癮科技談3D(03)3D原理探討-偏光鏡3D技術


為什麼平面的螢幕,能產生出彷彿東西都要從螢幕中跳出來,伸手就可以摸到的效果?這一切的關鍵,就在於人類眼睛和大腦的合作。相較於許多眼睛長在頭的兩側的動物,人類的眼睛是正正地朝前的 -- 雖然犧牲了整體視野,但卻有更大的一部份,兩隻眼睛是重疊的。因為兩隻眼睛的位置並不一樣,重疊的區域內看到的影像也會略有些不同,稱為「視差」。我們的大腦就會根據這個視差,自動的計算出物體的距離,產生出一個「立體」的影像。

要讓平面的螢幕產生出立體,就是要讓兩隻眼睛雖然看著同一個螢幕,但卻要看到略有偏差的兩個不同畫面。這要怎麼做到呢?其中一個技術就稱為「偏光鏡眼鏡」技術。大部份現有的偏光鏡都運用了一種稱為「圓偏光鏡」的物理原理,將光線分成順時針和逆時針兩個偏轉方向。順時針轉的光只能穿透對應的偏光鏡片,逆時針轉的光亦然。利用這樣的原理,就可以將對應到左眼和右眼的影像分開來。


在實作上,這技術大部份都用在投影的領域,特別是電影院裡,因為偏光鏡眼鏡的單價低,就算被觀眾弄壞了賠起來也比較不心疼。不過投影機的系統本身就會價格比較高昂,因為要不然是要在投影機前裝置一個能快速(每秒 48 次)改變偏光方向的偏光鏡,要不然就是要採用雙投影機,兩種方式都所費不貲。在液晶螢幕上,也有技術是將畫面的單數行上方裝置一個偏光方向的偏光濾鏡,雙數行的上方裝置另一個方向的方式來分開左右眼的畫面,目前市面上有電視和電腦採用這樣的螢幕,不過並不多見。


偏光眼鏡最大的優勢就是眼鏡輕巧,價格低廉,而且偏光鏡片可以做得蠻大的,就算戴著眼鏡也不會被遮著視線。但是,當應用在液晶螢幕上時,卻容易給人解析度降低了的感覺(因為每隻眼睛只看到一半的畫面),而且偏光眼鏡因為會擋掉一部份進來的光線,所以看到的畫面會變暗,彷彿戴著墨鏡在螢幕一樣。再者,偏光鏡有時在畫面的邊緣,會感覺有一點殘影,無法像主動式快門(另一種技術)那麼清晰。

偏光鏡眼鏡式的 3D 要進入一般家庭會比較困難,因為這意味著要有特殊開發的液晶螢幕表面。但偏光鏡眼鏡有價格低廉的優勢,如果對應的螢幕能普及的話,偏光鏡 3D 是很有前途的呢!

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