对3D的认识和感受

高压环网柜

　　视听领域，3D已成为一种时尚

　　如果说2011年底以前大多数人还不知道3D为何物，那么从2012年元旦前几天央视试运行3D频道开始，至少在京城及几个相关城市中已很少有人没听过3D这个名词了。何为3D?简单来说就是三维的、长宽高立体的。据笔者所知，视听界近些年来被冠以3D名称的有三种技术，一是3D动画，是相对于平面动画而言的带有三维立体感的卡通片；二是3D声音，是指在双声道基础上发展的带有环绕声效果的声音；三即是现在炙手可热的3D影视显示技术。本文所说的3D,自然是第三种。

投影演示中的3D电影《阿凡达》

　　早在上世纪，3D技术的发展就已经取得了一定成果，但是由于播放设备、传输与存储设备还不够发达，没能广泛应用（约在半个世纪前，国产立体电影《魔术师的奇遇》就已进入电影院，依稀记得稍后还有一部国产立体电影，片名好像是《杂技的春天》）。直到近几年，3D影像的制作与播放才有了重大进步，特别是各类显示设备的性能已经越来越强大。目前所出现的3D图像处理和播放技术非常多，其中3D信号接入与处理技术有左右并列、左右压缩并列、上下并列、上下压缩并列、帧/场交错、行交错、图像交错和左眼图像加深度等。由于这些技术主要体现在3D片源制作、处理、传输上，因而对于观者（3D产品消费者）来说不必做过于深入的了解。

　　另外，信号的显示播放方式也有多种，其中有些因涉及到观看使用者对产品的选择，因而对3D影视感兴趣、特别是准备购入3D设备者来说，就应该有一定甚至尽可能多地了解和掌握有关的知识。具体细分主要有5种：

　　1、Anaglyph补色式俗称红蓝式。使用由互为补色的红/蓝或红/绿滤光片装配而成的3D眼镜进行画面滤光，两种颜色分别代表左、右眼观看的图像，观看时每只眼镜会滤掉与镜片相同的颜色而只看到另一种颜色的内容，这样稍有不同的左右视图在眼睛视网膜上的叠加就能使大脑产生立体视感。

　　2、Passive Polarization偏光式或称偏振式。在投影设备中，通常要借助一台具有双输出接口显卡的电脑，将3D信号同时输出到两台性能参数完全相同的投影机中，同时借助设置于两台投影机镜头前方的互成90度的偏振镜片，对投射图像进行水平方向和垂直方向的滤光，以实现左右两幅图像的分离。涂有矽晶体偏光膜层的3D偏光眼镜能让观者的左右眼分别看到与各自相对应的水平和垂直方向上的两幅图像，两幅图像的画面叠加使人的大脑有了立体显示效果的体验。对于平板电视机以及电脑显示器，是在屏幕上附上一层偏振膜，播放经过对双画面做合成一体处理的3D图像，观者戴上偏光眼镜就可获得立体影像。

　　3、Active Shutter快门式或称时分式。该成像方案的实现需具备三个要素，一是显示设备画面的刷新率要达到120次/秒，再是需配备一台红外信号发射器外置或整合在显示设备中，三是需要佩戴能够接收红外信号的3D立体眼镜。播放3D片源时，图像会以帧顺序格式实现左右帧图像画面的交替，并由红外发射器将帧信号传输出去，接收到信号的3D眼镜镜片会以与显示设备刷新率同步的方式左右交替打开与关闭，在交变瞬间，所显示的图像就在人的大脑中形成立体感。

