3D 顯示對于大多數人來說其實并不陌生。相信很多人都看過3D電影，只要戴上一副特制的眼鏡，我們就能進入到仿佛真實的電影3D世界中——看到立體逼真的恐龍、具有震撼力的火山噴發(fā)場面，以及那些觸手可及的ET外星人。這一切都那么有棱有角、有血有肉，真實得讓人不敢相信自己的眼睛，這就是過去十年來借助立體眼鏡實現的3D顯示技術。隨著顯示技術的發(fā)展，讓大家擺脫立體眼鏡的束縛，自由自在通過裸眼觀看3D視頻的新想法在源源不斷被嘗試，這一領域也成為技術發(fā)展最為迅速的熱點之一。

千百年來，人類一直在思考如何能夠使自己變得更加快樂。顯然在解決溫飽問題以后，視覺、聽覺、觸覺、嗅覺的愉悅體驗成為人們追逐的目標。隨著音視頻技術的發(fā)展，視覺、聽覺的虛擬體驗逐漸走向深入。我們記載的美妙聲音逐漸從留聲機到磁帶機再到CD機，越來越清晰；我們聽到的聲音從單聲道到兩聲道再到杜比立體聲，越來越真實。與此同時，我們看到的畫面從黑白到彩色，從模擬到高清，從480i到1080p，清晰度不斷提升。人們依然沒有停止追逐終極體驗的步伐，不斷在實現一個夢想后向另一座高峰發(fā)起攀越的號角。在3D音效成為現實以后，3D顯示就成為后高清時代顯示領域的珠穆朗瑪，攀越它成為視頻顯示研究人員的新夢想。

3D顯示技術的發(fā)展歷程

其實人類追求3D顯示的歷史已經非常久遠。早在1838年，英國物理學家查爾斯·惠斯通(Charles Wheatstone)就構建了一種由棱鏡和鏡子組成的器材立體鏡(stereoscope)，使人可以從一對二維圖像中觀察到三維效果，首次發(fā)現了雙眼視差在立體知覺中的作用。

在不斷的摸索中，人們逐漸發(fā)現3D顯示的基礎原理并不復雜，它主要利用了人眼的視差原理，通過給觀看者左右兩眼分別送去不同的畫面，從而達到立體的視覺效果。通常來講，所有的立體顯示產品都要實現這樣一個過程：首先，要產生兩幅具有視差的畫面。這一點并不困難，對于真實的場景，可以用兩架照相機相距一定的距離同時拍攝即可得到具有視差的兩幅畫面；對于3D游戲，則可通過計算來得到具有視差的兩幅畫面。之后要在顯示器上顯示出來。這有兩種方式，一是在同一幀畫面上同時顯示這兩幅具有視差的畫面，二是用兩幀畫面一前一后顯示這兩幅具有視差的畫面。最后就是要通過各種方法讓左眼只看到左眼的畫面，右眼只看到右眼的畫面，這樣就可以在平面的顯示產品上顯示真實的立體效果。

根據這個原理，科學家們開發(fā)出了眼鏡式的3 D顯示技術，根據原理的不同，可以分為快門眼鏡(Shutter glasses) 、偏光眼鏡(Polarization glasses) 、紅綠眼鏡(Anaglyph) 、明暗眼鏡(Pulfricheffect) 和頭盔式顯示器(HMD) 五種。這些3D眼鏡顯示效果良好，但是由于需要眼鏡輔助給使用帶來了不便，從上世紀九十年代開始，人們逐漸轉入對裸眼3D技術的開發(fā)。

全新的3D顯示技術及產品

英國Reality Vision公司較早提出了HAD(Holographic Autostereoscopic Display，全息自動立體顯示)技術概念，是裸眼式3D技術的重要進步。HAD其實就是LCD顯示技術的簡單綜合，它將LCD顯示系統(tǒng)里的背景光源換成了HOE(Holographic Optical Element，全息光學單元)，這樣一來整個顯示系統(tǒng)被分割成了分別對應于每只眼睛的兩個相互平行的子系統(tǒng)，從而產生與立體電影相雷同的效果。不過這種顯示原理還是有一定的缺陷，那就是一旦用戶觀察的位置產生偏移，顯示效果就會模糊。因此，設計者又對其增加了一個同步系統(tǒng)：讓用戶配戴一個很小的位置跟蹤器，顯示器依據跟蹤器采集到的用戶位置變化信息實時地旋轉和調節(jié)好屏幕的最佳觀察位置。

