僅用簡單的三種顏色,竟能達到極致的裸眼3D效果?最近,一款神奇的海報在網絡上爆火,小編也學著做了張圖:
聰明的讀者可能會發現,這種海報往往均為紅藍配色,難道真是傳說中的“自古紅藍出CP”?
其實,這是因為高飽和配色的紅藍信息能夠被我們左右眼接受,從而營造出立體的視差感。
同樣是高飽和配色圖片,下面這張圖可能會勾起不少人的童年回憶。明明是一個平面,但是只要盯著畫面看一會兒,就會出現立體效果。
▲你能從這幅圖中看出數字“2023”嗎?(圖片來源:https://www.hidden-3d.com/)
位于二維平面上的圖片,為什么會出現神奇的3D效果?裸眼3D的核心在于利用人眼的生理特性。人類雙眼約65毫米的間距導致左右眼接收的畫面存在細微差異,這種差異被稱為視差。
因為視差,大腦通過融合兩只眼睛接收的兩幅圖像,構建出三維空間感。也可以說它是利用視錯覺形成的一種偽三維效果。
▲視差原理
不同顏色的光,其折射率存在差異。當同一光源點發出的白光抵達我們的視網膜進行成像時,由于各色光折射率不同,它們在視網膜上的成像位置會存在細微偏差。正是這種偏差,使得我們感知到不同顏色光所對應的物體遠近深度有所差異。尤其是紅光與藍光,它們的折射率相差較為明顯,由此帶來的遠近深度視覺差異也就更大,進而讓我們產生了立體感。
實際上,裸眼3D技術早在19世紀就出現了,果然太陽底下沒有新鮮事。
1838年,英國物理學家查爾斯·惠斯通發明了體視鏡,這是最早可以觀看3D立體圖像的裝置。他的裝置看似復雜龐大卻很有效,僅僅通過兩面傾角45度的反射鏡以及分擺在兩側的圖片,當人眼從正面直視反射鏡時,雙眼所看到的同一物體成像是不同的,從而產生三維的立體視覺感受,由此開啟了人們的3D視覺體驗。
▲英國物理學家查爾斯·惠斯通(圖片來源:wikipedia)
早期的裸眼3D電影就是利用了裸眼3D視覺效果,也構成早期裸眼3D技術。1922年,英國導演斯圖爾特·勃拉克頓制作了被認為是第一部立體電影《愛情的力量》。
▲第一部立體電影《愛情的力量》(圖片來源:豆瓣)
我們看3D電影需要佩戴的紅藍眼鏡,也正是利用了這一點。
如今,隨著科學技術的發展,裸眼3D技術將光學、圖像處理和計算機視覺技術相嵌合,實現從不同視角投射圖像的奇跡。裸眼3D技術通過以下方式模擬這一過程:
光柵技術
在屏幕表面覆蓋由透光條與遮光條交替排列的狹縫光柵,或使用柱狀透鏡陣列。前者通過遮擋光線實現左右眼圖像分離,后者則通過透鏡折射將不同像素投射至對應眼球。例如,上海虹橋機場的裸眼3D廣告屏采用柱狀透鏡技術,使畫面在不同角度呈現立體效果。
視差屏障技術
在液晶面板與背光模塊間嵌入特殊液晶層,通過電場控制條紋的透明度,實現左右眼圖像的精準投射。該技術成本較低,曾被應用于任天堂3DS掌機。
光場與全息技術
更高級的技術如光場顯示通過微透鏡陣列記錄光線方向與強度,模擬真實光場;全息顯示則利用干涉原理記錄物體光波信息,實現真正的三維成像。
從《阿凡達》到城市街頭的廣告屏,人類對立體視覺的追求從未停歇。隨著技術成熟與成本下降,裸眼3D或將如智能手機般普及,重新定義我們與數字世界的交互方式。下一次,當你駐足觀看街頭躍動的3D巨龍時,或許正在見證一場視覺革命的黎明。
▲“祖沖之三號”量子計算機裸眼3D視頻(視頻來源:可視科學)
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