Fwd: 癮科技談3D（06）裸眼看3D（二）柱狀透鏡式技術

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癮科技談3D（06）裸眼看3D（二）柱狀透鏡式技術

09-10-2010

不用戴眼睛直接用肉眼看3D畫面，除了前面講解的屏障式技術以外，另一個主流為柱狀透鏡式技術。前面我們提到肉眼看3D影像的原理，就是將3D眼鏡直接戴在液晶電視上面，屏障式技術在背光元件和面板中間放了一個像柵欄一樣的東西，好讓左眼和右眼看的影像不同。

柱狀透鏡式技術其實也一樣，不同於屏障式技術的地方在於，換掉那道柵欄，而是把上一條一條的柱狀透鏡，好讓影像光源折射的角度不同，使奇數畫素對及偶數畫素對的影像準確地分別進入肉眼的左眼和右眼，然後在腦中融合成立體影像。

因為放進去的眼鏡不是柵欄，所以柱狀透鏡式技術的電視亮度不會減少，讓觀影者能享受高亮度的3D視覺畫面。但由於光線折射的角度一點都不能有絲毫誤差，否則3D影像就不能成型，這方面的製作的精準度要求非常高，也大大提高了柱狀透鏡式技術製作的難度。

除了上述所講的以外，柱狀透鏡式相對於屏障式技術比較難以普及的地方在於，前者技術門檻和建制成本皆高，而高成本的原因來自於高專利授權費用，因此目前台灣的廠商在打造裸眼3D技術較偏向屏障式技術。目前台灣的廠商如東元則擁有同時打造出兩種裸眼3D顯像的技術，日本廠商 DoCoMo 也開發出小型的柱狀透鏡式面板，讓使用者在3D手機手機上能有更棒的視覺享受。

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Fwd: 癮科技談3D（05）3D原理探討－裸視3D屏障式技術

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癮科技談3D（05）3D原理探討－裸視3D屏障式技術

09-09-2010

不論在電影院或家裡享受3D影像，都不免戴上厚重的3D眼鏡，如果價格是3D進入不了一般家庭的關鍵因素之一，那無法承受長時間戴3D眼鏡厚重感就是關鍵因素之二。也因此，如何讓人們舒服地用肉眼就能看3D畫面，就是目前研發3D技術人員努力發展的課題，其中屏障式技術（Parallax Barrier）是當前已經發展出來的肉眼看3D技術的第一道曙光。

屏障式裸眼3D技術，用一個最簡單的說法就是：原本是人們戴3D眼鏡，現在我們反過來讓電視戴3D眼鏡，也就是把3D眼鏡整個掛在電視上面，其實就是這麼簡單呢！當初開發的技術人員一定很痛恨戴眼鏡才是。

概念清楚以後，我們再來進一步解釋。一般的液晶電視最前面為LCD面板，後面則是產生光源的背光模組，所以屏障式技術正是在面板和背光源中插入一片像屏障一樣的柵欄，大家可以想像一下柵欄，就是一面擋住光線一面透過這樣交錯出來的東西。這塊柵欄可以讓觀影者的左眼和右眼看到的影像不一樣，然後在腦中融合出立體影像的視覺效果出來。

現在大家可以想像一下，如果我們必須在眼睛上面掛上3D眼睛，才能看到3D影像，那也代表了一件事，如果是電視戴上眼睛的話，觀看的人們就必須和電視保持固定的距離才能看清楚3D畫面，這也是目前裸眼3D技術需要突破的困難所在。另一方面採用柵欄將光源擋住，也會讓顯示螢幕的亮度減半。

對於需要和螢幕保持固定距離的屏障式裸眼3D技術，對一個螢幕對多人的電視或電影可能無法成為純熟的商業應用，但對數位像框、手機甚至式掌上型遊樂器這種個人觀賞的產品，反而是最佳的應用模式。Sharp 也開發出3D手機，連任天堂在下一代的NDS掌上型遊樂器上主打3D效果，都是應用到屏障式技術呢！

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Fwd: 癮科技談3D（04）3D原理探討－主動式快門3D技術

