拜液晶顯示器大量普及之賜,「裸眼3D立體顯示」的技術在最近幾年才得以受到青睞,並被陸續開發出來。早先有國際大廠Philips打頭陣,接著有美國NewSight、韓國LG、日本NECSharpSanyo及國內三大面板廠友達、奇美、華映相繼投入開發,另有工研院光電所的大力推廣,加上原本在「裸眼3D立體顯示」產品耕耘已有多年經驗的愛爾得公司,終於在2009年的Computex Taipei與台北光電展中大放異彩,大家都不約而同地展出各自努力的成果,其使用的光學技術主要有「斜紋光柵片」(Slanted Lenticular Lens)與「狹縫視差」或「視差屏障」(Parallax Barrier)兩種。「斜紋光柵片」的技術基本上就是使用「柱狀平凸透鏡」,將它旋轉一個角度後,再緊密貼合在液晶面板上(如下圖)。旋轉一個角度的目的是在消除RGB Sub-Pixel之間的黑色間隙(Black Matrix)所產生之干擾紋,其使用凸透鏡折射(Refraction)原理與一般光柵片相同。

 

至於「視差屏障」(Parallax Barrier)則是運用光的繞射(Diffraction)原理,將多視角影像透過一整排細微的狹縫(Slits)所組成的「視差屏障」,再繞射至我們的雙眼以產生立體視覺(如下圖)

 

 

 

雖然「斜紋光柵片」(Slanted Lenticular Lens)與「視差屏障」(Parallax Barrier)的光學技術或有不同,但是它們都是使用多視角(或多視點)影像來呈現3D立體效果。其應用範圍可以從小尺寸的3D手機、3D數位相框、3D顯示器到大尺寸的3D數位看板,由此大致可以看到「裸眼3D立體顯示」未來發展的一個輪廓。從實用的角度來看,因為它並不需要3D眼鏡的輔助就可以看到3D立體效果,而且它結合了液晶顯示器與電腦,所以比前面我們所介紹的其它3D立體影像的方式更具有多元性的應用。因此,當我們要使用「裸眼3D立體顯示器」來觀賞3D立體影像時,首先必須依據自己所要從事的應用以選擇適當的軟體工具來使用;反過來說,當我們要選擇一款「裸眼3D立體顯示器」來使用時,我們必須要先了解其供應廠商是否同時能提供我們所要從事3D應用的軟體工具,否則「裸眼3D立體顯示器」將形同廢物。

基本上,「裸眼3D立體顯示器」所要顯示的3D立體影像可以概分為兩大類:「影像基礎」(Image-Based)與「幾何基礎」(Geometry-Based)。接下來,我將以愛爾得公司的「裸眼3D立體顯示」產品為例來說明如何觀賞「影像基礎」與「幾何基礎」的3D立體影像。

 

  1. 影像基礎 (Image-Based)
    所謂「影像基礎」的3D立體影像,就是這種3D立體影像必須是事先要準備好的;就像是要看電影,其電影片必須是事先製作好的一樣。而要製作3D立體影像之前,我們必須先準備好構成該3D立體影像之多視角(或多視點)影像。至於如何製作多視角(或多視點)影像,我已在前面幾篇文章有詳細介紹過了,這裡讓我們再複習一下:

    多視角(或多視點)影像可以透過 (1)相機(或攝影機)實景拍攝 (2)3D動畫軟體 (3DS MaxMaya、…) (3)變形軟體(Morphing) (4)深度圖製作出來。

    當我們準備好多視角(或多視點)影像後,接著就要進行合圖程序,將此多視角(或多視點)影像合成一個我們所要使用「裸眼3D立體顯示器」的3D立體影像的格式。這時候,我們就要使用愛爾得公司的專用合圖軟體Auto3D Weaver,其最主要的功能除了3D靜畫/視訊合圖之外,更可以支援「環物拍攝」(Pulfrich Shooting) 3D立體影像的製作。



    如果您是準備了「深度圖」(Depth Map),則可以使用愛爾得公司的Auto3D Depth,將此「深度圖」處理成一個3D立體影像。


    如果您既無法準備多視角(或多視點)影像也沒有能力製作「深度圖」,那麼您還是可以使用一般的2D影像,透過愛爾得公司的Auto3D Maker,將它處理成3D立體影像;只不過Auto3D Maker只能處理靜畫(Still Images),而無法處理動態視訊(Videos)。目前這個軟體係定位給完全沒有3D影像基礎或技術的人使用,非常適合用於3D數位相框、小筆電3D (NteBook3D)、…等3D相片應用。


     
  2. 幾何基礎 (Geometry-Based)
    所謂「幾何基礎」的3D影像,顧名思義它就是要透過幾何運算後才能顯現的3D影像;這種3D影像它無法事先準備好的,只有在使用的當下才「即時」(Real-Time) 運算產生出來的。最典型的例子就是一般3D遊戲,所有的3D影像都是等到我們在操作遊戲當下,根據我們所處的場景與條件,電腦再依需要的觀賞角度、大小、遠近、…等變數,將3D影像「即時」運算並彩現(Render)出來。很明顯地,目前這種「幾何基礎」的3D影像幾乎是完全靠電腦的運算與顯示卡的3D圖形處理器(GPU)密切合作的成果,當然這中間需要有應用軟體(3D遊戲程式)將它們串接起來;如果這時候我們要將此3D影像顯示到「裸眼3D立體顯示器」時,則我們必須要先要求電腦與顯示卡的3D圖形處理器將此3D影像的多視角(或多視點)影像彩現(Render)出來,然後再合成一個3D立體影像顯示到「裸眼3D立體顯示器」。

    那麼,我們是如何要求電腦與顯示卡將一個3D影像的多視角(或多視點)影像彩現(Render)出來?這裡使用了一個關鍵的技術,就是Windows Direct3D (或是SGI OpenGL) API (Application Programming Interface),經由此介面我們可以透過一個3D驅動程式(如愛爾得公司的Auto3D Driver,將一個3D影像的多視角(或多視點)影像彩現出來,然後再合成一個「裸眼3D立體顯示器」所能顯示的3D立體影像。

    這種「幾何基礎」的3D立體影像,如下圖我們可以透過Direct3D (OpenGL)的程式編輯工具軟體如VirtoolsQuest3DCortona VRMLVC++、…等,開發出我們所需要的Direct3D (OpenGL)應用與3D遊戲,最後再搭配愛爾得公司的Auto3D Driver輔助,就可以在「裸眼3D立體顯示器」進行「幾何基礎」的3D立體影像應用了!

 

 


 

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