「裸眼3D立體顯示器」最大的特質就是：不需要配戴3D眼鏡，就可以觀賞3D立體影像。這種特質非常適合應用在公共場所(Public Area)的大尺寸數位廣告機上，可以有效地吸引眾人的目光，以達到最佳化的廣告效果。近年來在資訊與光電展覽會場上已可以看到不少這類型的「3D數位廣告機」，其中有從國外進口(或向國外買技術來製造)的，也不乏有國內廠商自己研發的，但是它們的品質或有參差不齊，更看不到優質的3D內容展示，再加上缺乏標準規範，所以亂相叢生。這對於有心往「3D數位廣告機」發展的個人或廠商而言，會造成無所適從而浪費許多資源，平白走了許多冤枉路，甚是可惜！本文我擬將愛爾得公司所開發「3D數位廣告機」的實務經驗與大家分享，希望對於此產品有興趣的個人或業者有一個參考的依據。
1. 裸眼3D顯示技術：
由於「3D數位廣告機」是要設置在公共場所以吸引眾人的目光，所以顯示畫面必須要大而且要夠明亮。因此，在裸眼3D立體顯示技術的選擇上，我們自然會使用透光度最好的「光柵技術」(Lenticular Technology)而不會是「狹縫視差」(Parallax Barrier)技術。然而，使用高透光度的3D光柵鏡片，搭配在目前市面上各大廠牌的液晶面板上，極有可能會產生「干擾紋」(Moire)，這對於3D立體影像的觀賞會有不舒服感。因此，除了3D光柵鏡片的光學設計與製作外，還必須要有能力解決這個惱人的「干擾紋」問題。目前愛爾得公司擁有解決這個「干擾紋」的技術，在不影響3D影像品質的前提下，搭配其專屬「RGB Sub-Pixel Mapping」的演算，可以將「干擾紋」完全消除。
2. 媒體播放器：
這必須根據所要播放的3D內容性質與規格，再來決定選擇什麼樣的媒體播放器。如果我們所要播放的只是已事先以RGB Sub-Pixel 合成好的3D靜態影像(Synthesized 3D Images)，則可以選擇不會破壞3D影像格式的媒體播放器，再以「1:1」不縮放(No Scaling)的方式播出；但是，如果要播放的是已事先以RGB Sub-Pixel合成好的3D影片(Synthesized 3D Videos)，則所要注意的因素較多。這個媒體播放器除了不可以破壞3D影像格式外，還必須考慮到播放的速率(Frame Rate)與3D影像的品質。這裡牽涉到二個議題：(1)影像讀取速率 (2)影像處理速率。
(1)影像讀取速率：
如果以播放Full HD (1920x1080) 3D影片為例，為保持影像最高品質、在不壓縮影片、不破壞RGB Sub-Pixel合成影像格式的情況下，其每個畫面的影像大小約為6MB (=1920x1080x3)，每秒30個畫面則約需180MB/秒的讀取速率，目前除了選擇SSD (Solid State Drive)外，沒有任何機械式硬碟有如此高速的讀取速率。
(2)影像處理速率：
除了使用SSD外，尚需考慮高效能的CPU、GPU與播放軟體。以目前任何雙核CPU與獨立顯卡就可以組成高效能的硬體系統，再搭配免費的播放軟體如Media Player Classic來播放無壓縮的3D影片，應該是綽綽有餘了！
不過，這種無壓縮的3D影片，其30秒長度就要佔去約5GB的記憶體容量，對於需要依賴網路下載來更新3D影片的眾多數量「3D數位廣告機」而言，是相當高的門檻；況且對於相同3D節目內容、不同尺寸的「3D數位廣告機」就要準備不同3D影像格式的影片，是一項沉重的成本負擔。因此，是否有方法可以壓縮影像並兼顧品質且又可以以一個3D影片檔案在不同尺寸的「3D數位廣告機」播放 ？
「多宮格」(Multi-Tile) 3D影像格式
過去(約10年前)曾經有廠商使用「多宮格」(Multi-Tile)的3D影像格式，它是將各視角影像分別安置在不同的格子裡(如下圖係以9個視角的3D影像格式為例)，如此便不會牽涉到破壞RGB Sub-Pixel合成影像格式問題而可以進行影像壓縮，然後再使用特殊的Media Player軟體來「即時」(Real-Time)將此「多宮格」的影像合成當下「3D數位廣告機」的格式並且以高速(如30 fps)來播放；但是，為了要維持最佳的3D影像品質，其每個視角影像的解析度不宜太低；如以9個視角的3D影像格式為例，通常每個視角影像的解析度必須至少維持在640 x 360 Pixels (= 1920/3 x 1080/3)。雖然如此，其資料量還是很大(相當於Full HD的影片)，而且由於其各視角影像之間的視差是固定的，所以在播放的過程中無法調整3D視差，以滿足不同尺寸、不同規格「3D數位廣告機」的實務需要。
這是近年來，漸漸為市場所接受的一種3D影像格式，目前HDMI 1.4a也支援它。同樣地，因為它將2D影像與其Depth Map相鄰排列(如下圖)，所以不會牽涉到破壞RGB Sub-Pixel合成影像格式問題而可以進行影像壓縮。