位于新西蘭的DVI(Deep Video Imaging)公司也發(fā)展了同類技術MLD(Multi-Layer Display，多層顯示技術)，利用多層LCD 前后排列，分別顯示前景與后景，形成前后深度感。利用前后景的明暗差，配合景物相對關系的巧妙設計，避免重影的現象，不過當角度大時這種情況仍然難免。 DVI于2003年就展示了由其合作伙伴LG/Philips的LCD部門加工的38.1cm(15英寸)樣機，它可以提供兩種不同的分辨率：1024×768和1280×1024。按照廠商的說法，該類產品不僅可以讓顯示的畫面更生動，而且有助于緩解觀察者眼睛的疲勞。至于電腦顯示系統(tǒng)的配合問題，據說當前任何廠商生產的高性能視頻顯示卡都可以支持MLD產品。雖然該技術在設計和生產原理上看似是兩個LCD面板的拼合，不過其生產成本較高，經過多年仍未能最終實現市場化。

除了專業(yè)的3D顯示研究公司，3D立體顯示也已被各大電視廠商作為液晶后的最新研究方向。歐盟已投入700億用于3D立體顯示研究，主要由Philips 主導的ATTEST聯盟進行研發(fā)；日本則先后成立HODIC、TAO、3D Consortium 、及3D Business Promotion Consortium 等組織，以電視廠商為主，聯合200多家公司共同研發(fā)3D顯示；韓國則提出了“2010年3D視覺”政策，計劃到2010年實現大多數顯示產品和記錄設備與3D立體格式轉換。

在大廠的介入下，多年來裸眼式3D技術已經取得了很大的成果。日本夏普公司在2006年就推出3D手機、3D筆記本和3D液晶顯示器。美國 Provision公司在2月底舉行的“DigitalSignageExpo”展會上展示了一款無需特制眼鏡就可以看到在空間懸浮的立體影像的投射型 3D顯示屏。而蘋果公司的一項專利申請則更是引起全世界的關注，該公司表示已經開發(fā)出一種新型顯示系統(tǒng)，觀眾不需要配戴任何的頭載式輔助裝置，就能夠提供一種全像3D立體顯示與真實的觀賞體驗，顯然3D顯示市場上如果能夠出現一款像iPod一樣的產品還是十分讓人期待的。[!--empirenews.page--]

而一些電視生產大廠也繼續(xù)推出了改良后的3D顯示產品。在今年1月的CES大展上，三星展出了一款支持3D顯示的背投電視以及一款可以顯示3D圖像的等離子電視。而在2月底舉行的“DigitalSignageExpo”展會上，3D顯示則從以往的幾乎沒有變成了廠商的競相展出，其中飛利浦展示了20英寸、42英寸、以及9枚42英寸并排形成的相當于126英寸的3款3D顯示屏，而LG則展示了采用42英寸全高清液晶面板的3D顯示屏。雖然這些設備還需要外接眼鏡去實現3D顯示，但是我們已經可以看到國際大廠在逐漸重視3D顯示領域。

在國內，也有數十家公司在研究3D立體顯示技術，由于缺少電視廠商的支持，國內研究成果一直受到的關注不多。超多維科技公司是國內較早進行此方面研究和應用的公司，他們于2006年末推出了全球最大的63英寸3D液晶顯示器“HDB—63”，而由超多維科技研發(fā)的SuperD系列3D顯示器則采用“裸眼多視點”技術，通過在屏幕上提供9幅畫面來達到裸眼觀看的立體效果。SuperD系列對光線沒有要求，在自然光、日光，甚至燈光直射的情況下都可以觀看。更為有趣的是，畫面中的物體可以躍出屏幕，視覺縱深最大可達正負1.5米，技術與國際先進水平基本達到了一致。據了解超多維科技已開始準備3D顯示器的量產，將投資10億元在深圳成立6萬平方米的立體顯示生產研發(fā)基地。

