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睁开双眼玩立体游戏！3D显示技术解析 原创作者:孙敏杰? ?? ? 不知道您或您的朋友有没有过这样的经历：在刚开始玩CS类FPS游戏的时候，会不由自主的左右摇晃身体，用以观察躲在屏幕边缘和角落的敌人，经过多次尝试之后才会明白，原来侧着身体并不能看到屏幕外的物体。之所以会产生如此可笑的举动，是因为大家玩游戏太投入了，还真以为3D游戏就是三维立体的。 ? ? 尽管我们玩的确实是3D游戏，但这个3D是针对电脑内部显卡渲染过程而言，对于玩家来说，我们看到的图像是电脑内部三维物体“投影”到显示器上的一帧帧二维画面，最终我们看到的图像其实是2D的，显示效果与电视/电影没有本质区别。 ? ?? ? 为了让电脑游戏告别生硬的2D显示效果，NVIDIA于2009年伊始在CES大展上隆重推出了GeForce 3D Vision技术，其组件包括：高科技无线眼镜、高功率红外发射器、120Hz高刷新率显示器、配套驱动、软件、游戏优化等一整套完整的解决方案。为广大游戏玩家献上真正具有立体感、距离感的游戏，给人产生一种跃然纸上、栩栩如生般的立体3D游戏，本文就为大家详细介绍该技术的工作原理和实现方法。● 世界因双眼而立体，平面图像无法跃然纸上? ? 人类观察到的世界为什么是立体的？答案很简单，因为人长着两只眼睛。人双眼大约相隔6.5厘米，观察物体(如一排重叠的保龄球瓶)时，两只眼睛从不同的位置和角度注视着物体，左眼看到左侧，右眼看到右侧。这排球瓶同时在视网膜上成像，左右两面的印象合起来人就得到对它的立体感觉了。引起这种立体感觉的效应叫做“视觉位移”。用两只眼睛同时观察一个物体时物体上每一点对两只眼睛都有一个张角。物体离双眼越近，其上每一点对双眼的张角越大，视差位移也越大。 　　正是这种视差位移，使我们能区别物体的远近，并获得有深度的立体感。对于远离我们的物体，两眼的视线几乎是平行的，视差位移接近于零，所以我们很难判断这个物体的距离，更不会对它产生立体感觉了，夜望星空你会感觉到天上所有的星星似乎都在同一球面上，分不清远近，这就是视差位移为零造成的结果。　　当然，只有一只眼的话，也就无所谓视差位移了，其结果也是无法产生立体感。例如，闭上一只眼睛去做穿针引线的细活，往往看上去好像线已经穿过针孔了，其实是从边上过去的，并没有穿进去。而现在我们所看到的图片、电影、玩的游戏都是平面景物，虽然图像效果非常逼真，但由于双眼看到的图像完全相同，自然就没有立体感可言。● 立体电影拍摄并不神秘：模拟双眼 双镜头同步拍摄景物，立体电影并不神秘 立体摄像头：按照人眼间距并排放置两个摄像头 ? ? 既然通过双眼观察世界才能获得立体感，那么想要获得立体的图像也需要两台照相机或摄像机，由此就诞生了“虚拟立体显示”技术，最早引入该技术的是立体电影。立体电影从拍摄开始，就模拟人眼观察景物的方法，用两台并列安置的摄影机，同步拍摄出两条略带水平视差的电影画面，这样影片所包含的信息就与人的双眼亲临拍摄现场所看到的画面毫无二致了? ? 通过前面的介绍就可以明白，立体电影/视频的拍摄其实很简单，并排放置两个镜头同步拍摄就行了，虽然其中还涉及视频帧合成方面的内容，但理解起来并不困难。不过，想要把立体图像显示给人眼看可不容易，如何才能做到左眼只看左摄像头的图像、右眼只看右摄像头的图像呢？ ● 立体电影放映：偏振分光技术 ? ? 电影院放映采用的是偏振法，通过两个放映机，把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，看到的画面是重影模糊不清的，要看到立体电影，就要在每架电影机前装一块偏振片。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。 看立体电影需要带上偏振眼镜 偏振镜分光原理示意图 ? ?? ? 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。当观众带上偏振眼镜后，左右两片偏振镜的偏振轴互相垂直并与放映镜头前的偏振轴一致，所以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。 ● 偏振光技术简介： ? ? 为什么带上偏振眼睛后能使左右眼看到完全不同的图像？确实不太容易理解，关于偏振光和偏振眼镜的原理，由于涉及内容比较多，这里仅作简要介绍。 ? ? 光就是由互相垂直的电场和磁场形成的一种电磁波，自然光是很多电磁波的混合物，它在各个方向的振动是均匀的。当它以特定的角度(布儒斯特角)经过非金属表面后反射形成的眩光是偏振光。偏离了这个角度，就会有部分非偏振光混杂在偏振光里。部分偏振光是有程度的，偏离的角度越大，偏振光的成分越少，最终成为非偏振光。