3D即將全面普及！第二代立體幻境解析
泡泡網(wǎng)顯卡頻道10月19日 近幾年來人們對于視覺體驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，帶動(dòng)了顯示技術(shù)的快速發(fā)展。在短短不到幾十年的時(shí)間里，已經(jīng)發(fā)展為接近于完美的3D立體視覺。這些巨大的轉(zhuǎn)變相信大家都是有目共睹，傳統(tǒng)的3D技術(shù)可使前景對象“延伸”至觀眾的視野，而最新的3D的影像則凸顯了前景與周圍環(huán)境之間的落差感和層次感，令人擁有更加身臨其境的感覺。
NVIDIA早在2009年的CES上就正式宣布推出3D立體視覺技術(shù)——專為GeForce顯卡打造的“GeForce 3D Vision”。這項(xiàng)技術(shù)就是針對家庭用戶而推出，主打立體游戲概念。而在兩年后的現(xiàn)在，NVIDIA已經(jīng)推出了基于該技術(shù)的3套完整方案——3D Vision Surround、3D Vision以及3D Vision Discover，從而滿足了不同價(jià)位段的需要。最近NVIDIA對原有技術(shù)進(jìn)行了大幅改進(jìn)推出了第二代3D Vision技術(shù)，下面小編就為大家詳細(xì)介紹一下。
人類觀察到的世界為什么是立體的？答案很簡單，因?yàn)槿碎L著兩只眼睛。人雙眼大約相隔6.5厘米，觀察物體(如一排重疊的保齡球瓶)時(shí)，兩只眼睛從不同的位置和角度注視著物體，左眼看到左側(cè)，右眼看到右側(cè)。這排球瓶同時(shí)在視網(wǎng)膜上成像，左右兩面的印象合起來人就得到對它的立體感覺了。引起這種立體感覺的效應(yīng)叫做“視覺位移”。用兩只眼睛同時(shí)觀察一個(gè)物體時(shí)物體上每一點(diǎn)對兩只眼睛都有一個(gè)張角。物體離雙眼越近，其上每一點(diǎn)對雙眼的張角越大，視差位移也越大。
正是這種視差位移，使我們能區(qū)別物體的遠(yuǎn)近，并獲得有深度的立體感。對于遠(yuǎn)離我們的物體，兩眼的視線幾乎是平行的，視差位移接近于零，所以我們很難判斷這個(gè)物體的距離，更不會(huì)對它產(chǎn)生立體感覺了，夜望星空你會(huì)感覺到天上所有的星星似乎都在同一球面上，分不清遠(yuǎn)近，這就是視差位移為零造成的結(jié)果。
當(dāng)然，只有一只眼的話，也就無所謂視差位移了，其結(jié)果也是無法產(chǎn)生立體感。例如，閉上一只眼睛去做穿針引線的細(xì)活，往往看上去好像線已經(jīng)穿過針孔了，其實(shí)是從邊上過去的，并沒有穿進(jìn)去。而現(xiàn)在我們所看到的圖片、電影、玩的游戲都是平面景物，雖然圖像效果非常逼真，但由于雙眼看到的圖像完全相同，自然就沒有立體感可言。
● 立體電影拍攝并不神秘：模擬雙眼
雙鏡頭同步拍攝景物，立體電影并不神秘
立體攝像頭：按照人眼間距并排放置兩個(gè)攝像頭
既然通過雙眼觀察世界才能獲得立體感，那么想要獲得立體的圖像也需要兩臺(tái)照相機(jī)或攝像機(jī)，由此就誕生了“虛擬立體顯示”技術(shù)，最早引入該技術(shù)的是立體電影。立體電影從拍攝開始，就模擬人眼觀察景物的方法，用兩臺(tái)并列安置的攝影機(jī)，同步拍攝出兩條略帶水平視差的電影畫面，這樣影片所包含的信息就與人的雙眼親臨拍攝現(xiàn)場所看到的畫面毫無二致了。
通過前面的介紹就可以明白，立體電影/視頻的拍攝其實(shí)很簡單，并排放置兩個(gè)鏡頭同步拍攝就行了，雖然其中還涉及視頻幀合成方面的內(nèi)容，但理解起來并不困難。不過，想要把立體圖像顯示給人眼看可不容易，如何才能做到左眼只看左攝像頭的圖像、右眼只看右攝像頭的圖像呢？
