虚实结合梦幻无限全面了解3D技术特性

　　2010年可以说是3D的元年，那么2011年会是3D飞速发展并且普及的元年么？这些很多都需要我们共同努力。

　　对于3D为什么不普及，我们需要深思，第一很多人并不了解3D，具体的概念并不了解，第二在技术上，3D还有许多需要解决的问题，第三成本上，需要做到大众的水平才能在社会中被普遍的接受和认可。那么今天小编就呆着这些问题，为大家搜集了一些相关的资料，以便大家能够对3D有一个初步的认识，对于未来我们要有一种渴望性，毕竟接受新鲜事物的同时，我们要了解它。

什么是3D

　　3D是three-dimensional的缩写，就是三维图形。在计算机里显示3d图形，就是说在平面里显示三维图形。不像现实世界里，真实的三维空间，有真实的距离空间。计算机里只是看起来很像真实世界，因此在计算机显示的3d图形，就是让人眼看上就像真的一样。

　　人眼有一个特性就是近大远小，就会形成立体感。计算机屏幕是平面二维的，我们之所以能欣赏到真如实物般的三维图像，是因为显示在计算机屏幕上时色彩灰度的不同而使人眼产生视觉上的错觉，而将二维的计算机屏幕感知为三维图像。基于色彩学的有关知识，三维物体边缘的凸出部分一般显高亮度色，而凹下去的部分由于受光线的遮挡而显暗色。

　　这一认识被广泛应用于网页或其他应用中对按钮、3d线条的绘制。比如要绘制的3d文字，即在原始位置显示高亮度颜色，而在左下或右上等位置用低亮度颜色勾勒出其轮廓，这样在视觉上便会产生3d文字的效果。具体实现时，可用完全一样的字体在不同的位置分别绘制两个不同颜色的2d文字，只要使两个文字的坐标合适，就完全可以在视觉上产生出不同效果的3d文字。

3D技术及其应用

　　3D技术是推进工业化与信息化“两化”融合的发动机，是促进产业升级和自主创新的推动力，是工业界与文化创意产业广泛应用的基础性、战略性工具技术，嵌入到了现代工业与文化创意产业的整个流程，包括工业设计、工程设计、模具设计、数控编程、仿真分析、虚拟现实、展览展示、影视动漫、教育训练等，是各国争夺行业制高点的竞争焦点。

　　经过多年的快速发展与广泛应用，近年3D技术得到了显著的成熟与普及；一个以3D取代2D、“立体”取代“平面”、“虚拟”模拟“现实”的3D浪朝正在各个领域迅猛掀起。

　　3D技术的应用普及，有面向影视动画、动漫、游戏等视觉表现类的文化艺术类产品的开发和制作，有面向汽车、飞机、家电、家具等实物物质产品的设计和生产，也有面向人与环境交互的虚拟现实的仿真和摸拟等。具体讲包括： 3D软件行业、3D硬件行业、数字娱乐行业、制造业、建筑业、虚拟现实、地理信息GIS、3D互联网等等。

　　统计表明，在现代工业产品开发生产过程中，70%错误在设计阶段已经产生，而80%的错误往往在生产或是更后续的阶段才被发现并进行修正。3D的突出优势在于能最大化的对产品进行仿真设计和用户沟通，尽可能早地将错误和需求变更解决在设计阶段，使产品开发周期缩短、生产成本降低，提升企业市场竞争优势。

　　在西方发达国家，3D已成为产品设计、制造、管理、市场、服务、消费等的创新基础和新的竞争高地；而掌握最前沿3D技术，也为他们把控产业链、获取巨额利润提供了依托。目前全球近80%的飞机与50%的汽车，使用法国达索系统的3D软件设计制造；欧特克更是在3D数字娱乐等众多领域引领全球创新走向。

　　欲善其事，先利其器。作为信息化条件下新的基本“语言”、“工具”和“平台”，3D技术的研发与应用关系着中国产业结构的提升，以及在下一波世界竞争中占据怎样的位置。没有3D技术与人才的支撑，产业升级、自主创新、文化软实力打造等将无从做起，“中国创造”将成为一句空话。把3D技术渗透到工业化与信息化“两化融合”的实践中，渗透到文化创意产业创新发展的实践中，渗透到新一代创新型实用人才培养的实践中，渗透到持续推动自主创新的进程中，不仅是技术能力建设，更是国家创新能力与文化软实力建设上台阶的重要基础。

