首頁 了不起的物理

20 不戴眼鏡的3D電影如何實現?

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我們去電影院裏看3D電影,必須要戴上一副3D眼鏡,才能看出立體的效果。現在有一種技術叫裸眼3D,不用借助任何工具,也能看到立體感的圖像。

首先要理解,人眼看東西是怎麽看出立體感的。關鍵在於“視差”,關於什麽是視差,我們在解釋3D電影原理的時候已經介紹過了。所有的3D成像技術,它的關鍵就是要讓你左右眼看到的東西有一定的差別,我們的大腦就會把這種差別認知為“立體感”。

裸眼3D不用戴3D眼鏡,對著屏幕也能看出立體感,這是怎麽做到的呢?

答案是一種叫“光柵”的光學裝置,光柵大概就是這樣一格一格排布的光學結構(如下頁圖)。我們知道光是電磁波,既然是波,就滿足波的疊加原理,不同的電磁波之間也會產生幹涉現象。電磁波是一種橫波,有波峰、波穀。如果光匯聚時,剛好是波峰和波峰相遇或者波穀和波穀相遇,就會越發明亮;如果是波峰和波穀相遇,那麽它們的振動相互抵消,就會顯得暗,這就是光的幹涉現象。

光柵的作用就是能讓光經過它反射出來,有些角度是增強的,有些角度則是抵消的。裸眼3D顯示屏本質上就是利用光柵的這個特性,在屏幕上顯示兩個有視差的圖像,隻不過它算好了角度,一個圖像如果被一隻眼睛看到,另外一隻眼睛相對於屏幕轉過的角度,就剛好是幹涉相消的角度,是看不見這個圖像的。這樣就做到了每隻眼睛分別隻能看到一個圖像,這兩個圖像之間有視差,於是你就能看出立體感了。

如果你離裸眼3D的電視很近,你就能看到兩個圖像的重影。但是這樣的技術目前還很不成熟,因為光柵結構具體在什麽角度是幹涉相長增強亮度,又在什麽角度幹涉相消減小亮度,其實跟光波的波長有關,而光波的波長決定了你看到的是什麽顏色。裸眼3D技術目前無法做到讓圖像顏色豐富地變化,我們現在能看到的裸眼3D大多是一些大色塊的卡通畫麵,如果要把裸眼3D的色彩和清晰度做到和3D電影一樣,還有很多技術有待研發。