● 立體電影放映：偏振分光技術(shù)
電影院放映采用的是偏振法，通過兩個(gè)放映機(jī)，把兩個(gè)攝影機(jī)拍下的兩組膠片同步放映，使這略有差別的兩幅圖像重疊在銀幕上。這時(shí)如果用眼睛直接觀看，看到的畫面是重影模糊不清的，要看到立體電影，就要在每架電影機(jī)前裝一塊偏振片。從兩架放映機(jī)射出的光，通過偏振片后，就成了偏振光。左右兩架放映機(jī)前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而產(chǎn)生的兩束偏振光的偏振方向也互相垂直。
看立體電影需要帶上偏振眼鏡
這兩束偏振光投射到銀幕上再反射到觀眾處，偏振光方向不改變。當(dāng)觀眾帶上偏振眼鏡后，左右兩片偏振鏡的偏振軸互相垂直并與放映鏡頭前的偏振軸一致，所以每只眼睛只看到相應(yīng)的偏振光圖象，即左眼只能看到左機(jī)映出的畫面，右眼只能看到右機(jī)映出的畫面，這樣就會(huì)像直接觀看那樣產(chǎn)生立體感覺。
● 偏振光技術(shù)簡介：
為什么帶上偏振眼睛后能使左右眼看到完全不同的圖像？確實(shí)不太容易理解，關(guān)于偏振光和偏振眼鏡的原理，由于涉及內(nèi)容比較多，這里僅作簡要介紹。
光就是由互相垂直的電場和磁場形成的一種電磁波，自然光是很多電磁波的混合物，它在各個(gè)方向的振動(dòng)是均勻的。當(dāng)它以特定的角度(布儒斯特角)經(jīng)過非金屬表面后反射形成的眩光是偏振光。偏離了這個(gè)角度，就會(huì)有部分非偏振光混雜在偏振光里。部分偏振光是有程度的，偏離的角度越大，偏振光的成分越少，最終成為非偏振光。有了偏振光，有時(shí)會(huì)給我們照相帶來不利。玻璃表面的反射光，使我們拍攝不到玻璃櫥窗里面的東西，水面的反射光使我們拍攝不到水中的魚……
但利用偏振光的這種特性正好滿足立體電影的需求——讓左右眼看到完全不同的畫面。通過給兩個(gè)投影機(jī)加裝偏振片，讓投影機(jī)投射出互相垂直的完全偏振光波，然后觀眾通過特定的偏振眼鏡，就能讓左右眼看到各自不同的畫面而互不干涉。
當(dāng)然，實(shí)際放映立體電影是用一個(gè)鏡頭，兩套圖象交替地印在同一電影膠片上，還需要一套復(fù)雜的裝置，這里就不做深究了。
利用偏振原理實(shí)現(xiàn)立體電影的效果是最好的，但要在家庭影院或者個(gè)人電腦上實(shí)現(xiàn)的難度很大，除非你使用2臺(tái)加裝了偏振光鏡頭的投影儀和2張不同角度拍攝的DVD和專業(yè)的播放設(shè)備和同步器，這樣復(fù)雜的裝備還有高昂的成本是大眾無法接收的。因此就誕生了比較廉價(jià)的實(shí)現(xiàn)方案——光譜分光技術(shù)，俗稱為紅綠濾光或紅藍(lán)濾光。
● 紅藍(lán)/紅綠濾光技術(shù)介紹：
紅藍(lán)3D眼鏡
使用濾光技術(shù)制作的立體電影，在拍攝時(shí)給左右攝影機(jī)鏡頭前分別加裝藍(lán)/紅濾光鏡，只允許藍(lán)/紅光通過，阻止大部分紅/藍(lán)光。當(dāng)然現(xiàn)在的影片拍攝并不一定要用濾光鏡，事實(shí)上通過后期處理也能剔除一些色彩(如Photoshop的濾鏡)。
