裸眼3D成像原理,教大家正確觀看3D宅舞!

2020-12-03 VRPinea媒體

前段時間,P君在小破站上追番的時候,看到B站主頁界面上推送了一個美麗的小姐姐跳舞的視頻,標題是《B站首個真人3D舞蹈視頻!宅舞全新視覺體驗!》。P君發誓,絕不是因為封面而去看的。

該裸眼3D視頻界面,主要有兩個相同的畫面同時播放,類似上圖。但仔細對比這兩個畫面,不難看出,其兩側還是有區別的。左邊視頻的左側要比右邊視頻的左側少一點,同理,右側視屏的右側要比左側視頻的右側少一點。也就是說,畫面是不能完全重合的。

除此之外,視頻看起來和普通視頻並無太大區別。而視頻中給出的裸眼3D視頻觀影技巧,也是讓很多小夥伴們頭疼,一直找不到「入門」的方法。本文,P君將科普一波,告訴大家用什麼方法去看這個視頻,才能讓視頻變得「凹凸有致」,順便幫大家區分一下我們日常所遇到的「裸眼3D」

裸眼3D成像原理

按照以往慣例,先給大家科普一下裸眼3D視頻的成像原理。3D是three-dimensional的縮寫,即三維圖形的意思。裸眼3D,通俗點說,就是讓用戶不藉助任何外部設備,僅憑肉眼將平面二維圖片或視頻看出三維立體的效果。而裸眼3D基本上都是針對雙目視差來說的。

什麼是雙目視差?

人有兩隻眼睛,它們之間大約相隔65mm。當我們觀看一個物體,即兩眼視軸輻合在這個物體上時,物體的映像將落在兩眼網膜的對應點上。這時如果將兩眼網膜重疊起來,它們的視像應該重合在一起,即看到單一、清晰的物體

根據這一事實,當兩眼輻合到空間中的一點時,我們可以確定一個假想的平面,這個平面上的所有各點都將刺激兩眼網膜的對應區域。這個表面就叫做視覺單像區(horopter),它可以定義為在一定的輻合條件下,在視網膜對應區域的成像空間中所有各點的軌跡。位於視覺單像區的物體,都將落在視網膜對應點而形成單個的映像

如果兩眼成像的網膜部位相差太大,那麼人們看到的將是雙像,即把同一個物體看成兩個。例如,我們用右手舉起一支鉛筆,讓它和遠處牆角的直線平行。這時如果我們注視遠處牆角的直線,那麼近處的鉛筆就將出現雙像;如果我們注視近處的鉛筆,遠處的牆角直線就將出現雙像。

黃圈為焦點所在位置

說白了,就像是相機的聚焦一樣,當把焦點放到遠處時,近處的物品就會變得模糊,而當焦點放到近處時,遠處的物品就會變得模糊一樣。而我們的眼睛就像是兩個在同一平面上橫向排列的兩個鏡頭,兩個鏡頭因為所處的位置不同,拍照所得的照片也就不同。

當兩鏡頭聚焦於一點時,則周圍鏡像模糊,中間點清楚;當兩焦距分散(如發呆),則因為兩張照片焦點不同無法得出清楚照片。正因為雙目視差,才會讓我們看到的物體有縱深感空間感

裸眼3D視頻效果≠裸眼3D技術

裸眼3D視頻效果與裸眼3D是兩個不同的意思。裸眼3D視頻效果指的是一種視頻效果,而裸眼3D則是一種成像技術。有許多裸眼3D視頻效果用到的並不是裸眼3D技術。

比如下圖。其運用到的並非是裸眼3D技術,但能使其產生3D效果,主要得益於視屏上的兩道「黑槓」。但這只是利用了大腦的錯覺,兩個黑邊由於長期不動所以讓人覺得並不屬於視屏所在的平面的一部分。所以偶爾越過這個線的時候,就會讓人感覺「躍出了視頻本身的平面」。

而下圖這個圖片,在網絡上流傳了很久,但其並非裸眼3D,而是使用了MR的技術,再加上後期特效合成渲染的。

而下圖這種3D全息投影風扇,也是能呈現出3D的影像。但這也不是3D成像技術,利用的是視覺暫留技術。當這個3D全息風扇高速運轉起來,空中就會顯現動態立體的視覺影像,打造3D全息影像。

既然提到全息投影,那就順便科普下全息投影技術。全息投影技術是通過幹涉和衍射原理再現實物的三維圖像,全息投影可以產生空中幻影,還可以實現真人互動。

而裸眼3D核心是雙目視差,在終端上形成裸眼3D使用的是光柵原理。這兩個本質上有很大的區別。而且相對來說,體驗裸眼3D的時候,一般對觀看角度距離都有要求;而3D全息投影則沒有距離和角度的限制

言歸正傳,裸眼3D視頻到底怎麼看?

要點其實很簡單,在於看圖片的時候兩眼要失焦,處於一種迷離狀態,差不多這樣:

保持這種狀態,這時候左右兩眼就能夠看到兩張錯開的圖片,再慢慢地不斷調整兩眼圖像的位置(對於初學者來說,是非常考驗耐心的,最重要的,要保持失焦狀態,不要刻意觀察原圖畫面的任何細節)。最後,幾乎在一瞬間,就會看到清楚的3D畫面。

如果覺得上面的方法還是不行的話,P君這邊還有一個兩點練習法。此圖片的下方有兩個白色的小圓點,若將視線焦點放向遠處的物體,這時兩個圓點就會散成四個圓點;再將視線焦點向近處移,慢慢將中間兩個圓點融合成一個圓點。這時,就能看到圓點上方的3D圖形了。視頻也是同理。

看懂了嘛?小編再多放幾張圖讓大家練習一下:

裸眼3D目前廣泛應用於方位安全、展覽展示、存儲、醫療、動態顯示等領域。但目前的3D電影還需要使用佩戴偏振或液晶眼鏡才能去觀看,這並不利於長時間觀看或者在公共場合的播放。而裸眼3D顯示器,也是有著各種各樣的弊端,如顯示不夠清晰、視角不夠寬、造價高昂等,想要進入消費級市場,還是有一段距離。

相對於VR/AR來說,裸眼3D更像是還未出現輝煌卻已走向下坡。發展數年後的現在,裸眼3D技術及覆蓋範圍、受眾群體依然沒有突破。但其實,裸眼3D可開發的空間還有很多,需要很多人以一個正確的態度來看待這項技術的發展。在內容為王的時代,必須要把內容跟上來,才能讓消費者去接受這種產品,才能更好地去建立健全相應市場。而文中提及的視頻,就是很好的一個開端。

行文至此,對成像技巧和觀影技巧,小夥伴們要是還有什麼不清楚的,歡迎給P君評論留言。

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