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智能电视系列(5)-技术欺骗了你

新用户907495444 · 2013-04-23
岁月的流失,任谁都无法挽回,技术的更迭,也概莫能外。每一项技术就是一个鲜活的生命,悄然来到这世上,一点点地发展,直到被另一个全新的技术所替代,变作一抔黄土。当下的双目3D显示技术,历经百多年发展,正被广泛应用于电影电视的制作和播放之中。然而,这种需要佩戴眼镜的3D技术,虽可说渐趋完善,却也隐含了一层“行将终结”的意味:“完善”至无可突破,则必会有新兴技术“革命”而来。


岁月的流失,任谁都无法挽回,技术的更迭,也概莫能外。每一项技术就是一个鲜活的生命,悄然来到这世上,一点点地发展,直到被另一个全新的技术所替代,变作一抔黄土。当下的双目3D显示技术(Binocular Vision),历经百多年发展,正被广泛应用于电影电视的制作和播放之中。然而,这种需要佩戴眼镜的3D技术,虽可说渐趋完善,却也隐含了一层“行将终结”的意味:“完善”至无可突破,则必会有新兴技术“革命”而来。

1838年惠斯通(Sir Charles Wheatstone)爵士发表奠基性论文《一些惊奇而未曾发现的双目视觉现象》[1],提出了基于视觉差异(Disparity)来构造3D图像的理论。自此而今,后辈们在这条道路上穷思极智、前行不止,即便其间历经两次世界大战,却也不曾耽搁了分毫。终于,3D图像技术在美军的模拟飞行器里茁壮成长之后,经民用化,便衍生出许多酷玩的电影电视产品来。

自2009年Avatar引爆立体电影之后,3D功能旋即成为了智能电视的标配。说起3D功能,我不禁想起了普希金的诗句:“假如生活欺骗了你,请不要悲伤。”[2]那么同样,假如技术“欺骗”了你,也无需捉急,它一定是为了给你带来更加逼真的实感体验。

就本质而言,3D功能的确是一种“骗人”的技术。在当前的3D技术里,屏幕从未制造出一个真正的三维物体,它只不过利用了人们双眼对于所观察物体的差异性,“欺骗性”地构造出左右两幅不同的平面图像,再通过3D立体眼镜把这两幅图像分别映射到两只眼睛里:左眼只能看到左图,右眼只能看到右图。

在目前的智能电视里,最为流行的两种3D立体眼镜是:偏光眼镜(Polarized Glass)和快门眼镜(Shutter Glass)。偏光眼镜需要与偏光显示器配合使用,才能呈现出3D效果。偏光显示器的奇偶行分别显示出两种互成正交光线的图像,也称极性化图像。这两个图像分别对应于偏光眼镜的左右镜片,即一边的镜片只能透过一种固定极性的图像。于是,透过镜片,我们的两只眼睛会看到两个不同的图像,再经大脑自动合成之后,就会达到立体成像的效果。

快门眼镜也需与显示器配合,但其原理却与偏光眼镜不同。快门眼镜所需的显示器,在刷新频率上要比普通显示器快一倍,从而能在时序上,交错显示左右图像。与此同时,快门眼镜的左右镜片会与显示器同步,左图显示时左镜片打开,右图显示时右镜片打开。如此,我们的两只眼睛也会看到两个不同的图像,进而合成为3D图。


无论上述哪一种方案,在现有图像处理算法的辅助下,都已经达到了相当不错的显示效果,可以说,算是比较成熟的3D显示技术。

然而,立体眼镜的存在,却并不是人们所习惯的自然方式,只有无镜的裸眼方式才是3D技术的未来。当前,有两种裸眼3D技术颇具潜力:透镜阵列显示技术(Lenticular Lens)、基于人眼/头部跟踪的3D渲染技术(Eye/Head Tracking-based 3D Rendering)。

透镜阵列的原理与立体眼镜相同,只不过把原本由镜片担当的区分左右图像的功能,交由显示器负责。这种显示器的最外面贴有一层特殊的圆柱体透镜阵列,经过精确的距离计算,可以把左右图像分别投射到观众的左右眼里,从而省去了穿戴眼镜的麻烦。

基于人眼/头部跟踪的3D渲染技术,则与前面所描述的双目视觉原理有着本质上的不同。这种技术并不用构造两幅不同的左右图像,而是通过探测观众眼睛或头部的位置,实时渲染出单一的匹配图像,使得观众产生出一种“可以从不同角度观察物体”的立体幻觉。苹果曾在2012年12月,向美国专利局提交了一个此类专利,其核心就是要将基于人眼跟踪的3D技术应用到iPhone/iPad的图形界面上。(在App Store里有一个叫i3D的演示应用,大家不妨下载一试)


天道易变,人心向强,这世上总有更新更强的技术,把旧的事物尘封作古。殊无例外,3D眼镜也终将会成为历史进程里一粒微不可察的尘埃。若干年后,当我们沉浸在浑然一体的新型3D技术里,以至于司空见惯的时候,还是否有人能惦记起现在这些遥远到不可想象的古老传奇?

[1] Charles Wheatstone, “Contributions to the Physiology of Vision - Part the First: On some remarkable, and hitherto unobserved, Phenonmena of Binocular Vision”, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 1838, 128 (0): 371-394

[2] 出自普希金《假如生活欺骗了你》诗句:If by life you were deceived, Don’t be dismal, don’t be wild.

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2013-04-23

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