導(dǎo)語(yǔ)：前不久出差在北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)三號(hào)航站樓偶然發(fā)現(xiàn)一款路虎汽車廣告，讓筆者為之一驚。為什么呢？因?yàn)榇藦V告牌并非我們通常見(jiàn)到的燈箱、液晶或LED顯示，而是立體的裸眼3D廣告牌。雖然裸眼3D在各類展會(huì)筆者已見(jiàn)過(guò)多次，并不覺(jué)新奇，但在公眾場(chǎng)合以大屏幕形式顯示還是頭一次看到?？磥?lái)裸眼3D已真切來(lái)到我們身邊。

對(duì)于立體3D，想必公眾并不陌生。自《阿凡達(dá)》給觀眾帶來(lái)了震撼3D體驗(yàn)之后，3D浪潮再次來(lái)襲。3D電影、3D游戲?qū)映霾桓F、3D內(nèi)容大量涌現(xiàn)、3D頻道正式開(kāi)通，3D投影機(jī)、3D電視、3D顯示器和3D筆記本等產(chǎn)品也快速進(jìn)入到了市場(chǎng)當(dāng)中，政府、機(jī)構(gòu)、廠商的共同推動(dòng)讓普通公眾在此次浪潮中切切實(shí)實(shí)感受到了2D與3D迥然不同的、噴屏而出的感覺(jué)，近幾年3D已超越高清、數(shù)字化成為市場(chǎng)最熱的科技變革。然而如今流行的3D立體顯示技術(shù)，雖然帶來(lái)的視覺(jué)沖擊讓人享受，但是需要專用眼鏡才能觀看的方式卻讓人感覺(jué)有些遺憾，這使得3D的應(yīng)用范圍以及使用舒適度都大打折扣。于是人們對(duì)3D立體顯示技術(shù)有了更高的期盼，希望能夠不帶眼鏡、自由觀看3D影像，這就是裸眼3D。

裸眼3D顯示技術(shù)一般被稱為“裸眼多視點(diǎn)”技術(shù)，也就是不通過(guò)任何工具就能讓左右兩只眼睛從顯示屏幕上看到兩幅具有視差的、有所區(qū)別的畫(huà)面，將它們反射到大腦，人就會(huì)產(chǎn)生立體感。它同樣利用了人眼的視差原理，通過(guò)給觀看者左右兩眼分別送去不同的畫(huà)面，達(dá)到立體的視覺(jué)效果。由于觀察者可以不佩戴眼鏡，因此這些技術(shù)非常適用于公共場(chǎng)所展示的大屏幕顯示器，便于多人觀賞。

裸眼3D目前存在多種技術(shù)解決方案，比較常見(jiàn)也相對(duì)成熟的有兩種，一種是視差障壁（Barrier）式，另一種是柱狀透鏡（Lenticular Lens）式。

視差障壁也被稱為視障式，其原理和偏振式3D較為類似，是由夏普歐洲實(shí)驗(yàn)室的工程師經(jīng)過(guò)十余年才研究成功。通過(guò)使用開(kāi)關(guān)液晶屏、偏振膜和高分子液晶層，利用液晶層和偏振膜制造出一系列方向?yàn)?0°的垂直條紋。這些條紋寬幾十微米，通過(guò)它們的光就形成了垂直的細(xì)條柵模式，稱之為“視差障壁”。利用安置在背光模塊及LCD面板間的視差障壁，在立體顯示模式下，應(yīng)該由左眼看到的圖像顯示在液晶屏上時(shí)，不透明的條紋會(huì)遮擋右眼；同理，應(yīng)該由右眼看到的圖像顯示在液晶屏上時(shí)，不透明的條紋會(huì)遮擋左眼，通過(guò)將左眼和右眼的可視畫(huà)面分開(kāi)，使觀者看到3D影像。該技術(shù)與既有的LCD液晶工藝兼容，因此在量產(chǎn)性和成本上較具優(yōu)勢(shì)，不足是背光因遭視差障壁阻擋，故亮度也將隨之降低；另外，分辨率會(huì)因顯示器同時(shí)呈現(xiàn)影像的多寡，而呈等比例降低。

柱狀透鏡也被稱為柱鏡式。柱狀透鏡通常放置在LCD面板最上方，原理是在液晶顯示屏的前面加上一層柱狀透鏡，每個(gè)柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個(gè)子像素，這樣透鏡就能以不同的方向投影每個(gè)子像素。于是雙眼從不同的角度觀看顯示屏，就看到不同的子像素。不過(guò)像素間的間隙也會(huì)被放大，因此不能簡(jiǎn)單地疊加子像素。柱透鏡與像素列不是平行的，而是成一定的角度，這樣就可以使每一組子像素重復(fù)投射視區(qū)，而不是只投射一組視差圖像。柱狀透鏡技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是，因其不會(huì)阻擋背光，故顯示器亮度不受影響；但由于其3D顯示基本原理與視差障壁技術(shù)相同，故分辨率仍將降低。

