰度以及各种画面表现上，主动快门式3D要明显优于偏光3D；而在3D画面表现上，主动快门式3D电视的3D画面表现程度也是远远优于偏光式3D电视的；不过由于主动快门3D眼镜同一时间点内只有一侧眼镜开启所以也就造成了亮度的损失，所以偏光3D在亮度上表现要优于主动快门式3D电视。

    总结

    从以信对比中我们应该对市面上所存在的主要3D产品类型有了一定的了解，而今3D显示市场，这两种技术在一定时期内也将成为主力，无论是快门式3D还是偏光式3D，都有不少的厂家以及拥趸支持，主动快门式3D主要优势在于画面观感要优秀，而偏光式3D的主要优势在于价格较低。因此，在笔者看来，无论是偏光3D还是主动快门3D产品，不同的厂家产品也是不同的，不能一概而论，选择自己观看舒适的才是最重要的。