裸眼3D（成像技术）

裸眼3D

成像技术

裸眼3D（英文：Autostereoscopy）是对不借助偏振光眼镜等外部工具，实现立体视觉效果的技术的统称。目前该类型技术的代表主要有光屏障技术、柱状透镜技术。

技术原理

计算机屏幕是平面二维的，人们之所以能欣赏到真如实物般的三维图像，是因为显示在计算机屏幕上时色彩灰度的不同而使人眼产生视觉上的错觉，而将二维的计算机屏幕感知为三维图像。

基于色彩学的有关知识，三维物体边缘的凸出部分一般显高亮度色，而凹下去的部分由于受光线的遮挡而显暗色。

这一认识被广泛应用于网页或其他应用中对按钮、3d线条的绘制。比如要绘制的3d文字，即在原始位置显示高亮度颜色，而在左下或右上等位置用低亮度颜色勾勒出其轮廓，这样在视觉上便会产生3d文字的效果。具体实现时，可用完全一样的字体在不同的位置分别绘制两个不同颜色的2d文字，只要使两个文字的坐标合适，就完全可以在视觉上产生出不同效果的3d文字。

如今主流的3D立体显示技术，仍然不能使人们摆脱特制眼镜的束缚，这使得其应用范围以及使用舒适度都打了折扣。而且不少3D技术会让长时间的体验者有恶心眩晕等感觉。

光屏障式技术：光屏障式3D技术的实现方法是使用一个开关液晶屏、偏振膜和高分子液晶层，利用液晶层和偏振膜制造出一系列方向为90°的垂直条纹。这些条纹宽几十微米，通过它们的光就形成了垂直的细条栅模式，称之为“视差障壁”。而该技术正是利用了安置在背光模块及LCD面板间的视差障壁。通过将左眼和右眼的可视画面分开，使观者看到3D影像。

这种技术的优点是在成本上比较有优势，像夏普的3D手机和任天堂的3DS游戏机都是采用这种技术。不过采用这种技术的屏幕亮度偏低。

柱状透镜技术：柱状透镜技术也被称为微柱透镜3D技术，使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上，这样在每个柱透镜下面的图像的像素被分成几个子像素，这样透镜就能以不同的方向投影每个子像素。

于是双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素。柱状透镜技术并不会像光屏障式那样影响屏幕亮度，所以其比后者的显示效果要好。

产品代表

游戏机

任天堂公司为了推动已经发布5年的DS游戏机需求，计划推出新的3DS掌上游戏机，使用户不需要特殊眼镜就可玩三维游戏。为了完成裸眼3D效果，N3DS将采用夏普的视差屏障（parallaxbarrier）技术液晶屏，该液晶屏已经被应用于部分手机上，但不适合大屏电视。

据任天堂公司介绍，新便携游戏机被命名为Nintendo 3DS（N3DS），并可玩为原先DS型号游戏机制作的游戏。N3DS的显示屏将不到4寸，小于4.2寸的DSiLL。这次任天堂正式采用追加了电视、电影中运用的3D功能技术运用在游戏里，并将以次作为抗衡索尼等推出的便携式设备、游戏机等。“裸眼技术”进行3D表现，将会令“N3DS”成为世界上首个在游戏机上普及该技术的主机。

在过去的30年里，任天堂一直在试图发觉3D游戏的潜力。早在1980年，任天堂就开发了第一个商用的3D产品——一款3D眼镜，可以配合持FC游戏机的光盘播放器，但这个项目从未走出过日本，最后以失败告终。

1995年，任天堂又开发出了Virtual Boy，一样支持3D显示，但还是遭到可耻的失败。这几年的经验似乎在告诉任天堂，不要应用3D技术到Wii上。如今裸眼3d游戏机3ds已经发售几年了，改进版3dsll与3dsxl也已经推出，所有游戏大都支持裸眼3d，但技术不成熟，人不能大幅度的摇头，否则会有重影。