　　4、裸眼式。顾名思义，这是不用佩戴眼镜就能观看3D影像的方案。具体来说裸眼式3D又基本分为Barrier光屏障式、Lenticular Lens柱状透镜技术和Directional Backlight指向光源三种。光屏障式或称视差屏障式原理和偏光式类似，实现方法是使用开关液晶屏、偏振膜和高分子液晶层，制造出一系列方向为90°的垂直条纹，通过的光就形成了垂直的细条栅模，称之为视差障壁。该技术正是利用了安置在背光模块和LCD面板间的视差障壁，在立体显示模式下，使观者看到3D影像。柱状透镜技术或称微柱透镜3D技术原理是在液晶显示屏前面加上一层柱状透镜，使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上，在每个柱透镜下面的图像像素被分成几个子像素，透镜能以不同的方向投射每个子像素，使处在不同角度的双眼看到立体画面。指向光源技术是搭配两组LED,配合快速反应的LCD面板和驱动方法，让3D内容以排序方式进入观看者的左右眼互换影像产生视差，从而感受到3D效果。

松下65寸等离子演示体育比赛3D画面

　　激烈竞争，观赏3D你选谁

　　目前在市场上成为主流产品的只有偏光式和快门式。偏光式和快门式也形成了当今竞争日趋激烈、主导和影响市场走向的两种3D显示技术。以往的同类产品采用两种实现方式在技术竞争后的结果不尽相同，可能是两者握手言和而和平共处，也可能是一种做大而另一种被挤出市场。从偏光式和快门式两种技术产品的特点来看，窃以为不会出现一种吃掉另一种的情况，而会在一段比较长的时期内并存下去，很可能同时消亡，被裸眼3D所取代，理由是它们确实各自都有明显的优势，但也都有比较明显的不足，基本上是各自的优点和缺点，正是对方的缺点和优点。当然这是站在利益相关之外的旁观者的角度来看，而作为当事者的厂商来说，多有明确的甚至是极端的树己排它性，且有火药味越来越浓的趋势。

个人袖珍3D影院

　　支持快门式的观点认为：由技术原理所决定，快门式每一帧画面都能完整地通过3D眼镜，能够保持画面的原始分辨率，让消费者看到真正的1080p全高清3D图像效果，而且不会导致3D图像的亮度降低。现在快门式3D电视的屏幕刷新率都达到了240Hz,这意味着左右眼均能够接收到速度达到120Hz以上的图像，因此完全可以让用户体验到连续的、不闪烁的3D图像。此外，由于采用了左右眼成像分离的方式，快门式3D技术提供了更为宽广的可视角度，在明亮环境下有很好的对比度且无重影，从而大幅提升了3D观看体验。反观偏光式3D,由于技术本身的特点限制，使得用户看到的图像在垂直分辨率上只有原始图像的一半（540线），这样就大大降低了图像的亮度和清晰度，大大削弱了3D观看的乐趣，且屏幕偏光膜容易坏掉。

　　支持偏光式的观点认为：由技术原理所决定，偏光式观看3D影像完全无闪烁，而快门式使用左右两侧高速轮流开关的眼镜，造成闪烁现象比较严重，长时间观看会诱发头疼、眩晕以及视觉疲劳。偏光式眼镜始终敞开，透光量足，而快门式眼镜透光性差且各有一半时间是在关闭状态，因此影像明显偏暗。偏光眼镜既轻便又售价低廉，因此既佩戴舒适又为所有人都消费得起（价格仅是快门式眼镜的十分之一）。另外，认为被说成分辨率减半是错误的，由于左右眼同时各读出540线，影像在大脑重合后被认知的仍然是1080线全高清，这已被一些权威机关（例如lntertek和中国第3研究所）所（而快门式在任一时间内也只有一只眼睛获得1080线画面，因此两者实际上是相同的）。从上述内容可看出，在市场价位上，快门式产品比偏光式要高些，这是双方都不否认的客观事实。而在其它方面则基本上各执一词。我以为，亮度、对比度、可视角度等各自究竟如何，消费者不必搞清什么理论也不必拘泥于什么参数，而以自己的实际观感衡量做结论即可。至于双方攻击对方的致命伤，主要方面是：快门式认为自己是全高清而偏光式使分辨率减半；偏光式认为自己的画面无闪烁而快门式影像的闪烁会让观看者头晕。而实际究属如何？以本人的切身体验感受来说，觉得双方都有些炫耀自己贬低对方的片面、偏激之嫌。想拥有3D但对显示和观看方式不挑剔者，我以为随便购买哪一类都没问题。

