引言

近年來(lái)，電影行業(yè)一直大力投資3D電影設(shè)備，以便能夠與私人家庭影院系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)。這些越來(lái)越尖端的家庭影院系統(tǒng)擁有大尺寸的全高清電視屏幕、Blu-ray光盤播放器和多聲道環(huán)繞聲音響，讓越來(lái)越多的消費(fèi)者不再去專業(yè)電影院。

但是，毫無(wú)疑問，最終3D技術(shù)也將滲透到消費(fèi)電子行業(yè)的家庭影院、游戲甚至是普通電視應(yīng)用。

縱觀歷史，盡管曾數(shù)次嘗試將3D技術(shù)引進(jìn)電影行業(yè)，但都以失敗告終。不過(guò)，現(xiàn)在成功推出3D電影、3D游戲和3D電視的所有必要因素似乎都已具備。

1 3D的概念及其工作原理?

1.1 3D電視

3D的原理是通過(guò)為觀眾的左眼和右眼提供兩個(gè)輕微偏移的圖像來(lái)重建對(duì)真實(shí)生活的觀賞體驗(yàn)，讓觀眾恍若親臨其境。這種技術(shù)稱為立體3D成像。這可以通過(guò)使用兩臺(tái)相距較近的攝像機(jī)錄制場(chǎng)景來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，這兩臺(tái)攝像機(jī)并排安裝在一套設(shè)備上或使用組合的單外殼雙鏡頭攝像系統(tǒng)。

1.2 技術(shù)原理—使用偏光眼鏡的立體視法

現(xiàn)代化的高級(jí)方法是利用偏振現(xiàn)象分離左眼和右眼的圖像。

在這種情況下，兩個(gè)圖像將以相反的偏振同時(shí)或按順序重新產(chǎn)生于屏幕上。只需使用偏光眼鏡就可以再次分離混合的圖像。這種眼鏡為被動(dòng)式眼鏡，其不需要電池，因此非常便宜。

可以使用兩種類型的偏光鏡：直線型和環(huán)線型。直線型偏光鏡要求觀眾的頭部完全保持水平，以避免無(wú)意識(shí)的混合左右圖像。環(huán)線型偏光鏡并不存在此種缺點(diǎn)技術(shù)原理—使用快門眼鏡的立體視法：

這種方法多用于最近的產(chǎn)品展示中，并且期望用于正在推出的幾乎所有消費(fèi)3D電視產(chǎn)品中，該方法以恒定的速度按順序(依次)為左右眼顯示圖像，而不使用偏振。

快門眼鏡可交互顯示左右眼的圖像，因而可將其用于為相應(yīng)的眼睛提供圖像。這種眼鏡為主動(dòng)式眼鏡，即其需要電池，也需要與屏幕同步，以確保左右鏡片在正確的時(shí)間打開。因?yàn)榭扉T眼鏡僅每隔一幀為每只眼睛提供一次圖像，所以有效的幀頻將是屏幕幀頻的一半。

為了確保圖像沒有閃爍，屏幕必須至少以100Hz(如歐洲)或120Hz(如美國(guó))的幀頻運(yùn)行，從而產(chǎn)生每只眼睛50Hz或60Hz的幀頻。實(shí)際上，準(zhǔn)3DLCD屏幕甚至以該幀頻的兩倍(200/240Hz)運(yùn)行，以確?？山邮艿?D性能。

2 3D與哪些應(yīng)用有關(guān)

3D會(huì)給觀眾帶來(lái)非常逼真且完美的觀看體驗(yàn)。與傳統(tǒng)的2D相比，它能令觀眾更加沉醉于節(jié)目素材中。因此，3D適合任何類型的節(jié)目素材，這些素材將受益于非凡的感官享受以及確如“身臨其境”般的幻覺。電影、體育、自然紀(jì)錄片都是佳例。另一方面，3D的附加價(jià)值將在談話節(jié)目或新聞廣播等素材中受到限制。

由于節(jié)目素材不同，人們觀看電視的方式也有所不同。在某些情況下，人們邊觀看電視，邊從事其他活動(dòng)，例如準(zhǔn)備食物、清理房間，甚至是與家人或朋友談話。這可被定性為“休閑觀看”。