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癮科技談3D（04）3D原理探討－主動式快門3D技術

09-08-2010

為什麼平面的螢幕，能產生出彷彿東西都要從螢幕中跳出來，伸手就可以摸到的效果？這一切的關鍵，就在於人類眼睛和大腦的合作。相較於許多眼睛長在頭的兩側的動物，人類的眼睛是正正地朝前的 -- 雖然犧牲了整體視野，但卻有更大的一部份，兩隻眼睛是重疊的。因為兩隻眼睛的位置並不一樣，重疊的區域內看到的影像也會略有些不同，稱為「視差」。我們的大腦就會根據這個視差，自動的計算出物體的距離，產生出一個「立體」的影像。

要讓平面的螢幕產生出立體，就是要讓兩隻眼睛雖然看著同一個螢幕，但卻要看到略有偏差的兩個不同畫面。這要怎麼做到呢？其中一個技術就稱為「主動式快門眼鏡」技術。主動式快門眼鏡的原理是這樣的：螢幕會先顯示給左眼看的畫面，這時眼鏡會同步將你的右眼遮住，有點像海盜戴的眼罩那樣。接著，螢幕會快速切換到給右眼看的畫面，這時眼鏡就會轉成將你的左眼遮住，確保你看到的畫面是正確的。這個過程交替的非常迅速，每秒可以到 120 次，因此對人眼來說是無法看到這個左右轉換的。

實作上，通常眼鏡裡會用一層黑白的液晶層來達到上面所說的「眼罩」的功能，這層液晶平常是透明的，通電之後就會變黑色。做為眼鏡和螢幕間同步的橋樑，通常會有某種訊號發射裝置，讓螢幕（電影、電視、電腦都有採用的例子）能告訴眼鏡現在應該遮哪一隻眼睛。

主動式快門眼鏡技術的優點在於它的殘影少，價格還勉強可以接受，而且不論是電視、電腦螢幕還是投影機，只要更新頻率能達到要求，就能導入這個技術，因此現在市面上大部份即將上市的 3D 顯示系統，包括 Sony、Panasonic、Samsung 等電視上，及 NVIDIA 的 3D 眼鏡和部份的電影院，都可以看到主動式快門眼鏡的軌跡。


但相對來說主動式快門技術的缺點也不少：其一是每隻眼睛實際上只能得到一半的光，因此主動式快門看出去，就好像透過墨鏡在看電視一樣，眼鏡會容易疲勞。再者主動式快門眼鏡受到那塊液晶層的限制，鏡片面積也不能做得太大，對部份的人來說（特別是有戴眼鏡的朋友）會很容易看到四周粗粗的黑框。最後，無論是訊號的接收，還是兩邊液晶的閃動都是要耗去電力的，因此主動式快門眼鏡還要不時的換一下電池。

因為對電視和電腦螢幕的生產者來說，將現有的技術改裝成能支援主動式快門眼鏡是簡單的，因此今年看到的 3D 設備大概都會以採用這種技術的居多呢！

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Fwd: 癮科技談3D（03）3D原理探討－偏光鏡3D技術

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癮科技談3D（03）3D原理探討－偏光鏡3D技術

09-07-2010

為什麼平面的螢幕，能產生出彷彿東西都要從螢幕中跳出來，伸手就可以摸到的效果？這一切的關鍵，就在於人類眼睛和大腦的合作。相較於許多眼睛長在頭的兩側的動物，人類的眼睛是正正地朝前的 -- 雖然犧牲了整體視野，但卻有更大的一部份，兩隻眼睛是重疊的。因為兩隻眼睛的位置並不一樣，重疊的區域內看到的影像也會略有些不同，稱為「視差」。我們的大腦就會根據這個視差，自動的計算出物體的距離，產生出一個「立體」的影像。

要讓平面的螢幕產生出立體，就是要讓兩隻眼睛雖然看著同一個螢幕，但卻要看到略有偏差的兩個不同畫面。這要怎麼做到呢？其中一個技術就稱為「偏光鏡眼鏡」技術。大部份現有的偏光鏡都運用了一種稱為「圓偏光鏡」的物理原理，將光線分成順時針和逆時針兩個偏轉方向。順時針轉的光只能穿透對應的偏光鏡片，逆時針轉的光亦然。利用這樣的原理，就可以將對應到左眼和右眼的影像分開來。