灯箱

裸眼3D灯箱，是利用人两眼具有视差的特性，在不需要任何辅助设备（如3D眼镜、头盔等）的情况下，即可获得具有空间、深度的逼真立体影像。画中事物即可以凸出于画面之外，也可以深藏于画面之中。色彩艳丽、层次分明、活灵活现、栩栩如生，是真正意义上的三维立体影像。裸眼立体影像以其真实生动的表现力，优美高雅的环境感染力，强烈震撼的视觉冲击力深受广大消费者的青睐。

电视

3D平板电视需要3D眼镜绝对会是3D电视普及的一个障碍，因此裸眼3D技术成为众多厂商的一个开发重点。

东芝于2010年12月下旬就上市了可裸眼观看三维影像的液晶电视“Glass-LessREGZA GL1”。

为使裸眼3D电视早日投产，东芝采用了不同于需要使用专用眼镜的“CELL REGZA”3D液晶电视的技术。在裸眼观看3D影像显示方面，采用在液晶面板前方配置双凸透镜的“全景图像方式”。液晶面板是与东芝的集团公司——东芝移动显示器共同开发的。

液晶面板的1个像素相当于通常二维影像的9个像素。采用了将RGB三色子像素沿纵向配置，然后将其沿9视差横向排列的特殊像素排列方式。通过这些措施，在左右15度的视角范围内，“能够观看到既有锐度又很少有干涉条纹的3D影像”。

显示3D影像时，20英寸产品的像素数为1280×720，12英寸产品的像素数为466×350。由于显示2D影像时，1个像素的9视差上都被分配到相同影像，所以影像的精细度极高。

显示影像的内容方面，通过图像处理，可将已有的2D影像和3D影像转换为9视差影像。20英寸产品上配备了微处理器“Cell Broadband Engine”和基于多视差转换用LSI的图像处理电路。根据输入影像来推定景深信息、生成9视差影像。

MP5

华旗数码月光宝盒2010年12月上市裸眼3D MP5 PM5950 3D。该款产品可支持2D3D模式一键切换，4.3英寸TFT显示屏，800*480分辨率高清晰显示，支持触摸操作，支持3D视频或图片播放，可自由选择3D和2D模式。

光屏障式3D技术也被称为视差屏障或视差障栅技术，其原理和偏振式3D较为类似。光屏障式3D产品与既有的LCD液晶工艺兼容，因此在量产性和成本上较具优势，但采用此种技术的产品影像分辨率和亮度会下降。

移动设备

惠普公司的研究人员开发出了一种让裸眼3D视频能以较大角度在移动设备上播放的办法，这样用户通过倾斜屏幕就能更完整地看到物体。科学家们利用纳米技术将多个带有微小沟槽的圆圈蚀刻到显示屏的玻璃层上。

这些沟槽会使光线发生弯曲，从而可以从64个不同的视角观看。通过移动屏幕，人们将在任一时刻透过这些视角中的两个进行观看，一个通过左眼，一个通过右眼，结果图像就会以3D呈现。

不过，他承认这种效果不会和全息影像完全一样，因为图像不会像电影中莉亚的投影那样远远突出于屏幕之外。这项技术不会很快就出现在电影院里。法特尔说，虽然可以用电脑动画技术来制作移动影像，但现场拍摄将需要一组64台摄像机同时拍摄一个物体。

裸眼3D手机最大的优势就是摆脱了眼镜的束缚，利用安置在背光模块及LCD面板间的视差障壁，通过将左眼和右眼的可视画面分开实现3D画面显示，使观者看到3D影像。

主流技术手段

目前主流的裸眼3D技术手段有：狭缝式液晶光栅、柱状透镜、指向光源等。

1、狭缝式液晶光栅。这种技术原理是在屏幕前加了一个狭缝式光栅之后，应该由左眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡右眼；同理，应该由右眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡左眼，通过将左眼和右眼的可视画面分开，使观者看到3D影像。

2、柱状透镜，这种技术原理是通过透镜的折射原理，将左右眼对应的像素点分别投射在左右眼中，实现图像分离。对比狭缝光栅技术最大的优点是透镜不会遮挡光线，所以亮度有了很大改善。

3、指向光源，简单说来就是精确控制两组屏幕分别向左右眼投射图像。

参考资料

1.欺骗你的双眼！裸眼3D技术原理全解析·泡泡网