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[其它] 3D热潮来袭笔记本3D技术应用现状浅析

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发表于 2011-8-29 08:38:13 |只看该作者 |倒序浏览

在笔者的印象里，似乎两三年前大多数人对于3D视频技术还都缺乏了解与兴趣，但随着《阿凡达》这部知名3D大片在国际影视圈里所获得的巨大成功，人们也都意识到其实这一技术的应用离我们的日常生活并不遥远。正是驾着这股热潮，这两年3D视频技术的应用也有了突飞猛进式的发展，大到影视圈中时不时推出一部的3D大片，小到手机等移动客户端上的应用，3D视屏技术已经逐步渗入了我们的日常生活。而就笔记本电脑来说，对于这项技术的应用也正处于一个蓬勃向上的发展期，下面笔者就为大家简单归纳、总结一下这些目前已经被应用于笔记本电脑上的3D技术。

▲3D热潮来袭笔记本3D技术应用现状浅析
在介绍具体的内容之前，首先要明确一个核心内容，什么是3D？这里的D是指英文Dimension(维度)的首个字母，而3D便是指的三维空间了。再回到3D视频技术上，相比普通的2D画面，3D画面更加逼真立体，从感观上也更容易让观众产生身临其境的感觉，你也可以简单的认为它是一种更加高级的信息传达方式。而以目前的市场动态来看，虽然有着成本高且还不够完善等问题的约束，但其以后将逐步占领2D视频市场的态势却已无法阻挡。

▲3D热门大片《阿凡达》
目前主流的3D应用可以根据所用技术的不同大致分为裸眼式和眼镜式两个种类，裸眼式3D技术目前主要应用在工业商用显示方面（也包括电视及手机等显示设备中），而眼镜式3D技术则集中于消费级市场上。目前比较常见的利用NVIDIA 3D Vision以及AMD的立体3D技术所实现的3D应用均属于眼镜式3D技术，与之相比裸眼式3D技术则相对较少，下面就让小编为大家总结一下这几类技术的应用原理并对其进行一个简单的对比。
来自NVIDIA的3D VISION解决方案
NVIDIA一共为用户提供了3D Vision和3D Vision Discover两种不同的3D显示解决方案，其中3D Vision对硬件要求比较高，要想体验到3D Vision效果，必须满足使用NVIDIA Geforce 8以上显卡产品、拥有一台刷新率为120Hz的显示器以及拥有NVIDIA的3D Vision眼镜等条件；相较之下3D Vision Discover的要求则比较简单，只需要使用NVIDIA Geforce 8以上显卡产品且配合普通的红蓝3D眼镜就可以实现。而就目前市场产品的主流应用来看，比较主流的解决方案还是3D Vision。

▲NVIDIA GeForce 3D Vision
NVIDIA的3D Vision技术就是通过特殊的眼镜，在超高速状态下，通过LCD通电后将镜片调成不透光的黑色，来分别遮蔽人的左右眼，让两只眼睛看到两张角度不同的画面，即当屏幕播放左眼画面的时候右侧镜片变黑，切换一次后，屏幕播放右眼画面的时候左侧镜片变黑，这样，快速的切换就保证了到达左右眼是有细微差别的图像。简单的理解就是NVIDIA让GeForce显卡在计算游戏（影片效果是通过双摄像头实现的）时将每一帧计算出两个不同的画面，显示在显示器上，然后通过3D Vision眼镜让左右眼分别看到不同的画面，从而给人眼以错觉，让我们的眼睛误认为看到了一个“三维”的物体，从而实现立体成像技术的。

“3D VISION”技术成像示意图
也就是说，在整个显示过程当中，显示器要以非常高的频率轮换地传送左右眼图像，而与此同时3D Vision眼镜也以同样高的速度开关左右眼的液晶屏，让人眼看到不同画面。当然，实现这一功能的前提是您的显示器也要能够支持如此高的刷新速度，因此，你的显示器的刷新率越高越好。一般来说，最少要达到120Hz以上，这样，分到每只眼睛上的刷新率就能够达到60Hz，以至于不太晃眼。

▲3D VISION 眼镜
作为实现“3D VISION”的另一个关键技术，3D Vision眼镜在用料方面上采用了更为精良的光学部件，与电影院所使用的传统被动式眼镜相比，可实现每只眼睛双倍分辨率以及更宽的视角。3D Vision眼镜还支持了USB直接衔接或是无线连接的双重选择，为用户提供了移动的自由以及最长20英尺的无线3D观赏距离。
来自AMD的HD3D解决方案
AMD HD3D是AMD所开发的，基于开放式标准的HD3D技术解决方案，全新的AMD HD3D支持Bit Cauldron、XpanD、RealD等多种3D眼镜解决方案，提供对蓝光3D电影完全解码和DirectX 9、DirectX 10、DirectX 11游戏支持。

