韓金容 王菊芬

3D顯示，是以三維立體形態(tài)呈現(xiàn)視覺圖像的簡稱。3D顯示通常帶給人們更真實(shí)、更精細(xì)、更震撼的視覺感受，達(dá)到身臨其境的效果。因此，在影像呈現(xiàn)領(lǐng)域，如電影、電視及其他視頻播放方面，3D視頻技術(shù)得到了大力的發(fā)展，同時(shí)，3D顯示技術(shù)在廣告、形象展示等領(lǐng)域中也得到了應(yīng)用。

3D顯示主要分為空間顯示和平面顯示兩類。空間3D顯示技術(shù)難度大、成本高、技術(shù)復(fù)雜，應(yīng)用局限性較大。平面3D顯示技術(shù)通常分為全息和非全息兩類，近年來得到大力發(fā)展的是非全息3D顯示技術(shù)，本文以下部分只針對非全息3D顯示技術(shù)展開論述。

非全息3D顯示技術(shù)通常稱為圖像對立體顯示技術(shù)，盡管其分類繁多，不過最基本的原理卻是相似的，如圖1所示：利用人的左右眼分別接收不同畫面，然后大腦經(jīng)過對圖像信息進(jìn)行疊加重生，構(gòu)成一個(gè)具有前-后、上-下、左-右、遠(yuǎn)-近等立體方向效果的影像。

非全息3D顯示技術(shù)通常分為眼鏡式和裸眼式兩大類。眼鏡式3D顯示技術(shù)已經(jīng)在家用消費(fèi)領(lǐng)域得到了較好的應(yīng)用，如顯示器、電影或者電視等，通常需要配合3D眼鏡使用。而裸眼3D目前主要用于公用商務(wù)場合，同時(shí)在家電娛樂、立體仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)和移動(dòng)終端（如：手機(jī)、平板系統(tǒng)）等設(shè)備上也得到了應(yīng)用。

由于人們更希望在不需要任何輔助設(shè)備的裸眼條件下得到3D顯示的效果。因此，裸眼3D顯示也是目前業(yè)界公認(rèn)的3D顯示的最終形態(tài)。印刷平面應(yīng)用的主要是光柵式裸眼3D顯示技術(shù)，其3D顯示的效果還不夠理想，成本也較高，如果在提升顯示效果和降低成本方面取得突破，則其大規(guī)模的應(yīng)用將指日可待。

綜上所述，在可見的將來，真正可以極大地影響我們生活的3D顯示技術(shù)一定是電子平面裸眼3D顯示技術(shù)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，裸眼3D顯示技術(shù)必將大范圍地改變?nèi)藗兊纳?、學(xué)習(xí)和工作狀態(tài)。

主要的平面3D顯示技術(shù)

眼鏡式

眼鏡式3D顯示技術(shù)有3種主要的類型：色差式、偏光式和主動(dòng)快門式，也就是平常所說的色分法、光分法和時(shí)分法。

裸眼式

根據(jù)對左右眼圖像分割方式的不同可以將裸眼式3D顯示技術(shù)分為3種主要的類型：柱狀透鏡法、視差屏障法和指向光源法。

裸眼3D顯示技術(shù)的應(yīng)用

自20世紀(jì)90年代以來，在世界范圍內(nèi)掀起了新一輪的立體顯示技術(shù)研究的熱潮，而裸眼3D顯示則是這輪熱潮中最受關(guān)注的、最前沿的高新技術(shù)，有著廣闊的應(yīng)用前景。

相比眼鏡式3D技術(shù)，目前的裸眼3D顯示技術(shù)已經(jīng)具有如下特點(diǎn)和優(yōu)勢：

①無需借助任何輔助設(shè)備即可觀看三維立體影像效果；

②水平觀看角度已達(dá)到120度，具有多視點(diǎn)能力；

③對環(huán)境光線沒有任何要求，具有較高的亮度，適合各類場所的立體展示；

④專門算法能有效去除摩爾紋，雙眼沒有障礙地接受視頻圖像，清晰度高；

⑤視覺縱深較大，可達(dá)到±1.5米；

⑥應(yīng)用范圍廣，適用于所有用戶形象展示和用戶體驗(yàn)的場所，特別是在便攜式設(shè)備上的應(yīng)用將大行其道。

根據(jù)裸眼3D顯示技術(shù)的特點(diǎn)，其在如下的領(lǐng)域具有獨(dú)特的應(yīng)用：

①數(shù)據(jù)可視化?？茖W(xué)研究中的數(shù)值計(jì)算結(jié)果需要以直觀形象的方式表現(xiàn)出來，特別是三維圖形圖像，如蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、DNA及其他高分子形態(tài)特征的分子建模，立體顯微鏡及其顯示，天氣預(yù)報(bào)中的云圖運(yùn)動(dòng)分析、風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬、空氣動(dòng)力學(xué)的流暢模擬，空中攝影測繪數(shù)據(jù)建模、財(cái)務(wù)模型及預(yù)測模擬、過程控制數(shù)值模擬，CAD/CAM設(shè)計(jì)工程中模型顯示、遠(yuǎn)程機(jī)器人視覺顯示等。

