淺析裸眼3D技術(shù)與應(yīng)用

尤文圣 農(nóng)旭安 陳佳夢(mèng)

廣東理工學(xué)院 廣東 肇慶 526000

1 裸眼3D技術(shù)

目前的裸眼3D技術(shù)主要有：光屏障技術(shù)、柱狀透鏡、指向光源。

光屏障技術(shù)也叫視差障柵技術(shù)或者是視差屏障技術(shù)，這一技術(shù)是來(lái)源于歐洲實(shí)驗(yàn)室的研究試驗(yàn)結(jié)果，工程師花費(fèi)了十多年的時(shí)間完成這一項(xiàng)目，光屏障3D技術(shù)是充分使用了LCD的液晶面板發(fā)光元件、偏振膜和高分子的液晶層組成。這是依靠著左眼所看到的圖像呈現(xiàn)投影在液晶屏上，不透明的特殊條紋會(huì)遮擋住右眼視線，而右眼也是像左眼的操作相同，左右兩眼的圖像就可以分開(kāi)，利用這一點(diǎn)觀賞者就可以看到3D效果。光屏技術(shù)有一大優(yōu)點(diǎn)就是成本，這一技術(shù)可以與LCD互相兼容，不需要新型顯示器作為輔助，大大降低了成本。但在畫(huà)面顯示方面亮度就會(huì)有較大問(wèn)題，屏幕的亮度較低，畫(huà)面的分辨率會(huì)隨著顯示器播放影像的增加而會(huì)反比例地降低效果[1]。

柱狀透鏡技術(shù)是以LCD為平面使用，柱狀透鏡在焦平面上，每一個(gè)鏡片顯現(xiàn)的圖像都會(huì)分為若干個(gè)子像素，透鏡會(huì)向不同的方向方位發(fā)射不相同的子像素。當(dāng)觀賞者開(kāi)始觀看特定的屏幕時(shí)候，就可以觀賞到不同子像素會(huì)疊加變成不相同的映像。這是因?yàn)槲覀兊碾p眼是從不相同的角度來(lái)進(jìn)行觀賞，充分利用了柱透鏡能把雙眼的子像素的光再以不同角度分別折射回我們的雙眼，角度的不同，所呈現(xiàn)的圖像也會(huì)隨之改變。和上述的光屏障技術(shù)相比，柱狀透鏡技術(shù)解決了光屏障技術(shù)亮度方面的缺陷，該技術(shù)的發(fā)展可以極大地滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求，解決了3D視頻亮度不穩(wěn)定的問(wèn)題。但光屏障技術(shù)和柱狀透鏡技術(shù)有所不同，而且柱狀透鏡的顯示子像素的部分比較復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)支出也會(huì)隨之增大，因此目前觀眾難以觀賞到該技術(shù)的3D效果[2]。

指向光源技術(shù)相對(duì)于前兩種的3D技術(shù)，分辨率更高，透光率更好。相較于前面兩者的3D技術(shù)效果，指向光源的優(yōu)勢(shì)更為顯著，同時(shí)指向光源技術(shù)對(duì)于實(shí)際結(jié)構(gòu)也有非常好的兼?zhèn)湫?，不過(guò)該技術(shù)處于開(kāi)發(fā)初期，指向光源技術(shù)對(duì)于現(xiàn)在而言還不夠成熟，還有非常大的發(fā)展空間。眼前以現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域進(jìn)展來(lái)看，當(dāng)局的發(fā)展重心在于裸眼3D技術(shù)和加強(qiáng)現(xiàn)實(shí)效果與虛擬現(xiàn)實(shí)的運(yùn)用上還是有很大距離。據(jù)了解，該技術(shù)的最大缺陷是視角受到限制，以“多視點(diǎn)”為例，現(xiàn)在人們致力于開(kāi)拓“多視點(diǎn)”，目的是為了讓使用者在任何位置任何角度都可以看到顯示器的3D效果，但以目前的科學(xué)技術(shù)來(lái)看就難以實(shí)現(xiàn)[3]。