當(dāng)觀眾看電影時(shí)需要帶一個(gè)紅藍(lán)濾光眼鏡，此時(shí)左放映機(jī)的畫面通過紅色鏡片(左眼)，拍攝時(shí)剔除掉的紅色像素自動(dòng)還原，從而產(chǎn)生真實(shí)色彩的畫面，當(dāng)它通過藍(lán)色鏡片(右眼)時(shí)大部分被過濾掉，只留下非?；璋档漠嬅妫@就很容易被人腦忽略掉；反之亦然，右放映機(jī)拍攝到的畫面通過藍(lán)色鏡片(右眼)，拍攝時(shí)剔除掉的藍(lán)色像素自動(dòng)還原，產(chǎn)生另一角度的真實(shí)色彩畫面，當(dāng)它通過紅色鏡片(左眼)時(shí)大部分被過濾掉，只留下昏暗畫面，人眼傳遞給大腦后被自動(dòng)過濾。
然后，左右眼把看到的圖像傳遞給大腦后，大腦會(huì)自動(dòng)接收比較真實(shí)的畫面，而放棄昏暗模糊不清的畫面，從而根據(jù)色差位移產(chǎn)生立體感和距離感。
《地心歷險(xiǎn)記》3D版：直接看的效果是重影、偏色
使用濾光原理制作的電影完全可以兼容所有的顯示設(shè)備，我們只需要一副成本幾元錢的紅綠眼鏡就夠了。事實(shí)上早期的或者低端的立體電影院就使用了這種方案，雖然效果比較差，但也算是聊勝于無吧。
立體攝像頭使用的也是紅藍(lán)濾光技術(shù)
現(xiàn)在已經(jīng)有很多大片提供了紅綠或者紅藍(lán)濾光的3D版下載，很多朋友看了之后覺得頭暈?zāi)垦?、眼睛疲勞、邊緣色彩不正常、重影等諸多問題，最大的原因就是濾光眼鏡和影片不配套所致，另外距離屏幕太近也不容易產(chǎn)生立體感，這個(gè)就需要大家自行研究調(diào)整了。
偏振分光技術(shù)效果優(yōu)秀、但實(shí)現(xiàn)難度太大，紅藍(lán)濾光技術(shù)成本最低、但效果不如人意，難道就沒有更好的立體顯示技術(shù)嗎？現(xiàn)在就給大家介紹一種歷史悠久、但卻沒能得到普及的技術(shù)——時(shí)分法遮光技術(shù)，又稱液晶分時(shí)技術(shù)。
● 液晶分時(shí)技術(shù)
這項(xiàng)技術(shù)根據(jù)字面意思就很容易理解其工作原理，它的主要技術(shù)在眼鏡上。它的眼鏡片是可以分別控制開閉的兩扇小窗戶，在同一臺(tái)放映機(jī)上交替播放左右眼畫面時(shí)，通過液晶眼鏡的同步開閉功能，在放映左畫面時(shí)，左眼鏡打開右眼鏡關(guān)閉，觀眾左眼看到左畫面，右眼什么都看不到。同樣翻轉(zhuǎn)過來時(shí)，右眼看右畫面，左眼看不到畫面，就這樣讓左右眼分別看到左右各自的畫面，從而產(chǎn)生立體效果。
雖然眼鏡鏡片的切換很關(guān)鍵，但實(shí)際上原始顯示設(shè)備更關(guān)鍵，假如顯示器的刷新率是60Hz，那么通過遮光眼鏡后左右眼看到的畫面實(shí)際刷新率只有30Hz，這樣的刷新率下長時(shí)間很容易產(chǎn)生視覺疲勞，所以“時(shí)分法遮光技術(shù)”要求顯示器刷新率至少為100Hz，非常好的值是120Hz。
CRT時(shí)代，高端顯示器很容易達(dá)到120Hz，因此10年前就出現(xiàn)過一些3D眼鏡，游戲玩家得以率先體驗(yàn)立體顯示效果。但相信很多人都有切身感受，85Hz以下的刷新率對于CRT顯示器來說都是非常閃的，60Hz完全不夠看。CRT顯象管時(shí)時(shí)刻刻都處在閃爍狀態(tài)，因此CRT與遮光眼鏡的時(shí)鐘同步要求非常精確，否則就會(huì)產(chǎn)生視覺混亂。
但隨著近年來液晶技術(shù)的長足發(fā)展，液晶甚至等離子面板都已經(jīng)相繼誕生120Hz的產(chǎn)品，液晶分時(shí)技術(shù)又重新煥發(fā)了活力。難關(guān)攻克，“液晶分時(shí)技術(shù)”封印開啟，王者歸來！