當(dāng)人們確實(shí)專注于所觀看的內(nèi)容，以及所播內(nèi)容是他們很可能從頭看到尾的電視節(jié)目時(shí)，他們就較專心地觀看電視。這可以稱為“事件觀看”。

3D觀看可能被限制為“事件觀看”的主要原因是其需戴上眼鏡方可獲得3D效果。人們不會(huì)愿意在屏幕和所參與的活動(dòng)之間轉(zhuǎn)換注意力時(shí)戴上和摘下眼鏡。

在第一代3D電視產(chǎn)品的3D模式中感覺到的圖像亮度明顯比2D模式中的低。因此，在光線明亮的觀看環(huán)境中，3D觀看效果并不理想。該理由支持對(duì)3D“事件觀看”的關(guān)注。

在游戲方面，3D堪稱完美。游戲者已經(jīng)習(xí)慣了戴耳機(jī)(雙耳式耳機(jī))，所以眼鏡不是大問題。并且由于一個(gè)用戶/一個(gè)屏幕近距離游戲，所以甚至最新推出的自動(dòng)立體3D屏幕(不需要眼鏡)已足夠使用，并且可能越來(lái)越流行。

3 3D電視需要什么?

3D電視需要修改從錄制和編輯設(shè)備到消費(fèi)電子產(chǎn)品的整個(gè)節(jié)目供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)。

3.1 節(jié)目制作

3D素材的制作并不簡(jiǎn)單。從攝影師到導(dǎo)演都需要全新的技術(shù)。難題是如何提供一種平衡的3D效果，而不過(guò)分夸大這種效果。

3.2 Blu-ray光盤

2009年12月，Blu-ray光盤標(biāo)準(zhǔn)得以修訂，以便能夠播放具有3D素材的特殊Blu-ray光盤。

這為電影行業(yè)開始制作3D電影字幕鋪平了道路，對(duì)3D的成功非常關(guān)鍵。

Blu-ray光盤播放器3D還需要新的Blu-ray光盤播放器。

3.3 HDMI標(biāo)準(zhǔn)

還須為Blu-ray播放器和電視之間的HDMI連接定義特殊的傳輸格式。這些都基于HDMI1.4a標(biāo)準(zhǔn)而制定。但是，即使使用HDMI1.3，也可以支持某些3D傳輸格式。

3.4 廣播

廣播行業(yè)也致力于對(duì)3D加以運(yùn)用，以在不久的將來(lái)通過(guò)使用特殊機(jī)頂盒的訂閱服務(wù)和付費(fèi)電視以及在稍后階段，通過(guò)需要新3D兼容的數(shù)字接收器的普通廣播，促進(jìn)3D素材面向客戶的傳輸。

3.5 電視中的視頻處理

對(duì)于電視機(jī)而言，還需要技術(shù)變革。現(xiàn)有產(chǎn)品無(wú)法處理3D。已銷售的電視機(jī)的改進(jìn)解決方案在市場(chǎng)上無(wú)法使用，因?yàn)檫@需要全新的電視引擎(以及屏幕)。

需要對(duì)下一代型號(hào)實(shí)施必要的變革。即將更改視頻機(jī)箱(圖像處理引擎)，這對(duì)實(shí)現(xiàn)3D信號(hào)的輸入和左右眼圖像的分離及個(gè)別處理尤為必要。這些變革將涉及硬件和軟件。

3.6 屏幕技術(shù)

顯示器行業(yè)正致力于制作下一代LCD和準(zhǔn)3D等離子顯示器。這包括開發(fā)能夠獨(dú)立為每只眼睛傳輸左右眼圖像的技術(shù)。這種技術(shù)的必要條件是最近為L(zhǎng)CD(200/240Hz)和等離子(600Hz)推出的高幀頻顯示技術(shù)的實(shí)用性。

3.7 眼鏡

目前，提供可接受的3D觀看性能的唯一系統(tǒng)需要用戶戴上特殊眼鏡。為了避免改變屏幕的光學(xué)部分，大多數(shù)供消費(fèi)者使用的準(zhǔn)3D電視將使用主動(dòng)式快門眼鏡，這種眼鏡使用某種形式的鏈接(例如紅外線、藍(lán)牙，甚至簡(jiǎn)單的電線)，從而實(shí)現(xiàn)與電視同步。

4 現(xiàn)在是否已有3D節(jié)目素材可用?