▲基于开放式标准的HD3D技术解决方案
AMD的HD3D立体显示技术应用了偏振显示原理，借助快门式3D眼镜和120Hz显示器的帮助就能实现亦真亦幻的3D立体视觉效果。通过特殊的眼镜，在超高速状态下，通过LCD通电后将镜片调成不透光的黑色，来分别遮蔽人的左右眼，让两只眼睛看到两张角度不同的画面，即当屏幕播放左眼画面的时候右侧镜片变黑，切换一次后，屏幕播放右眼画面的时候左侧镜片变黑，这样，快速的切换就保证了到达左右眼是有细微差别的图像。简单的理解就是通过驱动程序的控制，让显卡在计算游戏（影片效果是通过双摄像头实现的）时将每一帧计算出两个不同的画面，显示在显示器上，然后通过3D眼镜让左右眼分别看到不同的画面，从而给人眼以错觉，让我们的眼睛误认为看到了一个“三维”的物体，从而实现立体成像技术的。

▲具有最广泛的选择性和灵活性
AMD的3D显示技术致力于实现更低成本的解决方案，AMD通过与第三方的合作之后可以为消费者带来更多更灵活的选择，从上面的图片中我们看到AMD的3D技术通过与第三方软件的合作可以实现3D转换，并且AMD显卡还可以实现蓝光3D电影的完全硬件解码。

▲AMD HD3D立体3D游戏技术
AMD HD3D与NVIDIA 3D Vision最大的差别就是NVIDIA的3D Vision必须使用定制的3D眼镜，而AMD则基于开放的标准，可兼容第三方产品，从这点看AMD的HD3D技术兼容性更为突出。AMD提供的HD3D技术并非独步自封的一项专有技术，而是将未来的趋势开放出来，让更多的厂商都能够参与到AMD的HD3D立体显示技术当中。
以东芝笔记本为例的裸眼式3D解决方案
在裸眼3D的实现技术上，由于各厂商产品所使用的解决方案上没有一个统一的行业标准，所以在终端产品上的应用技术也会略有不同，在此我们仅使用东芝所采用的柱状透镜(Lenticular Lens)技术方案作为示例。
柱状透镜(Lenticular Lens)技术也被称为双凸透镜或微柱透镜3D技术，其最大的优势便是其亮度不易受到影响。Qosmio F750在实现3D效果的同时会开启液晶屏前面的一层电控透镜，其原理是使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上，这样在每个柱透镜下面的图像的像素被分成几个子像素，这样透镜就能以不同的方向投影每个子像素。于是双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素。不过像素间的间隙也会被放大，因此不能简单地叠加子像素。让柱透镜与像素列不是平行的，而是成一定的角度。这样就可以使每一组子像素重复投射视区，而不是只投射一组视差图像。

▲柱状透镜(Lenticular Lens)技术示意图
虽然裸眼3D技术相比眼镜式3D具有诸多优势，但在屏幕分辨率方面还有所欠缺，像我们测试过的东芝Qosmio F750在显示2D画面的时候屏幕分辨率可以达到1920×1080的全高清水平，而在3D模式下显示分辨率为1366x768。
这项裸眼3D技术除了对显示屏有着硬件要求，同时需要软件和摄像头的支持，为了保证用户在变换不同角度的时候也能体验到逼真的3D画面，Qosmio F750利用摄像头追踪技术对观看者的眼睛进行精确定位，并在人的位置发生变化时及时调整输出的图像，保证观看者的位置发生变化后任然可以享受3D效果。但是目前东芝Qosmio F750的摄像头只能实现一个人的位置，也就是说它只可以提供单人观赏3D的功能。

▲东芝Qosmio F750配备的SuperD X-Tune人眼追踪程序
在观看3D视频的时候，除了需要SuperD X-Tune对人眼位置跟踪定位以外，还需要TOSHIBA Blu-ray Disc Player播放器，不仅可以播放3D片源，并且支持将2D视频转换成具有3D效果视频，但是较为遗憾的是，由于3D游戏都需要显卡或者DX等API的特殊支持，目前还不清楚是否有专门的游戏支持裸眼3D，因为需要开启液晶屏前面的一层电控透镜才能实现裸眼3D，但从测试的《孤岛危机》和《极品14》来看，都未能实现裸眼3D显示效果。

▲TOSHIBA Blu-ray Disc Player播放器
就目前已经上市的产品来看，在眼镜式与裸眼式这两种3D技术之间，前者以压倒性的优势占据了更多的市场占有率。这主要是由于前者在技术层面上，更多依仗的主要是由NVIDIA或AMD提供的完整解决方案，而各品牌的产品在自身硬件方面除了需要搭配的显示屏可以达到120HZ以上的刷新率之外，并没有其它过于复杂的要求。从这方面来看，这种利用标准化元素所组成成品的方式，与我们所熟悉的快餐很像，都是使用标准化的原材料来组成美味的成品。换句话说，它的实现对于笔记本厂商而言实现难度更低，且不同品牌的产品使用同为NVIDIA或AMD所提供的解决方案时所造成的效果差异也很小。但就实际应用的角度来看，离不开的眼镜会让很多人都感到别扭，尤其对于现在庞大的眼镜族来说，更是难以得到舒适的应用体验。

而就现状来看，两大显卡厂商在裸眼技术方面尚无建树，这也意味着目前裸眼3D的实现更多依赖于笔记本厂商与众多原件与解决方案提供商之间的合作，同时也导致其最终显示效果以及实现手段都会有所不同。这就好比中餐一样，虽然大家都是在抄同一道菜，但是最后的味道可能会有很大差异。虽然还不知道需要花费多久、经过几代的发展才能让裸眼3D达到让人满意的效果，但就长远发展的角度来看，笔者还是认为它才是3D应用的最终归属。