欺騙你眼睛,裸眼3D背後的奧秘!

2021-02-13 我的極刻

近日,韓國SM公司的超大顯示屏登上了熱搜榜。由上圖可見,整棟樓好似一個巨大的水箱,浪花在水箱裡翻湧。甚至連小黑第一次看到這張圖還以為,韓國公司真的裝了一個大水箱在樓頂。沒想到這個「水箱」其實是D' strict專門為SM公司專門打造的海浪動態顯示屏。

整塊LED曲面屏幕寬80米,高23米。無論是浪花翻湧的視覺衝擊還是逼真的聽覺模擬,都讓人們感覺浪花會衝破玻璃。完成這一奇觀的,當然就是我們經常聽聞的裸眼3D技術。今天小黑就帶大家一起來探索裸眼3D背後的秘密。

成立於2004年的D' strict 是一家以空間主導型的用戶體驗設計,致力於將科技與藝術融合的公司。自創立以來,D' strict 通過使用數字媒體技術+強大的視覺創意設計,給人們帶來了許多震撼視覺的科技體驗

那麼D' strict到底是如何在一塊2D的LED屏幕上營造出裸眼3D的效果呢?D' strict的創作團隊表示,其實運用到的部分技術最早可以追溯至文藝復興時期提出的「變形」原理。

換句話說,這是一種扭曲的投影或者透視圖,當人們從某種特定的角度進行觀看時,就會被巧妙的設計與構圖所震撼到。這項早期的技術在繪畫、攝影、電影特效等領域廣泛應用。如果還沒太明白,小黑再給大家舉個例子。

早在17世紀時,藝術建築家安德裡亞·波佐就為不少教堂的頂部創作過壁畫。從底部向上看,整個教堂的半圓形屋頂變得栩栩如生,可它本身也就是用顏料畫上去的而已。安德裡亞·波佐正是運用了這項技術,打造出了逼真的「3D穹頂」效果。

在不同的時期,根據不同的應用,各個公司開發出了不同的3D顯示技術,我們最熟知的就是3D眼鏡技術了。最初影院採用的3D眼鏡通常為紅藍或紅綠色的分式眼鏡,但由於色彩丟失太過嚴重,逐漸就被淘汰了。如今的電影院基本都採用偏光式的3D眼鏡,不僅給觀眾呈現的3D效果更好,而且造價也相對較低。

但人們似乎對於3D的追求越來越高,隨之而來的就是裸眼3D。裸眼3D顧名思義就是擺脫3D眼鏡的束縛後,還可以提升3D觀看的視覺效果和體驗

其實所謂的裸眼3D就是利用視覺位移來「欺騙」視覺神經的。人眼的間距大約為6cm,這就意味著你在看著某個物體時,兩隻眼睛是分別從左右兩個視點觀看的。左眼看到物體的左側,而右眼則會看到物體的中間或右側。當兩眼看到的物體在視網膜上成像時,左右兩面的影像結合起來,就會得到最後的立體感覺。而這種獲得立體感的效應就是視覺位移。

那麼攝影師在拍攝3D影像時只需要用兩臺攝影機模擬左右兩眼的視覺位移差,分別拍攝兩條影片,再將這兩條影片放映到屏幕上,讓觀眾左眼只能看到左眼影像,右眼只能看到右眼影像,最後兩條影像經過大腦疊合後,我們就能看到具有立體縱深感的畫面。這就是所謂的裸眼3D,是不是有種被「欺騙」的感覺。

現如今主流的裸眼3D技術分為光屏障式技術和柱狀透鏡技術。光屏障式3D技術的實現方法是使用一個開關液晶屏、偏振膜和高分子液晶層,利用液晶層和偏振膜製造出一系列方向為90°的垂直條紋。而該技術正是利用了安置在背光模塊及LCD面板間的視差障壁,通過將左眼和右眼的可視畫面分開,實現裸眼3D的效果。

光屏障式3D技術的製造成本比較低,像大家熟知的任天堂3DS遊戲機就是採用了這種技術。不過屏幕亮度普遍偏低是這項技術的一個缺點,用戶只能在一個合適的角度才能夠有較好的視覺效果。

而柱狀透鏡技術則是在3D顯示屏前面增加了一層柱狀透鏡,在每個柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個子像素,這樣透鏡就能以不同的方向投影每個子像素。於是雙眼從不同的角度觀看顯示屏,就能看到不同的子像素。讓觀眾在不同角度看到不同的影像,產生立體的幻像。

柱狀透鏡技術不會使屏幕的亮度受到影響,而且3D技術顯示效果更好。但它的缺點也非常明顯,這項技術與現有的LCD液晶工藝不兼容,需要投資新的設備和生產線,加大了製造成本。

國家在前不久也將裸眼3D技術列入了戰略性新興產業發展規劃。在規劃中也指出了由於應用場景的不同,裸眼3D與VR、AR並非相互替代的關係,它們將共同為不同偏好和不同場景下的消費者提供視覺服務。這次規劃或許是未來裸眼3D技術發展的一個轉折點。

雖然裸眼3D技術看起來非常酷炫,但是裸眼3D還沒正式普及,就迎來了AR、VR這樣強勁的競爭對手。哪怕AR、VR目前只能適用於一小部分的場景,但不得不說它們已經成為了未來的發展方向。如果裸眼3D還想保持競爭力,那麼無論是在技術上還是開發內容上都要跟上時代發展的腳步。

圖源:搜狐、D' strict官網、美術網、tumblr、新浪

圖源:pixabay免費圖片網、搜狗百科、任天堂官網

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