②醫(yī)療。在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，立體顯示技術(shù)給醫(yī)生和專家直接顯示測試實(shí)況和診斷實(shí)況，在遠(yuǎn)程診斷中可以獲得比平面顯示更多的視覺信息。在內(nèi)窺鏡及圖像顯示、眼科疾病診斷及測試、MRI、CAT成像，手術(shù)模擬和培訓(xùn)、手術(shù)現(xiàn)場成像，NASA虛擬臨床計(jì)劃等方面有重要的應(yīng)用前景。

③建筑、城市規(guī)劃和地理信息系統(tǒng)。在建筑行業(yè)中，立體顯示技術(shù)可以展示從設(shè)計(jì)、導(dǎo)覽、景觀美化、內(nèi)部裝修、人性因素等方面的信息，幫助設(shè)計(jì)專家和技術(shù)人員關(guān)注具體細(xì)節(jié)，在施工前即可完成全部景觀的設(shè)計(jì)。

④影視娛樂。針對日常生活和娛樂方面，立體顯示也將成為普遍使用的有廣泛軟硬件支持的重大應(yīng)用領(lǐng)域。如計(jì)算機(jī)游戲、大型專門節(jié)目的游戲機(jī)，影院立體影視節(jié)目播放，家庭立體電視及立體視頻VCD等。

⑤軍事。由于立體顯示技術(shù)的實(shí)景顯示可以真實(shí)表現(xiàn)出實(shí)際觀看的情況，在軍事領(lǐng)域同樣具有極其重要的應(yīng)用。如飛行員、坦克駕駛員、潛艇駕駛員在仿真環(huán)境中的培訓(xùn)，立體攝影偵察、星際遙感遙測的成像分析，可以直接立體顯示技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的潛望鏡觀測方式。

⑥商業(yè)、現(xiàn)代工業(yè)。3D視頻會(huì)議，財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)模型、過程控制及工作流程模型對商品的演示、商業(yè)展覽，在會(huì)議室接待廳的演示、3D網(wǎng)站設(shè)計(jì)，危險(xiǎn)原料處理、小零件裝配過程，工業(yè)視察等。

綜上所述，裸眼3D顯示技術(shù)應(yīng)用范圍極其廣泛，在目前能夠應(yīng)用的顯示平面（如電子平面、印刷平面等）上都可以得到應(yīng)用，特別是在廣告?zhèn)髅?、展覽展示、旅游招商、婚紗攝影、科研教學(xué)、游戲娛樂、工業(yè)應(yīng)用、建筑設(shè)計(jì)、移動(dòng)終端等多個(gè)行業(yè)中存在巨大的市場空間和良好的經(jīng)濟(jì)前景。

裸眼3D顯示技術(shù)的現(xiàn)狀和未來

在3D顯示的熱潮中，越來越多的廠商涌入裸眼3D市場，如海信、三星、索尼、松下、東芝、創(chuàng)維等，爭先推出裸眼3D產(chǎn)品，市場被持續(xù)炒熱，各類裸眼3D技術(shù)也日趨成熟。市場也培育出了內(nèi)在的增長動(dòng)力，各細(xì)分領(lǐng)域的商業(yè)模式、產(chǎn)業(yè)鏈也逐漸豐滿，預(yù)計(jì)市場將會(huì)在未來3年內(nèi)步入大規(guī)模發(fā)展階段。雖然商用和消費(fèi)類電子市場仍然是裸眼3D產(chǎn)業(yè)的主要市場，但家用市場也會(huì)因?yàn)榧夹g(shù)進(jìn)步快速成型。

盡管市場和發(fā)展前景看好，但內(nèi)容匱乏依舊是制約裸眼3D產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大障礙。隨著各國政府、行業(yè)協(xié)會(huì)、產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)的合力推動(dòng)，相信在未來2年內(nèi)，3D內(nèi)容會(huì)大幅度增加，逐漸趕上市場的需求，助力裸眼3D行業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，裸眼3D產(chǎn)業(yè)還需解決行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、觀看舒適度、內(nèi)容制作傳輸、與相關(guān)產(chǎn)品的銜接融合等一系列問題。