目前最為成熟的解決方案就是NVIDIA推出的GeForce 3D Vision技術(shù)，全套組件包括：無線分時(shí)眼鏡、紅外發(fā)射器、120Hz高刷新率顯示器、配套驅(qū)動(dòng)。有了這一套完整的解決方案，廣大游戲玩家就可以輕松享受真正具有立體感、距離感的游戲。
NVIDIA在CES 2009上正式宣布推出業(yè)界第一套高清3D立體視覺方案，專為GeForce顯卡打造的“GeForce 3D Vision”。其核心配件就是一副采用液晶分時(shí)技術(shù)的3D眼鏡，附帶大功率USB紅外接收器，用來和3D眼鏡同步遮光頻率，當(dāng)然還需要一臺(tái)刷新率達(dá)120Hz顯示器的支持，可以是液晶顯示器、等離子電視或者投影儀。
其中無線3D眼鏡的視距最大約6米，內(nèi)置電池供電，可以連續(xù)工作40小時(shí)以上，眼鏡空閑十分鐘后會(huì)自動(dòng)關(guān)閉以節(jié)約電池電力，電池可通過mini USB口充電，使用非常簡單方便。紅外發(fā)射器通過USB接口與電腦鏈接，紅外接收半徑大約6米。
除了硬件部分之外，真正核心部分在于驅(qū)動(dòng)支持和游戲優(yōu)化方面，據(jù)NVIDIA稱，GeForce 3D Vision無需修改游戲設(shè)置，只要搭配NVIDIA顯卡和最新版Forceware顯卡驅(qū)動(dòng)及立體驅(qū)動(dòng)程序，可以自動(dòng)給PC游戲帶來立體效果，諸如《Crysis》、《英雄連》、《虛幻競技場3》、《失落星球》、《鬼泣4》等等大作可立竿見影帶來立體效果。
目前支持3D立體幻境的游戲超過550款，3D立體幻境生態(tài)系統(tǒng)一直也在不斷的增長，包括在一體機(jī)、投影儀，生態(tài)系統(tǒng)都在不斷的壯大。3D顯示器在2010年第一季度和第二季度增長率達(dá)到112%，所以有越來越多的用戶在購買顯示器的時(shí)候，會(huì)愿意多花一點(diǎn)錢去選擇一個(gè)具有未來性的3D顯示器。像筆記本的增長比以前增加126%，很多用戶在買筆記本的時(shí)候也愿意多花一點(diǎn)錢，去選擇一個(gè)支持3D的筆記本。
NVIDIA在第二代3D眼鏡做了很多的改進(jìn)，首先NVIDIA覺得原來的鏡片比較小，所以如果游戲玩家常常在瞄的時(shí)候，你可能會(huì)看到顆粒的部分，所以第二代在這個(gè)部分把鏡片給加大，把鏡片加大20%。游戲玩家在看整個(gè)熒幕的視角，不會(huì)有任何的死角。另外增加了27寸的顯示器，是華碩的，在第一代的3D也是沒有的。
第二代眼鏡的最重要提升叫LightBoost的技術(shù)，主要是亮度的提升技術(shù)。以往3D眼鏡有很多的用戶和媒體反映，進(jìn)入3D以后這個(gè)亮度會(huì)減低很多，在玩游戲的時(shí)候沒有一般的顯示器亮。第二代的眼鏡可以明顯看到比第一代的畫面更亮得多。
1、在桌面上空白的地方點(diǎn)擊右鍵，選擇NVIDIA控制面板，進(jìn)入NVIDIA控制面板；
2、在控制面板左邊的樹形目錄上懸著“設(shè)置3D立體視覺”；
3、進(jìn)入“3D立體視覺設(shè)置“的子頁面，勾選“啟用3D立體視覺”，然后點(diǎn)擊“應(yīng)用”按鈕確認(rèn)；
4、點(diǎn)擊“運(yùn)行設(shè)置向?qū)А薄?/P>
運(yùn)行設(shè)置向?qū)е螅覀儗?huì)看到如下圖所示的界面，整個(gè)設(shè)置步驟實(shí)際上也非常簡單：
選擇眼鏡模式
打開眼鏡
5、按照頁面的提示，戴上3D眼鏡之后分別閉上右眼與左眼，然后選擇你所看到的圖像，正確的是左眼只能看到六邊形，右眼只能看到三角形，設(shè)置正確之后繼續(xù)點(diǎn)擊下一步，將出現(xiàn)如下圖所示的界面；
