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3D眼镜技术详解及其影片格式介绍

发布时间:2019-11-08 09:30:04   编辑:it技术学习网   阅读次数:

3D眼镜技术详解及其影片格式介绍


 首先开头还是要简要说明一下现在立体电影的原理:立体电影在放映的时候使用的是两张图像,而所有的3D电影技术的效果展现方式都是基于人眼视差原理,让人的两只眼通过眼镜设备分别看到屏幕上重叠在一起的两张图片中的一个。下面是详解。

  1、红蓝红青3D眼镜

 这种眼镜分很多颜色类型,比较多见的是红蓝和红青的,这种颜色区别必须用于相对应颜色的3D图像,否则会效果很差乃至看不到效果。工作原理是采用光在相对应颜色和不同颜色下的通过性,来达到让两只眼睛只看到3D图像2张图中的一张。这种眼镜历史悠久,早期3D电影多用这种模式。特点是廉价、实惠、几乎不存在维护费用,适用性好,一些爱好者的3D作品或者3D网络电影多用此种方式。但缺点更多,如光通量不足,画面昏暗、图像颜色变异等等。现在在专业放映领域基本已经淘汰多年。因为采用的是滤色(滤光)的方式来分开图片,因此也被称为“分色”或“滤色”技术。此类眼镜统称为色差式3D显示,也可以称为分色立体成像技术,两台不同视角上拍摄的影像分别以两种不同的颜色印制在同一副画面中。用肉眼观看的话会呈现模糊的重影图像,只有通过对应的红蓝等立体眼镜才可以看到立体效果,就是对色彩进行红色和蓝色的过滤,红色的影像通过红色镜片蓝色通过蓝色镜片,两只眼睛看到的不同影像在大脑中重叠呈现出3D立体效果。色差式3D的不足是显示效果有限,3D效果体验不足但是其低廉的成本却使很多财力有限的3D影片爱好者选择他的一个主要原因。

  2、偏振3D立体眼镜

  偏光式3D技术目前普遍用于商业影院和其它高端应用。在技术方式上和快门式是一样的,其不同的是被动接收所以也被称为属于被动式3D技术,辅助设备方面的成本较低,但对输出设备的要求较高,所以非常适合商业影院等需要众多观众的场所使用。

  电影院中常见的一种3D电影解决方案,所谓偏振,基本原理其实和一些偏光的相机镜头或者太阳镜差不多。目前分为线偏振和圆偏振两种类型。线偏振比较简单,使用XY两个偏转方向,也就是通过眼镜上两个不同偏转方向的偏振镜片,让两只眼睛分别只能看到屏幕上叠加的纵向、横向图像中的一个,从而观看到立体效果。圆偏振是新一代的3D偏振技术,眼镜技术相比XY偏振那薄薄的塑料片要复杂许多;顾名思义,它的镜片偏振方式是圆形旋转的,一个向左旋转,一个向右旋转,这样两个不同方向的图像就会被区分开。这种偏振方式使它基本上可以达到全方位感受3D,不会像XY线偏振那样必须保持眼镜的水平/垂直角度。因为主要利用了镜片对光线的偏转,因此也被称为:“分光”技术。

  光线偏振系统专业术语称为偏光式3D也叫偏振式3D技术,目前在商用方面采用两种显示方式进行3D效果的实现,在IMAX3D播放中使用两台投影设备,两台投影机分别拥有自己的偏振滤波器,分别投射左眼和右眼图像。另外一种系统,被称为RealD,使用一台投影机和一个快速切换的单个偏振器来完成同样的事情。这种技术是快速切换左眼和右眼图象,同时进行顺时针180度和逆时针180度的偏振方向配合左眼和右眼的图象的变换而切换,此外通过眼镜对光线的过滤只让观看者看到属于不同眼的图象。此外应用于电视行业的偏光式3D技术则需要画面具有240Hz或者480Hz以上的刷新率,其刷新频率要高于快门式的两倍甚至四倍,其实现的立体效果无非是目前市面上所能看到的立体最完美的。

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 3、液晶快门眼镜

  听起来很复杂,实际上原理很简单,就是左眼的图左眼看,右眼的图右眼看。3D影片播放时,屏幕上同偏振影片一样是两幅图像,但这两幅图像是交替快速闪烁的,A图出现则B图消失,B图出现A图则消失。同时液晶快门眼镜会按照影片所给的信号,对应相应的AB二图进行同步交替的镜片开关动作,实际的使用的时候图像和眼镜快门的闪烁开关会很快,人眼是感觉不到快门跳动的。这种技术效果不错,但设备昂贵,且有一些使用限制,长时间观看会导致眼部疲劳,信号也容易受到干扰,还需要用电。在《阿凡达》放映的时候,一些影院就使用了这种技术,发生过观众走动时,干扰到周边观众的眼镜信号等情况。现在的一些家用型的3D产品也多使用这种技术。这种技术使用快门时差原理处理3D图像,所以被冠以“分时”之名。

 这种技术的实现需要一付主动式LCD快门眼镜,交替左眼和右眼看到的图象以至于你的大脑将两幅图像融合成一体来实现,从而产生了单幅图像的3D深度感。其成本也比色差式3D显示技术昂贵很多。

 快门式3D技术的原里是根据人眼对影像频率的刷新时间来实现的,通过提高画面的快速刷新率(至少要达到120Hz)左眼和右眼个60Hz的快速刷新图象才会让人对图象不会产生抖动感,并且保持与2D视像相同的帧数,观众的两只眼睛看到快速切换的不同画面,并且在大脑中产生错觉,便观看到立体影像。快门式3D技术的优势是其3D效果实现逼真,但是由于技术成本的制约其成本相对高一些,在科研和3D发烧友中成了主力装备。

  常见的3D立体影片格式介绍

  介绍完了3D眼镜,下面就来说说影片格式。要能够欣赏3D内容,硬件、软件与内容缺一不可。硬件有分为老旧的立体转化技术(anaglyph)、电子快门眼镜(Shutter Glass)、以及新一代的视差屏幕(Parallax Barrier)与iZ3D偏光镜技术等等。立体影片的格式基本上与硬件相当的类似:

  立体转化影片(anaglyph)

  这种影片基本上就是对应红蓝眼镜的格式,不论是透过什么软件播放,都会看到诡异的色彩,但只要戴上了红蓝眼镜,就能够看到令人满意,但是很不自然的三维效果。

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  交错格式影片(interlaced)

大约是2000年前后最常见的立体影片格式之一,目前市面上所推出的3D DVD影片大多属于这种格式。交错格式影片主要是对应电子快门眼镜(Shutter Glass)的硬设备,这种格式的最大优点,就是能够维持影片的全彩质量下,呈现出立体影片的效果,但这类格式的影片为了将左眼与右眼的影像,同时呈现在一个标准的DVD影片格式中,必须损失一半的影片水平分辨率,所以影片的画质与一般DVD会较粗糙一些。

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  双重迭影影片(side by side, over/under)

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  如果想要欣赏到全彩、高分辨率的影片,那么双重迭影的格式就是目前最佳的解决方案。这类影片经常是由3D软件运算输出后,透过软件进行影片合并后制作而成,然而合并后的影片尺寸,就是原本影片格式的两倍整,所以需要更强大的计算机硬件才能够流畅的播放,尤其是高分辨率的HD格式的3D影片,若没有顶级PC的加持,要流畅播放是不可能的事情。

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