在實作上，這技術大部份都用在投影的領域，特別是電影院裡，因為偏光鏡眼鏡的單價低，就算被觀眾弄壞了賠起來也比較不心疼。不過投影機的系統本身就會價格比較高昂，因為要不然是要在投影機前裝置一個能快速（每秒 48 次）改變偏光方向的偏光鏡，要不然就是要採用雙投影機，兩種方式都所費不貲。在液晶螢幕上，也有技術是將畫面的單數行上方裝置一個偏光方向的偏光濾鏡，雙數行的上方裝置另一個方向的方式來分開左右眼的畫面，目前市面上有電視和電腦採用這樣的螢幕，不過並不多見。

偏光眼鏡最大的優勢就是眼鏡輕巧，價格低廉，而且偏光鏡片可以做得蠻大的，就算戴著眼鏡也不會被遮著視線。但是，當應用在液晶螢幕上時，卻容易給人解析度降低了的感覺（因為每隻眼睛只看到一半的畫面），而且偏光眼鏡因為會擋掉一部份進來的光線，所以看到的畫面會變暗，彷彿戴著墨鏡在螢幕一樣。再者，偏光鏡有時在畫面的邊緣，會感覺有一點殘影，無法像主動式快門（另一種技術）那麼清晰。

偏光鏡眼鏡式的 3D 要進入一般家庭會比較困難，因為這意味著要有特殊開發的液晶螢幕表面。但偏光鏡眼鏡有價格低廉的優勢，如果對應的螢幕能普及的話，偏光鏡 3D 是很有前途的呢！

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Fwd: 癮科技談3D（02）3D原理探討－紅藍濾片3D技術

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癮科技談3D（02）3D原理探討－紅藍濾片3D技術

09-03-2010

一般紅藍立體眼鏡的長相簡單，一般人都可以動手製作 一個大家都應該做過的實驗：一個東西放在你的面前，閉上左眼與閉上右眼來看東西，會發現東西的位置是有些不一樣的。而這不一樣的地方，我們稱之為「視差」。而大腦則能夠依視差來解讀物體遠近，產生了立體感覺。 因此反過來說，要在一個平面上產生立體影像，就是要產生視差，刻意製造出同樣物體、位置卻有所差異的影像。簡單來說，就是分別模擬左眼的視線以及模擬右眼的視線。

其實用兩台簡單的數位攝影機就可以拍出紅藍技術的3D影像 而紅藍濾片3D技術就是（有的則是採用紅綠，意思是一樣的）就是以上述原理而成的。在平面上所留下的影像，可以看到有一模一樣，但位置略有差異的紅色以及藍（或 綠）色物體。利用一眼為紅，另一眼為藍（或綠）的眼鏡觀看。紅色瀘片會濾掉紅色，因此會看到藍色物體的影像；而藍（綠）色濾片會濾掉藍（綠）色的影像，因 而看到紅色物體的影像。因此就可以模擬出左眼的視線以及模擬右眼的視線。 藉由兩眼所看到的物體位置不同，所產生的視差在大腦形成了立體影像。 不過這樣的形式有個問題，就是缺乏了色彩，沒辦法重現影像原本該有的顏色。因此後期還有黃（琥珀色）藍眼鏡，能夠分別呈現彩色以及單色，藉由大腦補完來看到完整的彩色影像。

戴上紅藍眼鏡連立體版的Google街景地圖都看得到呢！此外，眼鏡紅色與藍色也要夠深，不然若無法完全濾掉另一邊的顏色，則會造成立體效果不足且畫面混亂的問題。也正因為紅藍眼鏡有著上述缺點，因此之後還發展了偏光式眼鏡的技術。在原理上很接近，不過所濾掉的不是顏色，而是不同方向的光線，因此能夠正確重現物 體該有的色彩。當然，取而代之的缺點就是影像會變暗。 若採用現在主流的偏光式眼鏡的技術，還必須搭配特殊的顯示輸出螢幕或投影機，所以無法用於平面印刷物。而這也就是為何紅藍眼鏡即便是式微，但還是存在的原因了。