3D-TV1

　　直面感受，3D真的值得拥有

　　前段时间，在"2011中国影音集成科技展"上，看了高清投影的3D电影《阿凡达》和松下65英寸高端等离子播放的3D体育比赛；后来，在苏宁电器分别观看了快门式和偏光式3D影像，两台显示设备都是55英寸LED电视机，前者是索尼仅次于旗舰的高端机KDL-55HX820,后者是LG中高端机55LW6500.再后来，又感受了一些其它品牌的3D电视机（包括长虹等离子）。自己在一时不能对寒舍投影机和电视机进行升级的前提下，购买了AOC（冠捷）23英寸偏光式3D显示器e2352Pz,搭配HTPC等设备观看3D影视节目。

选择不同的信号接入处理方式

3D转2D画面效果

3D直拍画面效果

　　通过观看几种形式的3D影像，我的综合感受是：

　　1、两种技术攻击对方的致命缺陷其实都不存在明显障碍，快门式荧屏和眼镜虽然实际上是在频繁极快地开关闭合状态中，但新机型特别是中高端机型，让观者完全感受不到屏幕在闪烁。偏光式是不是真的分辨率减半，我自然没有资格定论，只觉得清晰度改变不明显，至少与几种常规的物理分辨率没有对应者。我想即使垂直分辨率减半，也不是通常意义上的540线，因为即使是1080垂直分辨率减半，其1920水平分辨率并没有改变。但有一点是事实：观看偏光式3D细看时有很细的横纹，而在快门式上就没有这种感觉。至于说偏光式观看2D影像也是分辨率减半肯定是不存在的，因为在偏光显示设备上观看普通高清影视节目与在其它高清显示设备上观看没有可感知的区别。

　　2、无论投影、电视还是电脑显示器，也无论快门式还是偏光式，亮度、对比度虽各有差异，但都在可接受范围内，没有明显的缺失和不舒适感。需小作说明的是看3D投影时，在幕布增益和投影机亮度上至少有一个要有高些的参数，否则就可能显得过暗。而液晶、等离子电视和电脑显示器，由于自身亮度高因此完全不会有问题。至于可视角度，确实有一定的限制，但观者仍有一定的活动空间，亦在可接受范围内。

　　3、在观看3D时，无论是快门式还是偏光式，都有偶尔出现瞬间感觉眼晕的情况，这其实不是荧屏画面有什么闪烁或不稳定，而是在画面物体做远近移动时，双眼要随之变换焦距出现的情况，画面物体渐变或不是高速移动时双眼会自然去适应，骤变或快速移动就有可能造成眼睛一时反应不过来而不适应，产生瞬间眼晕。有时也是距离、角度不当或刚开始看没有完全适应所致。

　　4、3D效果的好与差，除了技术方式、设备档次以外，片源的制作质量所起的作用举足轻重。制作档次好的3D节目，效果之好超出我过去的想象，立体感真实自然，已不是简单地分成几层，而是如实物一般构成细腻的三维立体影像，眼睛和身心都比较舒适放松，让人觉得观看3D真是一种奇妙的享受，不觉得乏味而总有观赏的冲动（反之有些节目只觉得是分成前后几层，虽有景深但人物、景物仍有些像画片）。

　　5、现在很多3D播放设备和显示设备都具有2D转3D功能，经对普通影视节目转3D后，效果比我事先的想象更好些，能有不错的立体效果，但这种影像与原始3D影像比，两者还是不在一个档次上，经较长时间的观看，我以为两者突出的区别是：以屏幕表面为界线，2D转3D影像虽可呈现不错的立体感，背景有一定的景深，但都显示在屏幕里面，有时画面不自然，甚至立体感与真实景物不相符，而真正的原始3D影像立体感很真实，且大多在观者的视觉上是既有深入屏幕以内的，也有凸出屏幕以外的，其逼真程度让人不由得想用手去抓住。

