浅谈3D电视立体成像原理

我们的两只眼睛相距6-7厘米左右两只眼睛看物体时是从不同角度看到的两个稍有差别的图象，大脑将这两个具有视察的图象合成后形成立体的感觉，立体图像通俗的讲就是利用人们两眼视觉差别和光学折射原理在一个平面内使人们可直接看到一幅三维立体图，画中事物既可以凸出于画面之外，也可以深藏其中。但我们平常见到的平面图，由于进入眼睛的是一幅角度完全相同的图象，所以视觉和大脑无法提取画面上物体真实意义上的空间立体感，不能体现其三维关系。而立体影像与平面图像有着本质的区别，平面图像反映了物体上下、左右二维关系，人们看到的平面图也有立体感。这主要是运用光影、虚实、明暗对比来体现的，而真正的立体画是模拟人眼看世界的原理，利用光学折射制作出来，它可以使眼睛感观上看到物体的上下、左右、前后三维关系。是真正视觉意义上的立体画。

最初要想制作出一幅完美的立体图方法是：用多镜头相机或单镜头相机加滑轨依次拍照出近似的多幅图象，再进行图象合成冲印和光栅处理，冲印装裱即成。这种方法制作工艺复杂，制作的图片价格昂贵，因此不易推广。目前，人们利用先进的数码合成技术制作立体图像，只需选择清晰的照片或底片将其扫描到电脑里，直接在电脑里利用专业的制图软件进行配图和数字处理，用高精度彩喷机打印出来，再用冷裱机装裱即可。

色差式3D 历史悠久缺点最多

首先我们看看最早出现的也是最容易实现的一种3D立体成像技术：色差式3D成像技术。

从技术层面上看色差式3D立体成像是比较简单的一种方法，这种3D成像只需要通过一副简单的红蓝(或者红绿)眼镜就可实现，硬件成本不过几元钱。显示设备方面也无需额外的升级，现有的任何显示设备都可以直接显示。

色差式3D立体成像技术的原理是将两张不同视角上拍摄的影像分别以两种不同的颜色印制在同一副画面中，如果不戴眼镜，我们只能看到色彩重合的模糊图像。但是戴上眼镜后，左右眼不同颜色的镜片分别过滤了对应的色彩，只有红色的影像通过红色镜片蓝色通过蓝色镜片，最终两只眼睛看到的不同影像在人脑中重叠产生了立体效果。

色差式3D立体成像原理简单，能达到的3D景深效果也还算不错。不过由于采用的色度分离方式会给观看者带来比较严重的视觉障碍，舒适感始终不能让人满意，同时画面的色彩还原效果也一直在较低的水准徘徊，这就导致了它很难成为3D立体显示技术中的主流。

偏光式3D 影院主流家庭不易实现

在3D电视大量出现之前，3D影院其实已经进入我们的生活很长一段时间。而在3D影院之中最为常见的，就是偏光式3D技术。

偏光式3D技术主要利用偏振光分离技术实现3D立体成像。观看者通过佩戴偏振眼镜，左右眼镜片就分别过滤掉不同偏振方向的光线，从而实现了左右眼画面的分离。

影院方面在具体实施的时候主要有两种方式：双机3D和单机3D。双机3D多用在IMAX 3D影院中，通过使用两台投影机，分别透射偏振方向不一样的左右眼画面。单机3D相对简单，主要通过但抬头迎和快速切换的偏振器来分别高速切换左右眼画面，最终再通过偏振眼镜进行左右眼画面的分离。

偏光式3D系统的成本不高，3D眼镜也很容易制作购买，但是也存在一定局限性，特别是对于家庭用户来说，如果依赖偏光式3D电视，就不得不面临分辨率损失的问题，例如要实现全高清3D画面，电视机的物理分辨率就要达到2倍全高清，否则以现有的HD平板电视来制作3D系统，分辨率只能在标清规格中徘徊。

由于色差式3D和偏光式3D存在着较为明显的不足，因此对于家庭用户来说，主动快门式3D成像技术就走上了台前。

主动快门3D 优势相对明显

快门式3D技术的原理并不复杂，就是通过快门式的3D眼镜轮流开关切换，分别控制进入左右眼的画面，从而在观看者的大脑中形成3D立体感。

快门式3D方案的关键在于信号源和显示设备部分。首先信号源需要具有比2D画面多一倍的帧数(左右眼各一帧)，其次显示设备需要具有高速画面刷新能力，例如一个720/50P的3D信号，在2D时代只需要电视机具有每秒50HZ的画面刷新率即可，但是在3D信号下，就需要具有100HZ的画面刷新率。

目前主流3D电视厂家都采用了这种方案。这种方案之所以倍受青睐，主要是因为可以保持FULL HD的分辨率不变;其次现在的平板电视画面刷新率早就达到了200Hz甚至400Hz的级别，即使对付1080/60P的3D信号，也绰绰有余。

快门式3D方案具有很好的清晰度指标，加上电视大都具备高速刷新能力，实际上消费者每侧眼镜看到的3D画面，刷新率也要高于60Hz，这就意味着不会产生明显的闪烁感。因此这种方案目前得到了最为广泛的应用。

不过这种方式也有缺点，就是3D眼镜的造价比较高。由于镜片需要轮流开关来分离左右眼的画面，因此眼镜还需要提供电源，对于人数比较多的家庭，购买3D眼镜也是一笔不小的支出。