延伸連結：
Google街景地圖有3D版！
窮人玩的 3D 遊戲眼鏡
拍 3D 一定得花大錢嗎？

Fwd: 癮科技談3D（01）3D概念－立體影像的構成

最近老跟人讨论3D的问题，我对3D的现有技术不是很熟悉，但是对3D的原理还是有所了解，下面的一系列文章，作为一个科普是很不错的。作为第一篇，对3D的原理其实解释的并不透彻。“3D最基礎的原理就是將左眼和右眼不同的影像融合在腦袋中”这句话没错，但对融合过程中人脑通过什么来判断深度（距离）信息并没有解释，其实人脑是通过两只眼睛对物体成像的角度差来判断深度信息的。所以角度差越大，说明物体离眼睛越近，角度差越小，说明物体离眼睛越远。不懂的根据我的提示画个几何图吧。卡卡

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癮科技談3D（01）3D概念－立體影像的構成

09-02-2010

3D最基礎的原理就是將左眼和右眼不同的影像融合在腦袋中

從去年底開始，不論是3D電影、3D電視、3D電腦遊戲甚至最近大家最瘋狂的世界盃足球賽事都要瘋3D，從皮克斯十多年前的《玩具總動員》電影開始，就已經開啟了3D動畫的新紀元，在更小的時候，我們早就帶著一種小小像紙片一樣的眼鏡進電影院看3D電影，為何過了十來年，所謂的3D視聽享受又襲捲而來，尤其是今年的電影好像沒有3D特效，高階電視如果沒有3D效果，就同過中秋不烤肉一般，感覺生活就是少了一個味－讓影像更加立體的感官滋味。 

現在我們見到各式的3D視覺，其實是一種立體視覺，我們用一個簡單的例子來說明，拍照的時候我們喜歡拍一種照片－前面是人像，後面是美麗的風景，但這時候風景和人像是貼在一起的，彼此沒有強烈的「距離感」。

一般我們難以肉眼看到像上圖這樣的3D影像

好，如果我們把這張照片用立體的方式分成兩張照片，一張人像離你的眼睛比較近，一張風景離你比較遠。那我們將身體左傾斜45度來看這個影像，遠近的感覺會更清楚，而且後面的風景感覺會遠一點；相對的，如果我們往右傾斜45度來看這組照片，也有同樣的感覺。神奇的事情出現囉！如果把左傾和右傾看到的影像融合在一起，腦袋裡就會出現人像浮在你眼前，風景在背後的「立體感。」現在我們在戲院或電視前看到的立體感，就是所謂的3D顯像，所以與其說看3D影音，其實就是就是透過視差看到的立體影像。

戴上偏光眼鏡是享受3D立體影響的主流方式

概念是如此，但天才的開發者透過各式各樣的技術讓觀眾感受到影像的立體感，從小時候就開始玩的鬥雞眼看圖片、去電影院戴上紅籃鏡片、墨綠黑色的偏光鏡到家裡高級3D電視的快門鏡，這些讓影像立體化的技術不論新或舊，仍然活生生的出現在你我的眼前。想了解3D技術，接下來的系列文章，將會從3D技術的說明以及現在人們周遭的媒體有哪些3D應用兩方面說明，繼續看下去囉！

延伸連結：

癮科技小薑雜談：3D、3D、更多 3D！
讓人瘋狂運動的3D世足直播
科技趨勢：平板、雲端、3D和電子書

http://www.cnledw.com/product/detail-170498.htm
http://company.china.alibaba.com/athena/offerlist/solarsensorlight-sale-1-true-3039492.html
http://www.nbdooda.com.cn/athena/offerlist/nbdooda-sale-1-true-1255435.html
http://shopping.pchome.com.tw/?mod=item&func=exhibit&IT_NO=CCAC0H-A45660496&SR_NO=CCAC0H&ROWNO=5


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