　　6、影视节目配有字幕有助于观者了解剧情，特别是外国电影及其它外语发音节目配中文字幕是必要的甚至是必须的，但对于欣赏3D却有负面影响，因为字幕多是定位于屏幕表面，当画面景物也在屏幕表面或深入屏幕内，字幕与画面的显示关系是"合理的";而当人物和景物凸出屏幕时，两者的显示关系就"不合理"了，因为实际画面都是字幕附在影像上，但由视差错觉形成的3D立体影像在观者的视觉上凸出屏幕时，与字幕重合的部分本来是实体但却变成了透明状。

　　7、快门式和偏光式3D技术之所以都有很强大的阵营在支持，各自也都有很多的拥趸者，本身就说明了这两种技术产品都有存在的理由和价值，双方对对方的否定性评价或许都有过于夸大的成分。两者都有存在和发展的充裕空间，而不会出现一方挤掉另一方独霸市场的情况。在如何选择上，我以为高端选快门，低端选偏光，中端两者皆可。

索尼快门式眼镜

AOC偏光眼镜（右为可在近视、散光、花镜上附加镜片）

　　建议还未拥有3D设备的各位视听爱好者：科学技术的发展无止境，而人生的享乐时间有限度。虽然未来的3D肯定比现在更好看，但一味等待却失去了眼前的享受是遗憾。何况现在的3D产品已有相当的成熟度，效果真的值得去体验。

　　我国3D频道已开始正式上线试运行。为保障节目源，国家广电总局要求中央电视台牵头，联合北京电视台、上海电视台、天津电视台、深圳电视台、江苏电视台等共6家单位做3D频道。而3D信号将采用卫星覆盖、有线接收的形式，虽然目前3D电视标准不统一，但只要央视发出的信号是统一的，无论是快门式还是偏光式3D电视都可以收看3D节目。前期推广试运行期间暂不收费。当然内容还不够丰富，有些3D画面制作也有偏差，其中相当一部分片源例如综艺、戏曲类节目应该是2D转3D的。或许会把很多好片源放到收费后播出，但本人怀疑若真的收费会有几个人去花钱买，因为追求3D者有很多的片源获取渠道，不追求者则不会去花那个钱。先前北京歌华的很多频道都曾定为付费频道，根本就没有收费，因为非付费频道都多得看不过来。

　　个体差异，对3D产品相关问题的再认识

　　2D转3D也是一种越来越时尚、会在各种相关设备中被重复设置的功能。现在的电视机、蓝光机、硬盘高播机、投影机等很多设备都有2D转3D功能，且在宣传时千篇一律地说"有效解决了目前3D片源稀少的问题，拓展了3D设备的使用空间".对此我以为3D产品消费、使用者应该明确知道，除了前述2D转3D的效果永远也无法同真正的原始3D片源效果相媲美以外（即使是处理颇有质量的2D转3D画面，有些也显得失真，前后的层次与真实物体并不吻合，或许是颜色与明暗度让2D转3D处理软件产生错觉），不同的设备在2D转3D效果上又有很大不同，比如本文前边提到的AOC 3D播放软件，在2D转3D效果上超出我事先的想象，确实有一定的纵深和层次感；我看过某3D电视机2D转3D,可以说稍有一点立体感但效果极不明显；某3D高播机在2D转3D时，不戴眼镜看也是双影重叠画面，戴上3D眼镜后看，仍然是纯粹的普通2D效果，完全没有3D的体现，这在实际上就是一种伪功能。综合来说，以目前的2D转3D处理技术所能达到的效果，以为偶尔看看这类画面（指其中效果好的）尚不失为一种新奇，但长时间观看（例如观看整部故事片）没多大意义。另一方面，原始真3D片源的种类和数量现在增加得比较快，得到的方式也很多，甚至可能终会有一天，所有的电影和各类视频节目都会以3D方式进行拍摄，那时看3D和今天看2D一样只是文化娱乐当中一件习以为常的事，如此说来3D的前景可谓一派光明。