从2D、3D到裸眼3D

从最早人类学会在岩壁洞穴以绘画记录事物开始,人们对立体、真实的画面追求就从未停止过。今天,我们从“成像”的角度梳理一下,从2D成像、3D成像到裸眼3D,人们都经历了哪些过程。

一、2D成像

15世纪:“暗箱”投射技术开启成像启蒙

从2D、3D到裸眼3D

绘画在相当长的一段时间内,作为重要的记录工具存在着。风景、静物、人像,尤其是文艺复兴时期,绘画创作达到了顶峰。当时,所有画家都需要暗箱来辅助绘画创作,光线通过暗箱的小孔,在墙面投射成像,这种技术,后来成为了相机的前身,与成像启蒙有着密切的关系。

1826年:暗箱拍摄出世界第一张照片

从2D、3D到裸眼3D

现存最早的照片。1826年由法国人尼埃普斯用暗箱拍摄。曝光时间长达8小时。这张照片一度被世人遗忘,1898年,它最后一次在伦敦公开,之后直至1952年,才被历史学家再次寻回,两次公开,前后相隔超过半世纪。

1835年:卡罗照相法开创由负转正的摄影工艺

从2D、3D到裸眼3D

英国发明家塔尔博特于1841年正式发表了卡罗照相法,但是,早在1835年,他就用涂上感光物料的高级书写纸张,拍摄了世界上第一张负像照片,即后来所谓的负片。1844年至1866年之间塔尔博特还出版了世界上第一本由照片作为配图的书《自然的画笔》(上图是其中一张配图)。负片可通过接触式印相获得正像照片,由此开创出由负转正的摄影工艺。

1837年:银版摄影法让静物照片更富立体感

从2D、3D到裸眼3D

最早用银版摄影法拍摄的静物照片,由法国巴黎著名剧院首席布景画家达盖尔拍摄于1837年。窗口的自然光,令照片画面更富立体感。这种摄影法在世界各地广为流传,更一度成为主流摄影方法。

1838年:第一张“动”物照片诞生

从2D、3D到裸眼3D

银版摄影法拍摄的1838年巴黎第三区圣殿大道。这是第一张关于人的照片,由于曝光时间超过10分钟,原本在街上移动的车辆,因速度太快而无法保留在照片里;而画面左下角擦靴子的人,则由于站立时间足够长,被保留在照片上。

1861年:第一张彩色照片诞生

从2D、3D到裸眼3D

1861年,物理学家麦克斯韦在皇家研究所做的有关色彩理论的讲座中,展示了经由三色叠加原理所拍摄的世界上第一张彩色照片。照片中是带有花呢格纹的缎带。

1895年:X射线成像研发成功

从2D、3D到裸眼3D

1895年德国物理学家威廉•伦琴发现X射线(一般称X光),开启了医学影像崭新的一页,在此之前,医生只能通过直接剖开或触诊的方法了解病患身体内部情况,风险很大。此后,超声波、核磁共振、心血管造影等一系列成像技术在医学领域得到飞速发展。

1948年:宝丽来即时成像技术问世

从2D、3D到裸眼3D

宝丽来公司由美国物理学家埃德温•兰德于1937年成立。1944年研发出即时摄影技术。1948年11月26日,宝丽来推出世界上第一个即时成像相机Polaroid 95(又称Model 95)。

1975年:第一张数码照片

从2D、3D到裸眼3D

柯达于1975年开发了世界第一部数码相机,胶片冲印的照片从此逐步被数码照片所替代。人们可以在计算上查看电子版照片。

(资料参考:良仓)

2D成像发展至此已经奠定了日后的基调。但这并不是成像的终结,真实、立体,一直是人们追求的目标。

二、3D成像

3D成像是靠人两眼的视觉差产生的。人的两眼(瞳孔)之间一般会有8厘米左右的距离。要让人看到3D影像,就必须让左眼和右眼看到不同的影像,使两副画面产生一定差距,也就是模拟实际人眼观看时的情况。3D的立体感觉就是如此由来的。可以做个小实验:

从2D、3D到裸眼3D

这个东西相信大部分80后都很熟悉,三维立体画上世纪90年代时曾风靡一时,用手指将眼睛对在一起,再看时,一幅美轮美奂的3D画就呈现出来了,这就是“对眼”观看。这是门技术活,要点在于看图片的时候两眼要失焦,处于一种迷离状态,但大多数人看的头昏脑涨,对成斗鸡眼也没看出个立体的东西来,小编就是那铩羽而归的一员。

3D眼镜

80年代,彩色立体三维技术开始流行,这种技术的原理简单,通过物理学原理,使用不同颜色的滤光片进行画面滤光,使得一个图片能产生出两幅图像。这种技术的成本非常低廉,同时效果也非常的差,仅需要一副滤光片的眼镜就可以实现。由此开启3D眼镜时代。