2011年CES美國電子展的主題就是“3D”。美日韓電子巨頭推出了很多不同種類的裸眼3D產(chǎn)品，涵蓋從裸眼3D數(shù)碼相框、裸眼3D數(shù)碼相機(jī)直到裸眼3D筆記本的廣泛領(lǐng)域，預(yù)示著裸眼3D時(shí)代的來臨。

2012年初，4K分辨率的概念被正式提出，同時(shí)8K分辨率的相應(yīng)產(chǎn)品也跟隨著出現(xiàn)在市場。并且在2013年的CES大展上，越來越多的廠商加入到了4K分辨率和8K分辨率這個(gè)行列中，因此我們可以預(yù)測，相關(guān)的產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)在2013年將會(huì)得到高速發(fā)展。目前，已經(jīng)有部分廠商將4K分辨率與裸眼3D技術(shù)相結(jié)合，這樣傳輸出的裸眼3D畫面即便分辨率折半，也能夠達(dá)到1080p的規(guī)格，這樣就不會(huì)影響到用戶的視覺體驗(yàn)。

2012年是裸眼3D發(fā)展至關(guān)重要的一年，也是裸眼3D技術(shù)取得長足發(fā)展的一年，并且裸眼3D作為公認(rèn)的未來3D畫面發(fā)展最終形態(tài)，其技術(shù)及產(chǎn)業(yè)進(jìn)展情況也一直備受各界關(guān)注。據(jù)第三方市場調(diào)研機(jī)構(gòu)預(yù)測，2013年也將是中國裸眼3D市場快速成長的一年，預(yù)計(jì)規(guī)模將成長至70%以上，其中商用大尺寸市場成長速度將超過65%，中小尺寸市場增長率不低于70%。

對裸眼3D新形勢的發(fā)展，卓美華視技術(shù)中心負(fù)責(zé)人表示，2012年是3D技術(shù)發(fā)展的重要一年，從來沒有一種新技術(shù)、新趨勢像3D技術(shù)這樣發(fā)展迅速，3D電視、3D顯示器、3D攝影/攝像機(jī)、3D投影機(jī)、3D平板電腦等產(chǎn)品涌向市場。在行業(yè)應(yīng)用方面，裸眼3D、3D顯示、3D掃描/投影、行業(yè)3D打印、3D立體包裝、VR/ AR（虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)顯示）等3D科技在傳統(tǒng)行業(yè)的商業(yè)應(yīng)用也正在加速更新，如展覽展示、工業(yè)設(shè)計(jì)、地質(zhì)測繪、醫(yī)學(xué)診療、軍事、場景重建、教育培訓(xùn)等領(lǐng)域，通過3D科技創(chuàng)意作為手段幫助傳統(tǒng)行業(yè)完成產(chǎn)業(yè)升級與創(chuàng)新。

從市場來看，裸眼3D甚至是整個(gè)3D產(chǎn)業(yè)仍處于做大行業(yè)蛋糕的階段。歐美企業(yè)在基礎(chǔ)研發(fā)、軟件、內(nèi)容方面具有優(yōu)勢，中國企業(yè)在產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用開發(fā)方面優(yōu)勢明顯。雖然競爭一直存在，但當(dāng)前從業(yè)者更應(yīng)該通過競爭中蘊(yùn)含合作的良性競爭，讓客戶享受到更優(yōu)秀的產(chǎn)品，推動(dòng)裸眼3D行業(yè)更快發(fā)展，從業(yè)者才會(huì)獲得更大的發(fā)展空間。

展望未來兩三年，裸眼3D將進(jìn)一步凸顯其綜合優(yōu)勢，不斷拓展在商業(yè)展示和個(gè)人消費(fèi)類電子領(lǐng)域的應(yīng)用空間，越來越多的上下游廠商將加入這一行列，共同推動(dòng)裸眼3D產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。

技術(shù)的不斷創(chuàng)新和成本的不斷下降將成為裸眼3D行業(yè)的必然趨勢，同時(shí)，也意味著裸眼3D顯示的商業(yè)應(yīng)用無論其規(guī)模還是深度都將得到巨大的發(fā)展，市場將蒸蒸日上，商機(jī)無限，幾乎所有的平面顯示領(lǐng)域都將面臨著一場震撼人心的“裸眼3D技術(shù)革命”，極大地影響著人類生活的方方面面。因此，掌握著裸眼3D顯示技術(shù)的個(gè)人和實(shí)體，只要抓住這個(gè)難得一遇的機(jī)會(huì)，不斷追求卓越的成就，市場必然回報(bào)以豐厚的紅利。正所謂“裸眼3D顯示，技術(shù)成就未來，市場成就人生”。