早在2005年Philips就已在其42吋「3D數位廣告機」內建有「2D+Depth」硬體DIBR (Depth Image Based Rendering)晶片(3D IC)；亦即只要由外面輸入「2D+Depth」3D影像格式的靜態影像或動態影片，它就可以「即時」(Real-Time)將這些「2D+Depth」的影像顯示出其3D立體效果；不過，由於CPU與GPU技術突飛猛進，當多核(Multi-Core)、多緒(Multi-Thread)的CPU與Multi-GPU被開發出來以後，我們就可以考慮直接以軟體透過CPU與GPU的高速運算能力，來「即時」播放「2D+Depth」3D影像格式，如此可以更有彈性、更多元化來發揮「3D數位廣告機」的功能。
目前愛爾得公司就開發了一款「即時」播放「2D+Depth」3D影像格式的軟體(Auto3D Player PE)，其以2D (960x540) + Depth (960x540)之1920x540解析度可以支援到2K(1920x1080解析度)的「3D數位廣告機」，並以全畫面(Full Screen)、全速率(Full Frame Rate)直接播放「2D+Depth」的3D靜畫與3D影片，且可以維持最佳3D影像品質。在播放的過程中可以同時進行「跑馬燈」(Moving Message)字幕，還可以根據觀賞者的喜好來自由調整3D的深度與距離。另外，它可以支援多種影片壓縮格式如AVI、MPEG2、MPEG4、WMV、H.264、…等，其資料量可以壓縮至最小與最佳化(如3分鐘1920x540的「2D+Depth」的影片，經過MPG2壓縮後，其檔案約為122MB，且可以保持相當高的畫質)。因此相同的3D內容，只要準備一個「2D+Depth」3D影像格式，就可以放置在網路上以服務不同的3D平台，所以非常適用於區域網路(LAN)、網路雲端的即時(Real-Time)播放，對於大量散佈在不同設置地點、不同尺寸的「3D數位廣告機」的3D內容管理與維護可以發揮最大的效率。
3. 3D內容：
「3D數位廣告機」的硬體技術其實已相當的成熟，製造成本也不算高，但是在市面上卻幾乎看不到它的蹤影，究其原因是缺乏高品質的3D廣告內容；也就是說，今天我們要推廣「3D數位廣告機」，其最重要的課題莫過於「如何提供高品質的3D內容」。當然，這裡所談到的3D內容係指「多視角3D立體影像」。
「3D動畫」是目前最成熟，也是最多人使用來製作「多視角3D立體影像」的一種技術。由於它完全是在電腦的環境下模擬真實的攝影機來拍攝3D模型，所以可以天馬行空地來創作所要營造的3D場景與立體效果；不過並非所有的廣告片都適合以「3D動畫」來呈現，如果廣告片需要以實際拍攝人物、景物與場景來表現時，則必須要使用多台攝影機來進行「多視角3D立體影像」的拍攝與製作，這對於一般廣告製作公司將是一個高難度的任務，甚至於是不可能完成的任務(請參考本部落格另一篇文章-- 認識「多視角3D立體影像」)，這也是為何市面上很少看到「3D數位廣告機」的原因。
確實！要以多台攝影機來進行「多視角3D立體影像」的拍攝與製作是存在相當高的難度與風險，就算是克服了總總困難，將「多視角3D立體影像」實際拍攝出來，其成本也不會太低！因此，就有人想試著以「2D轉3D」的技術將一般2D影像轉成「多視角3D立體影像」，以解決當下缺乏3D內容的窘境。從技術的角度來看，這是可行的；不過，由於大多數人所使用的「2D轉3D」技術太過於依賴電腦的「自動化」，所以轉出來的3D效果與品質就很難吸引人，也就失去使用「3D數位廣告機」的意義！
真正能夠製作出高品質3D效果的「2D轉3D」技術，以目前人類的技術水平，是不太可能可以完全以電腦自動轉出來的，所以必須仰賴人工「一格、一格」(Frame by Frame)製作出來，才有可能達到商業要求的3D品質；另外，目前二個(左、右)視角的3D內容製作已非常成熟了，其3D拍攝、製作工具也很容易取得，如果能夠將此二個視角轉成「多視角」的3D內容，也是一個不錯的選項；然而，問題還是卡在如何才能轉成高品質的「多視角」3D內容。有鑒於此，愛爾得公司乃累積十幾年的3D立體影像製作計經驗，自行開發一套專屬的「2D轉3D」與「2-View轉Multi-View」技術，以3D美學工藝再搭配其獨家的軟體處理與製作程序，就可以製作出栩栩如生的「多視角3D立體影像」，目前僅針對其「3D數位廣告機」的客戶提供服務。
4. 結語：
要發展「3D數位廣告機」的業務之前，請記住：務必要考慮到整體的解決方案，而不能只想到硬體的製造技術。必須先確定3D內容的取得來源，再根據客戶端3D內容的播放、維護與更新所可能產生的成本，再決定3D內容的格式與播放系統。
【補記】2017/11/26
近年來由於「裸眼3D顯示」的硬體技術與環境已非常成熟，價格也大幅地滑落，而且在中國大陸有國家「十三五計劃」的政策支持，所以在大陸已有相當多的廠商相繼投入發展；但是，普遍缺乏製作優質「多視點3D內容」的技術與經驗。所以，我應許多大陸廠商朋友的需求，錄製了一套「2D轉3D」的培訓教程。 這是一個以深度圖 (Depth Map)的製作為核心，「知識」與「經驗」並重的培訓教程，使用市面上容易取得的專業軟體(如AE與Vegas Pro)，一般美術人員就可以在最短的時間內，開始進行高品質「2D轉3D」的內容製作。以下是這個「2D轉3D」培訓教程的簡介，如果您有興趣，歡迎與我聯繫： jgwang99@gmail.com
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