目前市面上絕大部分廠商生產(chǎn)的裸眼3D產(chǎn)品都基于以上兩大技術(shù)延伸而來(lái)。當(dāng)然也有創(chuàng)新者，如3M的指向光源裸眼3D技術(shù)、美國(guó)PureDepth公司的MLD（multi-layer display多層顯示）裸眼3D技術(shù)，二者均已研發(fā)出成品并進(jìn)行了展示，不過(guò)因開(kāi)發(fā)成熟度和成本等原因，尚未被其他廠商大量采用，并且有待市場(chǎng)實(shí)踐驗(yàn)證。

裸眼落后眼鏡3D之謎

事實(shí)上，3D浪潮已潮起潮落數(shù)次，但站在數(shù)字化基礎(chǔ)上的這一輪3D潮最為猛烈，裸眼3D也在此次浪潮中獲得技術(shù)突破。2008年日企愛(ài)普生率先推出了2.57英寸的8視點(diǎn)裸眼3D液晶顯示器，東芝緊隨其后將9視點(diǎn)的裸眼3D顯示器導(dǎo)入12.1英寸LCD顯示器應(yīng)用，不久韓企三星、LG也發(fā)布了相關(guān)產(chǎn)品。我國(guó)在此方面與國(guó)際廠商幾乎同步，TFT LCD廠商華映在2008年6月即有推出4視點(diǎn)裸視3D LCD顯示器，友達(dá)則采用視差障壁式開(kāi)發(fā)出5視點(diǎn)的24英寸3D LCD顯示器，同時(shí)該公司也開(kāi)發(fā)了采用柱狀透鏡技術(shù)2D/3D自由轉(zhuǎn)換影像的顯示器。

裸眼3D發(fā)展至今各種產(chǎn)品層出不窮，從幾英寸的小屏幕到103英寸的大屏幕產(chǎn)品，從手機(jī)、電腦到電視、公用顯示應(yīng)用應(yīng)有盡有。不過(guò)這份熱鬧和繁榮僅局限在業(yè)內(nèi)，公眾對(duì)之卻知之甚少，與眼鏡3D如日中天的火熱更是不可同日而語(yǔ)。

與眼鏡3D相比，裸眼3D最大的優(yōu)勢(shì)就是擺脫了眼鏡的束縛，讓使用者觀看3D顯示器有更高的便利性，觀賞影像時(shí)可看到的立體影像范圍更廣。然而在實(shí)際演示中，我們發(fā)現(xiàn)裸眼3D無(wú)論是在分辨率、亮度、視角范圍，還是內(nèi)容制作、舒適度方面都與眼鏡3D存在不小的差距。

在分辨率和亮度方面，考慮到規(guī)模成本等原因，大多數(shù)廠商選擇了視差障壁式裸眼3D，視障式優(yōu)點(diǎn)是電子可控，可開(kāi)關(guān)使3D/2D切換時(shí)對(duì)2D顯示沒(méi)有影響，可控制能用于橫屏豎屏顯示切換，局部3D顯示等，缺點(diǎn)是橫向分辨率下降一半，亮度有一定損失。柱狀透鏡式優(yōu)點(diǎn)是對(duì)亮度沒(méi)有損失，缺點(diǎn)是分辨率也是橫向下降一半，而且由于不可開(kāi)關(guān)和控制，所以柱鏡多用于大面板，觀看距離比較遠(yuǎn)。

在視角范圍方面，裸眼3D同樣存在問(wèn)題，它的視角范圍與視點(diǎn)多少密切相關(guān)。視點(diǎn)越多可看到3D影像的視角范圍就越廣，LG曾展出高達(dá)30多個(gè)視點(diǎn)數(shù)的3D顯示器，但從性價(jià)比考慮，多數(shù)廠商選擇了5-9視點(diǎn)，這使得相隔視點(diǎn)之間必然存在3D盲區(qū)，需在合適的角度和距離觀看，否則會(huì)出現(xiàn)3D效果降低或重影現(xiàn)象。

裸眼3D內(nèi)容制作的成本居高不下，比眼鏡3D要高很多。因?yàn)槁阊?D內(nèi)容并不通用，要根據(jù)視點(diǎn)數(shù)量的不同，通過(guò)專業(yè)的軟件分別制作內(nèi)容并播放。而且由于沒(méi)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，各廠商實(shí)現(xiàn)方式多種多樣，技術(shù)流派也不少，即使視點(diǎn)相同，內(nèi)容也可能不兼容，進(jìn)一步提高了成本。

觀看舒適度方面，對(duì)裸眼3D有頭暈惡心的不適感人數(shù)明顯要高于眼鏡3D。這是因?yàn)槁阊?D內(nèi)容制作人才奇缺，造成了3D內(nèi)容參差不齊，從而直接影響到觀看舒適度，加之分辨率不足造成的畫(huà)面粗糙、觀看視角等原因，加重了不適感。

最后是產(chǎn)品價(jià)格，在眾人拾柴火焰高的推動(dòng)下，眼鏡3D產(chǎn)品的成本與2D產(chǎn)品已相差不多，DLP投影機(jī)中3D已作為標(biāo)配存在，數(shù)字電視亦將如此。規(guī)模應(yīng)用是促使成本下降的最大動(dòng)因，而裸眼3D差強(qiáng)人意的視覺(jué)觀感，讓市場(chǎng)規(guī)模推廣步履緩慢。

