想象一下，一隻巨大的熊貓正從路邊的大屏幕中向你爬過來！雖然摸不到實實在在的巨型“滾滾”，但仿佛就在眼前的立體大熊貓仍然吸引了每一個在成都街頭經過的行人。

沒錯，和僅限于平面的普通大屏幕不同，成都街頭的這塊大屏幕使用的正是裸眼3D技術。

成都街頭的裸眼3D大熊貓 | 來源：網絡

近年來，3D技術的發展讓人們的生活更加豐富多彩，3D電影得到了人們的普遍喜愛。随着3D裸眼技術興起，3D技術水平又将邁入一個新的台階。

東京街頭的巨型裸眼3D貓咪 | 來源：網絡

當前，市面上充斥着各種各樣的3D技術，例如3D電影、遊戲機3DS的“裸眼3D”、廣場大屏的裸眼3D、3D立體電視等。3D技術來到了一個超高速的發展階段。

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3D電影

自電影誕生至今，已經經過了漫長的發展曆史，但在絕大部分時間裡，電影的表現形式都僅限于“平面”。

而随着技術的發展，在上個世紀末，3D電影逐漸成為電影市場的主流，2009年，詹姆斯·卡梅隆執導的電影《阿凡達》一經上映，就引起了轟動效應，得到了全世界的好評。

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相對于傳統電影而言，3D電影最大的優勢就是它有很強的立體感，這是因為3D電影在拍攝的時候是兩台攝像機同時拍攝，放映的時候也是兩台放映機同步放映。

這是根據人的眼睛設計的，人的兩隻眼睛在不同的位置，瞳孔的距離相差六七厘米左右，當人觀察一個物體時，兩隻眼睛觀察到的圖像是不同的，中間存在着一個距離的差度，稱為“雙目視差”。

大腦會根據雙目視差來感受物體到眼睛的距離，而3D的兩台攝像機、兩台放映機就是利用的這個原理，模仿人的眼睛來工作，這樣就會呈現出一種立體的感覺來。

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3DS遊戲機

3DS是一款很受歡迎的掌上遊戲機。它的一個重大突破是它與傳統遊戲機不同，是一種無須借助眼鏡，靠裸眼就能看到3D圖像效果的遊戲機，同時也可以自主調節圖像深度或者關閉3D，形成傳統的遊戲效果。

制造這款遊戲機的公司将電影搬到了平台上，外面蓋上一對鏡頭，讓人可以捕捉3D影像，還可以把虛拟的物體放在真實的圖像上，從而創造具有擴展性的現實遊戲，打破了傳統遊戲的局限性。

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裸眼3D電影

随着3D電影的發展，3D眼鏡在電視領域也得到了大規模應用。而3D裸眼的出現，使電視也産生了裸眼3D的效果，裸眼3D電視運用視差屏障、柱狀透鏡、指向光源、多層顯示等技術，其中，視差屏障和柱狀透鏡在多個領域被廣泛運用。

視差屏障是在屏幕表面加一條夾縫光栅，使光源被遮蔽，并控制不同圖像光線的走向，使光從兩個側面透過來，還原了人的眼睛的視差感，左右眼接收到不同的光，形成3D立體效果。

柱狀透鏡是在屏幕表面加一個柱狀透鏡光栅，通過不同方向折射不同圖像像素發出的光線，來使左右眼分别接收到不同的圖像，出現視差，産生立體感。

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裸眼3D技術

從技術上講，3D技術可以分為光屏障式3D技術、柱狀透鏡3D技術和方向性背光3D技術三個類别。

光屏障式3D技術就是運用液晶屏障來進行阻光，當顯示立體圖像時，液晶屏上會分别顯示出左眼和右眼的圖像，屏障會遮住左眼或右眼，将左右眼的畫面分開，形成立體顯示畫面。

光屏障式3D技術也有一定的局限性，就是在采用這種技術實現裸眼畫面時，畫面的分辨率和亮度會降低，畫面會變得有點糊，清晰度上不能達到高清。

随着3D技術的成熟發展，這種缺陷也在日益克服中，相信很快就會見到高清的光屏障式裸眼3D。

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柱狀透鏡3D技術是把一個柱狀透鏡加在液晶屏前面，圖像中的像素點也就被分成左右子像素進入左右眼，然後形成清晰的3D圖像。

與光屏障式3D技術相比，柱狀透鏡3D技術的亮度較高，可以滿足觀衆的視覺感受，但清晰度依舊有些欠缺，另外，柱狀透鏡造價高、成本高，不便于推廣。

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方向性背光3D技術采用左右兩塊背光源，兩塊背光源在顯示3D圖像時被交替點亮，可以控制背光的照射方向，也由此得名方向性背光3D技術。

光源點亮後，入射光線的角度不同，顯示左眼時，光闆反射的是左組背光源的背光，當背光折射後，圖像會進入觀衆的左眼，此時右眼就無法看到圖像；同理，在顯示右眼時，左眼也會無法看到圖像。

顯示屏顯示的左右眼圖像交替進入大腦，形成3D立體圖像。方向性背光3D技術的優點在于它彌補了屏障式3D技術和柱狀透鏡3D技術的分辨率不足的缺陷，可以有足夠高的亮度和足夠清晰的圖像呈現在觀衆的面前。

來源：百度

總之，3D裸眼技術是利用人眼視差的特性，擺脫3D眼鏡，形成3D立體的效果。

3D裸眼技術還在進步，向着更豐富、更逼真的方向前進。通過科研人員們的不斷努力，3D裸眼技術有着更好的發展前景，在未來會有更多的渠道運用到這項技術，也會與更多技術融合，形成更加寬廣的應用領域。3D裸眼技術，未來可期！

審核專家：高輝

中國科學院大學光學工程博士

來源：街頭出現大熊貓？不用眼鏡就能看的3D畫面是什麼原理？

來源：數字北京科學中心

編輯：Eric

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