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3D原理

　　目前的3D立体电影的制作有多种形式，其中较为广泛采用的是偏光眼镜法。它以人眼观察景物的方法，利用两台并列安置的电影摄影机，分别代表人的左、右眼，同步拍摄出两条略带水平视差的电影画面。

　　放映时，将两条电影影片分别装入左、右电影放映机，并在放映镜头前分别装置两个偏振轴互成90度的偏振镜。两台放映机需同步运转，同时将画面投放在金属银幕上，形成左像右像双影。当观众戴上特制的偏光眼镜时，由于左、右两片偏光镜的偏振轴互相垂直，并与放映镜头前的偏振轴相一致；致使观众的左眼只能看到左像、右眼只能看到右像，通过双眼汇聚功能将左、右像叠和在视网膜上，由大脑神经产生三维立体的视觉效果。展现出一幅幅连贯的立体画面，使观众感到景物扑面而来、或进入银幕深凹处，能产生强烈的“身临其境”感。

3D眼镜原理

　　这要从人眼看物体说起.人的两只眼睛同时观察物体,不但能扩大视野,而且能判断物体的远近,产生立体感.这是由于人的两只眼睛同时观察物体时,在视网膜上形成的像并不完全相同,左眼看到物体的左侧面较多,右眼看到物体的右侧面较多,这两个像经过大脑综合以后就能区分物体的前后、远近,从而产生立体视觉.

　　立体电影是用两个镜头如人眼那样从两个不同方向同时拍摄下景物的像，制成电影胶片。在放映时。通过两个放映机，把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映，使这略有差别的两幅图像重叠在银幕上。这时如果用眼睛直接观看,看到的画面是模糊不清的，要看到立体电影,就要在每架电影机前装一块偏振片,它的作用相当于起偏器。从两架放映机射出的光,通过偏振片后，就成了偏振光。

　　左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众处，偏振光方向不改变。观众用上述的偏振眼镜观看，每只眼睛只看到相应的偏振光图象，即左眼只能看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，这样就会像直接观看那样产生立体感觉.这就是立体电影的原理。

　　当然,实际放映立体电影是用一个镜头,两套图象交替地印在同一电影胶片上,还需要一套复杂的装置.这里就不涉及了.

3D引擎

　　3D引擎是将现实中的物质抽象为多边形或者各种曲线等表现形式，在计算机中进行相关计算并输出最终图像的算法实现的集合。

　　3D引擎根据是否能够被主流计算机即时计算出结果分为即时3D引擎和离线3D引擎。PC机及游戏机上的即时3D画面就是用即时3D引擎运算生成的，而电影中应用的3D画面则是用离线3D引擎来实现以达到以假乱真的效果。

　　3D引擎对物质的抽象主要分为多边形和NURBS两种。在即时引擎中多边形实现已经成为了事实上的标准，因为任何多边形都可以被最终分解为容易计算和表示的三角形。而在离线引擎中为了追求最好的视觉效果会使用大量的NURBS曲线来实现多边形很难表现出的细节和灵活性。

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彩色立体三维技术

　　原理是通过物理学原理，使用不同颜色的滤光片进行画面滤光，使得一个图片能产生出两幅图像，最常见的滤光片颜色通常是红/蓝，红/绿，或者红/青。

偏振三维技术

　　3D信号同时输出到两台性能参数完全相同的投影机中，通过加装在投影机镜头前方的偏振镜片进行水平和垂直方向上的滤光，实现图像分离。再通过偏光眼镜从左右眼分别观看水平和垂直方向上的影像，从而在人眼中形成影像叠加，实现3D效果。

立体三维技术

　　立体三维技术的实现需要三个要素，首先投影画面的刷新率需要达到每秒120帧，其次需要一个红外信号发射器，另外就是需要一个可以接收红外信号的3D立体眼镜。当3D信号通过电脑(或者其他设备)输入到投影机中，图像以帧序列的格式实现左右帧交替产生，通过红外发射器将这些帧信号传输出去，负责接收的3D眼镜在实现信号同步的同时与左右帧图像进行同步交替开关。从而观看到立体影像。

DLP Link

　　DLP Link技术的原理与立体三维技术大致相同，唯一的区别是3D信号的传输不是由红外装置，而是通过DLP投影机中的DMD芯片的闭合来控制3D信号的传输。由于DMD芯片的变换频率是以微秒为单位，因此人眼戴上立体眼镜观看过程中几乎是感觉不到信号的变化。这样的好处是信号传输更稳定，并且不受视角的影像。