裸眼3D何時(shí)才能與眼鏡3D并駕齊驅(qū)？

技術(shù)人員的最可愛(ài)之處是迎難而上，雖然裸眼3D存在種種不足，但世界各地研發(fā)者并未失去信心，仍在不懈地改進(jìn)和創(chuàng)新中。士別三日當(dāng)刮目相看，這句話用在裸眼3D再恰當(dāng)不過(guò)。僅僅在去年，記者看到的裸眼3D顯示效果還與眼鏡3D差距甚大。但今年記者在上海數(shù)字標(biāo)牌展上發(fā)現(xiàn)無(wú)論從畫(huà)質(zhì)清晰度、立體效果還是舒適度感受方面裸眼3D都有了質(zhì)的飛躍。不僅出現(xiàn)了支持高清的產(chǎn)品、視角范圍達(dá)到了150°以上，而且還突破了單屏限制、出現(xiàn)了液晶拼接的裸眼3D，以往3D內(nèi)容是瓶頸，裸眼3D內(nèi)容更是如此，現(xiàn)在通過(guò)2D/3D視頻轉(zhuǎn)換軟件，可以使普通的2D視頻自動(dòng)轉(zhuǎn)換為3D，更為令人振奮的是兩視點(diǎn)3D視頻也可實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為多視點(diǎn)裸眼3D，這意味著當(dāng)前普通的2D/3D內(nèi)容可以直接采用，無(wú)需重新制作，大大節(jié)省了制作費(fèi)用，提升了工作效率。

曾經(jīng)分辨率不足這個(gè)難題，在國(guó)際顯示巨頭的重視及推進(jìn)下得到了解決，當(dāng)前裸眼3D高清面板已經(jīng)普及、超高清液晶面板也已入市，這使得裸眼3D進(jìn)入實(shí)用市場(chǎng)成為現(xiàn)實(shí)。

“在顯示技術(shù)方面，通過(guò)優(yōu)化R-OPTICAL光學(xué)方案，重建驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，優(yōu)化匹配3D算法，再次將裸眼3D顯示效果提升到新的水平。最新的裸眼3D技術(shù)無(wú)論在圖像清晰度、立體效果、舒適度，還是3D轉(zhuǎn)換功能上，都達(dá)到了較高水平，也更加接近大規(guī)模商業(yè)化的臨界點(diǎn)?！?朗辰方面表示。

由于3D內(nèi)容少且成本高，使得2D轉(zhuǎn)3D這一途徑成為不可忽略的選項(xiàng)，此項(xiàng)在眼鏡3D設(shè)備上早已成為必備功能，如今在裸眼3D上也得以實(shí)現(xiàn)。2D轉(zhuǎn)3D技術(shù)的應(yīng)用大大緩解了3D內(nèi)容的不足，讓用戶有機(jī)會(huì)欣賞到更多的精彩節(jié)目，在一定程度上促進(jìn)了市場(chǎng)推廣進(jìn)程。但畢竟其效果還是無(wú)法和真正3D拍攝的畫(huà)面相比，會(huì)出現(xiàn)立體效果不足，景深邏輯存在一定幾率錯(cuò)誤，長(zhǎng)時(shí)間觀看產(chǎn)生眩暈不適等問(wèn)題。于是不少?gòu)S商將關(guān)注重點(diǎn)轉(zhuǎn)到如何將兩視點(diǎn)3D內(nèi)容轉(zhuǎn)換為多視點(diǎn)裸眼3D。在2011年上海易維視、深圳市維尚視界、朗辰科技等公司先后推出了多視點(diǎn)轉(zhuǎn)換處理器，并在今年進(jìn)入批量生產(chǎn)階段，此舉可將市場(chǎng)上的普通3D影像轉(zhuǎn)換為裸眼格式的多視角影像，增加了3D顯示器的可觀看視角，讓觀賞者可從不同位置與角度看到3D立體影像。相比2D轉(zhuǎn)3D實(shí)時(shí)技術(shù)，雙視點(diǎn)轉(zhuǎn)多視點(diǎn)從理論上可以做到真3D而不是偽3D效果。維尚視界公司表示，雙視點(diǎn)轉(zhuǎn)多視點(diǎn)技術(shù)可以說(shuō)是決定裸眼3D能否商用的最后一個(gè)技術(shù)壁壘。

如今裸眼3D多項(xiàng)技術(shù)難題已獲得解決，技術(shù)趨于成熟，存在的最大問(wèn)題是成本依然較高，故立體顯示專家、上海大學(xué)電子信息工程系主任安平教授表示目前商品化產(chǎn)品應(yīng)多先導(dǎo)入商業(yè)廣告、大型公共顯示等應(yīng)用，裸眼3D技術(shù)在廣告、展示、游戲、電視以及移動(dòng)終端方面會(huì)有很大的市場(chǎng)，未來(lái)圍繞裸眼3D會(huì)形成新的產(chǎn)業(yè)模式。