若要享受3D體驗(yàn)，畫面素材需要以3D錄制，或者使用“阿凡達(dá)”等電影中的動(dòng)畫場(chǎng)景，這必須用電腦以3D形式生成。這意味著，就像使用任何新音頻或視頻播放格式一樣，必須在消費(fèi)者愿意投資該技術(shù)前制作足夠的節(jié)目素材。

預(yù)計(jì)在2011年會(huì)有大約200部電影和100個(gè)游戲。電影和游戲行業(yè)可以從中選擇，然后以兼容的2D磁軌制作光盤，開始3D素材的滲透，而無(wú)需安裝基本的BD播放器。

首先，在推出3D的前幾年，3D素材傳輸?shù)闹饕问绞荁lu-ray光盤。原因是向客戶提供3DBlu-ray光盤的基礎(chǔ)設(shè)施已具備。所有的客戶需求是一臺(tái)準(zhǔn)3DBD播放器和一臺(tái)準(zhǔn)3D電視。

4.1 可以像將舊電影轉(zhuǎn)換為高清電影一樣將舊電影轉(zhuǎn)換為3D電影嗎?

可以，但是這是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，需要計(jì)算機(jī)的算法精密和廣泛的手動(dòng)編輯才能達(dá)到令人滿意的結(jié)果。將2D電影轉(zhuǎn)換為3D電影將花費(fèi)很多時(shí)間，比將舊的黑白電影轉(zhuǎn)換為彩色電影或者將膠片電影轉(zhuǎn)換為Blu-ray電影所需要的時(shí)間多得多，而且結(jié)果還不盡人意。

4.2 廣播行業(yè)

然而，廣播行業(yè)也已表示了他們對(duì)這種新媒體的濃厚興趣。為了將公共3D廣播成為現(xiàn)實(shí)，還需要對(duì)廣播行業(yè)這一領(lǐng)域做出巨大的投資，但卻不會(huì)有任何明顯的商業(yè)利潤(rùn)。和高清電視一樣，因?yàn)樾枰诿棵腌妭鬏攦杀稊?shù)量的圖像，3D電視將再次增加所需的傳輸頻譜。這還需要引進(jìn)新的壓縮和傳輸格式，并推出新的接收器裝置。模擬到數(shù)字電視的轉(zhuǎn)變已經(jīng)表明這種過(guò)程非常慢。

因此，最初的3D廣播將通過(guò)線纜和衛(wèi)星操作員完成，因?yàn)樗麄儞碛袃?yōu)勢(shì)，能夠以按觀看付費(fèi)或延長(zhǎng)完整節(jié)目的形式對(duì)該內(nèi)容收費(fèi)。他們能夠?yàn)槠淇蛻籼峁?zhǔn)3D的機(jī)頂盒(有時(shí)只是對(duì)現(xiàn)有機(jī)頂盒的軟件進(jìn)行升級(jí))，這種機(jī)頂盒將連接客戶的準(zhǔn)3D電視，特別像BD播放器。

5 3D電視存在缺點(diǎn)嗎?

3D電視存在一些缺點(diǎn)。部分是基本缺點(diǎn)，而隨著時(shí)間的流逝，其他缺點(diǎn)則可以使用未來(lái)的全新技術(shù)解決。

5.1 對(duì)用戶的影響

一般而言，3D是更加真實(shí)的體驗(yàn)。觀眾更沉醉于3D體驗(yàn)中，因而容易感到疲勞，尤其是在節(jié)目持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的時(shí)候。一些人甚至?xí)谟^看3D素材時(shí)患運(yùn)動(dòng)病，而一些人則會(huì)有頭痛感。

