淺談3D電視立體成像原理

我們的兩只眼睛相距6-7厘米左右兩只眼睛看物體時是從不同角度看到的兩個稍有差別的圖象，大腦將這兩個具有視察的圖象合成后形成立體的感覺，立體圖像通俗的講就是利用人們兩眼視覺差別和光學折射原理在一個平面內使人們可直接看到一幅三維立體圖，畫中事物既可以凸出于畫面之外，也可以深藏其中。但我們平常見到的平面圖，由于進入眼睛的是一幅角度完全相同的圖象，所以視覺和大腦無法提取畫面上物體真實意義上的空間立體感，不能體現其三維關系。而立體影像與平面圖像有著本質的區別，平面圖像反映了物體上下、左右二維關系，人們看到的平面圖也有立體感。這主要是運用光影、虛實、明暗對比來體現的，而真正的立體畫是模擬人眼看世界的原理，利用光學折射制作出來，它可以使眼睛感觀上看到物體的上下、左右、前后三維關系。是真正視覺意義上的立體畫。

最初要想制作出一幅完美的立體圖方法是：用多鏡頭相機或單鏡頭相機加滑軌依次拍照出近似的多幅圖象，再進行圖象合成沖印和光柵處理，沖印裝裱即成。這種方法制作工藝復雜，制作的圖片價格昂貴，因此不易推廣。目前，人們利用先進的數碼合成技術制作立體圖像，只需選擇清晰的照片或底片將其掃描到電腦里，直接在電腦里利用專業的制圖軟件進行配圖和數字處理，用高精度彩噴機打印出來，再用冷裱機裝裱即可。

色差式3D 歷史悠久缺點最多

首先我們看看最早出現的也是最容易實現的一種3D立體成像技術：色差式3D成像技術。

從技術層面上看色差式3D立體成像是比較簡單的一種方法，這種3D成像只需要通過一副簡單的紅藍(或者紅綠)眼鏡就可實現，硬件成本不過幾元錢。顯示設備方面也無需額外的升級，現有的任何顯示設備都可以直接顯示。

色差式3D立體成像技術的原理是將兩張不同視角上拍攝的影像分別以兩種不同的顏色印制在同一副畫面中，如果不戴眼鏡，我們只能看到色彩重合的模糊圖像。但是戴上眼鏡后，左右眼不同顏色的鏡片分別過濾了對應的色彩，只有紅色的影像通過紅色鏡片藍色通過藍色鏡片，最終兩只眼睛看到的不同影像在人腦中重疊產生了立體效果。

色差式3D立體成像原理簡單，能達到的3D景深效果也還算不錯。不過由于采用的色度分離方式會給觀看者帶來比較嚴重的視覺障礙，舒適感始終不能讓人滿意，同時畫面的色彩還原效果也一直在較低的水準徘徊，這就導致了它很難成為3D立體顯示技術中的主流。

偏光式3D 影院主流家庭不易實現

在3D電視大量出現之前，3D影院其實已經進入我們的生活很長一段時間。而在3D影院之中最為常見的，就是偏光式3D技術。

偏光式3D技術主要利用偏振光分離技術實現3D立體成像。觀看者通過佩戴偏振眼鏡，左右眼鏡片就分別過濾掉不同偏振方向的光線，從而實現了左右眼畫面的分離。

影院方面在具體實施的時候主要有兩種方式：雙機3D和單機3D。雙機3D多用在IMAX 3D影院中，通過使用兩臺投影機，分別透射偏振方向不一樣的左右眼畫面。單機3D相對簡單，主要通過但抬頭迎和快速切換的偏振器來分別高速切換左右眼畫面，最終再通過偏振眼鏡進行左右眼畫面的分離。

偏光式3D系統的成本不高，3D眼鏡也很容易制作購買，但是也存在一定局限性，特別是對于家庭用戶來說，如果依賴偏光式3D電視，就不得不面臨分辨率損失的問題，例如要實現全高清3D畫面，電視機的物理分辨率就要達到2倍全高清，否則以現有的HD平板電視來制作3D系統，分辨率只能在標清規格中徘徊。

由于色差式3D和偏光式3D存在著較為明顯的不足，因此對于家庭用戶來說，主動快門式3D成像技術就走上了臺前。

主動快門3D 優勢相對明顯

快門式3D技術的原理并不復雜，就是通過快門式的3D眼鏡輪流開關切換，分別控制進入左右眼的畫面，從而在觀看者的大腦中形成3D立體感。

快門式3D方案的關鍵在于信號源和顯示設備部分。首先信號源需要具有比2D畫面多一倍的幀數(左右眼各一幀)，其次顯示設備需要具有高速畫面刷新能力，例如一個720/50P的3D信號，在2D時代只需要電視機具有每秒50HZ的畫面刷新率即可，但是在3D信號下，就需要具有100HZ的畫面刷新率。

目前主流3D電視廠家都采用了這種方案。這種方案之所以倍受青睞，主要是因為可以保持FULL HD的分辨率不變;其次現在的平板電視畫面刷新率早就達到了200Hz甚至400Hz的級別，即使對付1080/60P的3D信號，也綽綽有余。

快門式3D方案具有很好的清晰度指標，加上電視大都具備高速刷新能力，實際上消費者每側眼鏡看到的3D畫面，刷新率也要高于60Hz，這就意味著不會產生明顯的閃爍感。因此這種方案目前得到了最為廣泛的應用。

不過這種方式也有缺點，就是3D眼鏡的造價比較高。由于鏡片需要輪流開關來分離左右眼的畫面，因此眼鏡還需要提供電源，對于人數比較多的家庭，購買3D眼鏡也是一筆不小的支出。