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　　全息投影是一种无需配戴眼镜的3D技术，观众可以看到立体的虚拟人物。这项技术在一些博物馆应用较多。全息立体投影设备不是利用数码技术实现的，而是投影设备将不同角度影像投影至一种国外进口的全息膜上，让你看不到不属于你自身角度的其他图像，因而实现了真正的全息立体影像。

360度幻影成像系统

　　360度幻影成像是一种将三维画面悬浮在实景的半空中成像，营造了亦幻亦真的氛围，效果奇特，具有强烈的纵深感，真假难辩。形成空中幻象中间可结合实物，实现影像与实物的结合。也可配加触摸屏实现与观众的互动。可以根据要求做成四面窗口，每面最大2-4米。可做成全息幻影舞台，产品立体360度的演示；真人和虚幻人同台表演；科技馆的梦幻舞台等。

　　适合表现细节或内部结构较丰富的个体物品，如名表、名车、珠宝、工业产品、也可表现人物、卡通等，给观众感觉是完全立体的。

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缺陷

　　快门式3D技术中使用的主动式快门眼镜有可能引发会产生癫痫、中风和其他一些人体不适。这种眼镜的原理是：每秒交替使用左右眼30次或60次，相当于拿一个高频闪光灯对着你的脸。你也许知道这会产生一些不良的后果（例如癫痫），看过3D电影的人应该都了解，看完电影头晕、恶心和疲劳等症状并不少见。不断的闪烁、高频率接收不同的信息会导致虹膜和晶状体肌肉疲劳。

　　也有观点认为，不论是否使用快门眼镜，3D都会给人带来伤害。他们的观点很容易理解：你是在欺骗自己的眼睛和大脑强制认为某些不是很远的地方位于很远的位置。　　虽然被普遍使用，但是快门式也存在着些缺点：

　　一：眼镜的问题，首先眼镜是需要配备电池的，但是眼镜必须要带着才能欣赏电视节目，那么电池产生电流的同时发射出来的电磁波产生辐射，会诱发想不到的病变。

　　二：画面闪烁的问题，3D眼镜闪烁的问题，主要体现在快门式3D眼镜，目前3D眼镜左右两侧开闭的频率均为50/60Hz，也就是说两个镜片每分钟各要开合50/60次，即使是如此快速，用户眼镜仍然是可以感觉得到，如果长时间观看，眼球的负担将会增加。

　　三：亮度大大折扣，带上这种加入黑膜的3D眼镜以后，每只眼睛实际上只能得到一半的光，因此快门式看出去，就好像戴了墨镜看电视一样，并且眼镜很容易疲劳。

如何预防

　　遗憾的是，我们无法减少观看3D电影的风险，能做的只是控制自己。

　　1、中途休息，稍后再看。
　　2、限制孩子们观看3D的时间。
　　3、不要购买主动快门显示器。
　　4、不和3D沾边直至3D技术变得完善。

不闪式3D的优越性

　　1.没有闪烁。能体现让眼睛非常舒适的3D影像。不闪式3D没有电力驱动，可舒适佩戴眼镜并且全然没有闪烁感。因此可以尽情享受让眼睛非常舒适的3D影像。看实际测量闪烁程度的数据就能知道数据几乎是零，不会有头晕的状态出现。

　　2.可视角度广。观看不闪式3D电视时只要是在推荐距离内，在任何角度观看，它的画面效果、色彩表现力都不打折扣，可以在没有角度限制的情况下去享受完美震撼的3D影像。

　　3.能够用轻便舒适的眼镜享受3D影像。不闪式3D眼镜轻便、价格合理，还可以使用夹套眼镜让配戴眼镜的人也能舒服使用。

　　4.体现没有重叠画面的3D影像。画面重叠现象是因为右侧影像进入左侧眼睛或左侧影像进入右侧眼睛而发生的。不闪式3D所使用的特殊薄膜分离左右影像后体现3D影像，所以不会发生画面重叠现象享受好像看到活生生的真实物体的立体影像。通过实际测量画面重叠的数据就能知道不闪式3D的重叠数据是人无法感知的水平。

　　5.体现没有画面拖拉现象的高清晰3D影像。不闪式3D能够体现1秒钟240张3D合成影像。所以在相同的时间里，不闪式3D能表现更多的画面情报而体现没有拖拉的高清晰立体影像。所以不闪式3D也被称作世界唯一的240赫兹3D电视。

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