另一個3D立體顯示技術廠商歐亞寶龍國際也率先將立體顯示器用于廣告領域，其立體廣告網絡已被部署在香港地鐵、國內機場、北京商場等場所。

由于今年來國際電視廠商紛紛推出自己的3D顯示設備，國內電視業(yè)界也開始逐步關注這個市場，TCL就于今年在北京新聞大廈展示了其3D高清液晶電視，這款 3D高清液晶電視是其和美國SPECTRONiQ公司共同研發(fā)的結晶。該產品形成3D影像的原理是：立體采用微相位補償片，將液晶屏發(fā)出的光轉換為左旋和右旋的圓偏振光發(fā)送，經過高精度作業(yè)粘粘在電視屏上的3D轉換膜，將左右眼圖像獨立送入人眼，從而形成立體圖像。人類是通過兩眼之間“視差 ”(Parallax)來產生立體感覺，由于兩眼觀看到場景輪廓不盡相同，看到的影像有細微差別，大腦根據這兩個場景進行綜合處理，產生出精確的3D立體圖像。TCL此款新品定位為消費電子領域，并計劃于2008年年底在北美和國內先后上市。

3D顯示產品的市場及發(fā)展制約因素

隨著各國大廠的關注和重點推廣，未來的3D顯示市場看好。據美國計算機協會圖形圖像分會年會報告的統(tǒng)計，3D顯示技術應用發(fā)展迅猛，從2004年的474 億美元到達2008年的889億美元，累計年增長率約為13％。專注于電子顯示器產業(yè)技術和市場研究的 iSuppli/StanfordResources公司發(fā)表報告稱，受個人市場推動，全球3D顯示器交貨量在2004年達290萬臺，并且未來幾年將以 18%的復合增長率增長。3D顯示技術在未來可廣泛應用于廣告?zhèn)髅?、會展、軍事模擬、醫(yī)療、博物館、形象展示等方面，前途不可限量。

但也應該看到，目前3D顯示產品的價格還偏高，進入家庭應用還需時日，例如飛利浦的20英寸立體電視售價為5000美元，42英寸高達1.3萬美元。超多維日前在國內展示的立體顯示器和立體電視目前處于定制階段，并未大量生產，市場售價從幾萬到十幾萬元不等。過高售價令3D立體顯示技術暫時只能應用軍事、科研和商用領域，難以打入民用市場。

健康和安全也是3D顯示技術急需攻克的難題。研究結果顯示，觀眾在觀看立體影像會使眼睛迅速地來回移動，易造成眼睛疲勞。

3D內容的匱乏也是制約3D顯示設備普及的重要因素。目前大多數電影和電視都是用2D制作的，3D的內容十分匱乏，不過這個現象將逐步得到改善，迪斯尼公司就宣稱未來4年內，將由旗下的迪斯尼動畫和Pixar動畫推出10部新的動畫影片，其中8部為立體3D格式，內容包括3D立體重制的《玩具總動員》、《汽車總動員》系列及兩部新的童話故事?！短┨鼓峥颂枴?Titanic)的導演詹姆斯·卡梅隆就也拍攝了備受矚目的3D科幻電影《神之化身》(Avatar)，并且他還表示未來在一些劇情片中都將嘗試運用3D技術拍攝。有了知名的影片公司和導演的支持，未來的3D顯示片源方面應該能夠得到一定的改善。

寫在最后

雖然3D顯示技術還存在一些急需解決的問題，但是從源源不斷推出的新品，我們可以看到實現顯示技術從2D到3D的超越已經越來越近，只要我們一同努力，跨越3D顯示的技術高峰，普及3D顯示之夢將決不遙遠。

作者：eefocus