6、上面的界面是為了檢測使用者能否看到3D立體效果，大家仔細(xì)看上面的大圖，然后根據(jù)你所看到的內(nèi)容選擇下面的小圖，正確的是選擇左邊的圖像；
設(shè)置完成
退出設(shè)置之后，你還可以點(diǎn)擊面板上的動(dòng)態(tài)3D視覺測試，來體驗(yàn)動(dòng)態(tài)的3D立體畫面，畫面中可以看到NVIDIA的Logo以及文字都在一個(gè)隧道中前后移動(dòng)，效果非常棒。
每到評測3D顯示設(shè)備，如何客觀的表達(dá)其效果是最痛苦的事情，因?yàn)闊o法通過最直觀的攝影去表達(dá)。光小編一個(gè)人說好、效果明顯，不但會(huì)因人而異，還會(huì)被網(wǎng)友懷疑偏袒。因此小編找來幾名同事進(jìn)行體驗(yàn)，看看他們對3D眼鏡的感受如何。
“玩過一會(huì)之后感覺好多了，游戲立體感很強(qiáng)，這種感覺前所未有，現(xiàn)在就期待著能把眼鏡的功能轉(zhuǎn)移到屏幕表面，不知道會(huì)不會(huì)實(shí)現(xiàn)。還有就是如果說能廣泛把3D視覺系統(tǒng)的效果應(yīng)用于網(wǎng)吧，相信會(huì)迷倒更多的網(wǎng)絡(luò)游戲發(fā)燒友?！?/P>
“3D視覺化技術(shù)給我們游戲帶來了全新的體驗(yàn)，立體感比較強(qiáng)，給游戲增加了更多新意的體驗(yàn)。并且第二代眼鏡佩戴起來更為舒適，亮度也更高，明顯優(yōu)于第一代產(chǎn)品。”
“戴上眼鏡后渾身一震，這效果要比之前的紅藍(lán)眼鏡強(qiáng)多了，隨著3D技術(shù)的進(jìn)步，人機(jī)的這種互動(dòng)體驗(yàn)更加真實(shí)，盡管人們更期待裸眼3D，但是在當(dāng)前這種環(huán)境下，能體驗(yàn)到這種3D效果已經(jīng)是很不錯(cuò)了?！?/P>
由于第二代3D眼鏡僅僅只是升級了眼鏡結(jié)構(gòu)和液晶面板等外圍設(shè)備，對游戲性能并沒有任何改變，因此小編在性能測試部分一帶而過，只為大家測試一下主流級的GTX560在關(guān)閉或開啟兩種3DVision下的性能表現(xiàn)。
● 測試平臺(tái)
● DX11游戲：《塵埃2》
● DX11游戲：《Aliens vs. Predator》
● DX11游戲：《叛逆連隊(duì)2》
● DX10游戲：《沖突世界》
● DX9C游戲：《星際爭霸》
由測試結(jié)果可以看到，在開啟3DVision之后游戲幀數(shù)下降了一半左右。這主要是因?yàn)樵?D模式下，顯卡在同一時(shí)間要分別渲染左眼和右眼的內(nèi)容，并最終拼合在一起，因此性能下降一半也不難理解。
最后再來說一下第二代3D眼鏡的價(jià)格，它的定價(jià)比以前第一代更便宜，人民幣價(jià)錢也更便宜，中國區(qū)的定價(jià)是1099，比現(xiàn)在在市面上買的第一代的眼鏡更加便宜，如果只買一個(gè)眼鏡不含發(fā)射器，就是799元?，F(xiàn)在在市面上要買LightBoost顯示器，都會(huì)跟眼鏡捆綁銷售。
從我們前面的介紹中可以預(yù)見，3D圖像技術(shù)已經(jīng)向著平民化快速發(fā)展。想要體驗(yàn)真3D效果的用戶，已經(jīng)不需要再花昂貴的價(jià)錢去到電影院去觀看可憐的3D影片。隨著各種3D設(shè)備的不斷推出，相信在不久的將來，全面普及3D圖像技術(shù)將成為可能。■<
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