2 裸眼3D在屏幕中的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，裸眼3D技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于許多大城市，如成都太古里的裸眼3D屏，分辨率為8K，總面積為888平方米的裸眼3D巨幕450平方米，宇宙飛船在人們的頭頂上盤(pán)旋。這是通過(guò)先進(jìn)的裸眼3D技術(shù)呈現(xiàn)給人們。在上海一家大型的商場(chǎng)一個(gè)超大型隱藏觸摸一體交互屏，充分利用了裸眼3D三維立體效果，民眾可以更直接地體驗(yàn)，更快速地了解到裸眼3D領(lǐng)域，能讓屏幕中的事物跟現(xiàn)實(shí)相互融合，虛構(gòu)與現(xiàn)實(shí)在眼中相互結(jié)合給群眾帶來(lái)了更震撼更逼真的視覺(jué)沖擊，引起觀眾的注意力，使廣大觀眾產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心。在體驗(yàn)過(guò)程中，趣味性能夠讓觀眾參與進(jìn)該活動(dòng)中，提高了觀眾的參與性，能夠建立一個(gè)與消費(fèi)者相互交流的良好體驗(yàn)。通過(guò)裸眼3D在屏幕中的應(yīng)用使人們體驗(yàn)在互聯(lián)網(wǎng)的世界，更好地學(xué)習(xí)了解屏幕后面的世界。簡(jiǎn)而言之，在商業(yè)模式下安裝裸眼3D屏幕技術(shù)可以促使看似只能在屏幕里面的事物呈現(xiàn)在眼前，增強(qiáng)了人們對(duì)事物的了解，并且可以使人們欣賞虛擬現(xiàn)實(shí)和現(xiàn)實(shí)的深刻含義[4]。

3 裸眼3D技術(shù)在醫(yī)療上的應(yīng)用

早在2008年廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院手術(shù)室就已經(jīng)運(yùn)用裸眼3D技術(shù)做腹腔手術(shù)，裸眼3D技術(shù)擁有很好的立體感和縱深感，讓解剖圖像更加清晰更加精準(zhǔn)地輔助醫(yī)療人員做好每一臺(tái)手術(shù)，也避免了因手術(shù)時(shí)光線亮度對(duì)病人視力的損傷，獲得廣泛的好評(píng)。2015年，醫(yī)院更是利用裸眼3D技術(shù)完成2例肺葉切除技術(shù)，成功開(kāi)展全球最早用裸眼3D技術(shù)切除肺葉手術(shù)。這說(shuō)明了裸眼3D技術(shù)的可行性，比如對(duì)于外科手術(shù)食管癌主要的治療方法逐漸發(fā)展，裸眼3D技術(shù)也融入了食管癌的治療。裸眼3D技術(shù)的不斷成熟為醫(yī)療水平的提升帶來(lái)了巨大的貢獻(xiàn)，成功促進(jìn)了醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展。這幾年以來(lái)裸眼3D技術(shù)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、深度信息等準(zhǔn)確性，無(wú)須特制眼鏡便可以獲取到立體效果，將裸眼3D技術(shù)與醫(yī)療外科顯微技術(shù)融合，極大提高了手術(shù)的精確性和效率[5]。

4 裸眼3D技術(shù)在室內(nèi)裝潢中的應(yīng)用

在建筑室內(nèi)裝潢注入裸眼3D技術(shù)，通過(guò)立體成像展示給觀眾，這一個(gè)過(guò)程可以充分調(diào)動(dòng)觀眾的積極性和熱情度，展現(xiàn)的信息更加準(zhǔn)確、高效、清晰，讓觀眾更好地獲取信息，打破了原有展示效果，不再需要整體硬裝的工作時(shí)間，大大節(jié)省了工程量，減少材料的使用，更加環(huán)保，也使室內(nèi)空間的格局更容易變動(dòng)。裸眼3D技術(shù)的加入，可以更好地凸出主題，讓觀眾和顧主的購(gòu)買(mǎi)欲加倍。裸眼3D技術(shù)的發(fā)展會(huì)給設(shè)計(jì)領(lǐng)域迎來(lái)越來(lái)越多豐碩的手段，更為多樣化的形式，更加生動(dòng)的成果，更為深切的興趣[6]。

5 結(jié)束語(yǔ)

裸眼3D技術(shù)在許多的領(lǐng)域都有著不可忽視的發(fā)展?jié)摿?。但現(xiàn)時(shí)裸眼3D技術(shù)來(lái)還是有非常大的進(jìn)步空間，裸眼3D技術(shù)需要跟上時(shí)代的步伐，不斷追求創(chuàng)新和完善，將來(lái)的裸眼3D技術(shù)完全可以成為科技信息領(lǐng)域的一大主流產(chǎn)品。