但是，這些影響很罕見，且僅發(fā)生在少數(shù)人身上。

5.2 戴眼鏡的需要

需要戴眼鏡是今年和未來(lái)幾年推出的3D技術(shù)所宣布的主要缺點(diǎn)。這將使3D電視觀看無(wú)法成為與其他活動(dòng)相結(jié)合的休閑活動(dòng)。此原因?qū)⑾拗?D電視素材，使其成為人們要坐下才能觀看的節(jié)目類型。

在同一房間里沒有戴眼鏡的人將不能在屏幕上看到清晰圖像。電視將顯示雙圖像，這樣會(huì)令人心煩。對(duì)于在日常生活中就已戴眼鏡的人們而言，在他們的普通眼鏡上戴3D眼鏡，會(huì)存在劃傷兩個(gè)眼鏡的危險(xiǎn)，而且也無(wú)法實(shí)現(xiàn)最佳效果。其還存在光學(xué)瑕疵，例如反射或失真。

在不久的將來(lái)推出的大多數(shù)產(chǎn)品中，這種眼鏡將屬于主動(dòng)式眼鏡且需使用電池供電并定期更換電池。因此，眼鏡的重量將非常重，從而使長(zhǎng)時(shí)間配戴成為不愉快的體驗(yàn)。

首先，客戶已購(gòu)買的設(shè)備品牌有獨(dú)特的主動(dòng)式眼鏡。這意味著，如果朋友或家人擁有不同品牌的3D設(shè)備，就不可能使用他們帶來(lái)的眼鏡。不過(guò)，希望在未來(lái)幾年內(nèi)，該行業(yè)會(huì)使主動(dòng)式快門眼鏡的規(guī)格實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。

主動(dòng)式眼鏡以簡(jiǎn)單的LCD技術(shù)為基礎(chǔ)，這意味著其內(nèi)含偏光鏡。這又說(shuō)明它們與LCD屏幕的水平對(duì)齊非常重要。過(guò)度傾斜頭部(例如依靠在某人的一側(cè))將破壞3D效果，因?yàn)楸緛?lái)應(yīng)該進(jìn)入一只眼睛的圖像也會(huì)進(jìn)入另一只眼睛(串?dāng)_)，還會(huì)降低感覺到的圖像亮度，因?yàn)槠忡R會(huì)阻擋來(lái)自LCD面板的部分偏振光。這種缺點(diǎn)在等離子屏幕上不會(huì)發(fā)生，因?yàn)榈入x子屏幕不發(fā)射偏振光。

5.3 串?dāng)_

3D電視中的串?dāng)_是本來(lái)應(yīng)該進(jìn)入左眼的圖片與本來(lái)應(yīng)該進(jìn)入右眼的圖片的重影相干擾的現(xiàn)象，反之亦然。對(duì)觀眾而言，這會(huì)造成不清晰的3D圖像。

5.4 增加的能源消耗和降低的畫面亮度

最后但并非最不重要的一點(diǎn)是，3D電視直接與目前降低電視能耗的舉措相沖突，因?yàn)橛^眾感覺到的畫面亮度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常電視中的畫面亮度。這將使客戶有必要調(diào)高屏幕亮度，從而導(dǎo)致更高的能源消耗。因此，根據(jù)所使用的3D系統(tǒng)，電視在3D模式的能源消耗是正常2D模式下的2到4倍(在相同房間的亮度水平下進(jìn)行比較)。

通常，這種缺點(diǎn)表示在白天明亮的房間條件下觀看會(huì)對(duì)3D電視造成損害。這種現(xiàn)象的主要原因?qū)κ褂醚坨R的3D系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是基本原因。每個(gè)主動(dòng)式快門眼鏡的鏡片有一半的時(shí)間都是關(guān)閉的。同樣，每個(gè)被動(dòng)式偏光眼鏡的鏡片也會(huì)將進(jìn)入每只眼睛的光降低50%。實(shí)際眼鏡的亮度損失甚至比50%更高。

亮度損失和增加的能源損耗的第二個(gè)原因是LCD屏幕的穩(wěn)態(tài)式特性。該原因使左右圖像串?dāng)_，這僅能通過(guò)使用能夠降低屏幕光線輸出的黑色幀插入和/或黑光掃描來(lái)避免?；诘入x子的3D電視屏幕不存在此種缺點(diǎn)。