1、色差式3D眼镜

差不多是与对眼3D画同步出现的,当时在街头书摊、报刊亭中出现了一种印着红蓝参差不齐恐龙图片的神秘书籍,读者只需要戴上附赠的红蓝眼镜就可看到书中生动的恐龙世界。后来,又有人对这种技术进行了改进,让观看效果大为改观,直到现在,很多人仍然在使用这种技术。

从2D、3D到裸眼3D

评价

色差式3D眼镜技术原理简单,自己就可制作,因而观看成本低。但观看时画面颜色丢失严重,观看时间不宜过长。

2、主动快门式3D眼镜

为了进一步改善3D观看效果,主动快门式3D技术应运而生。这种技术的原理是利用画面在屏幕上交错显示时的刷新速率来实现3D效果,一般需要达到120Hz。以三星、海尔、松下等为代表的电视厂商,其推出的3D电视大多采用这种技术。

从2D、3D到裸眼3D

评价

用主动快门式3D眼镜,画面的每一像素都能完整显示,画面分辨率高,且能全高清显示。但眼镜需要充电,较重,价格普遍较高。且由于快门高速切换开闭,可能会感到画面闪烁,长时间观看对眼睛会造成不适。

3、被动偏光式3D眼镜

有没有不闪烁的技术呢?人们开始研究利用光线有“振动方向”的原理来把原始图像分解成左右或上下两组画面,然后配套的眼镜左右分别采用不同偏振方向的偏光镜片,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。被动偏光式3D眼镜由此诞生。它的最大特点是观看3D画面时不会感觉到闪烁,所以又俗称不闪式3D技术。目前,此技术主要在电影院或3D电视中见得较多。

从2D、3D到裸眼3D

评价

被动偏光式3D眼镜虽然可视角度广,画面无闪烁感,且价格较合理。但被动偏光式3D眼镜对显示设备的亮度要求较多,不能全高清显示,画面清晰度不高。

4、头戴式3D显示器

在2006年的CES展会上,eMagin发布了世界上第一款支持3D功能的头戴显示器“eMagin Z800 3D Visor”,这款产品通过左右眼分别显示的方式“制造”出立体的画面,由于左右画面分开不会相互影响,也不需要画面遮挡,所以可以营建出近乎完美的3D立体视觉效果。随后索尼也发布了重量级产品HMZ-T1,可以提供极其逼真且无闪烁的3D显示画面,视觉效果令人震撼,这款产品也因此被比喻为专属个人的3D IMAX影院。

实际上,早在1968年,美国ARPA信息处理技术办公室发明了“达摩克里斯之剑”头盔显示器,被认为是世界上第一个头盔显示器,能显现二维图像,没有浸沉感,用户只能看到的线框图叠加在真实环境之上。到了1975年,J.H.Clark在此基础上改进了一个曲面设计的交互环境。由于当时的相关技术还不成熟,并没有产生广泛的影响,但这已是3D交互技术的雏形,是进入VR应用的前奏。

从2D、3D到裸眼3D

从2D、3D到裸眼3D

索尼HMZ-T1

评价

头戴式3D显示器的立体视效和沉浸感还是不错的,但是设备整体笨重,容易造成疲累,且由于技术不成熟,也会产生晕眩、画面重影等,且价格偏高,并没有产生广泛影响。

同时,眼镜毕竟带来诸多不便,相比大家早就深有体会。对于已经架了一副近视镜的同学来说,更是一种无法言说的痛。再者,长期戴眼镜的眼睛也会变成这样:

“偷懒”和“爱美”向来是科技进步的推动力,人们开始思考如何将眼镜摘掉,还我貌美如花。裸眼3D技术开始兴起。

三、裸眼3D

裸眼立体显示的基本原理仍然是双眼视差,通过作为分光器件的光栅把对应左眼图像的光线导入左眼,对应右眼图像的光线导入右眼,两个图像由于存在视差,因此在大脑中形成立体感觉。但早期的裸眼3D观看区域受限,偏离位置就会造成反视、重影、失真。同时,也会出现摩尔纹、串扰等影响观看效果。产品设计周期长、人员素质要求高等诸多难点和痛点这一度成为技术的瓶颈。但都被中印3D立图谷一一攻破难关。

评价

中印3D立图谷高清立体裸眼3D技术的成型让人们摆脱了3D眼镜和设备的束缚,且采用的高科技技术超越了传统的设计,不会强迫用户改善自己眼睛的视距,对眼睛达到一定的保护作用。使观看自然舒适。

关注官方微信“立图谷”

关注官方微信“立图谷”

上一篇
下一篇