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3D即将全面普及!第二代立体幻境解析
  • 2011-10-19 0:37:00
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  • 来源:泡泡网
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【电脑报在线】    泡泡网显卡频道10月19日近几年来人们对于视觉体验标准的不断提升,带动了显示技术的快速发展。在短短不到几十年的时间里,已经发展为接近于完美的3D立体视觉。这些巨大的转变相信大家都是有目共睹,传统的3D技术可使前景对象“延伸”至观众的视野,而最新的3D的影像则凸显了前景与周围环境之间的落
    泡泡网显卡频道10月19日近几年来人们对于视觉体验标准的不断提升,带动了显示技术的快速发展。在短短不到几十年的时间里,已经发展为接近于完美的3D立体视觉。这些巨大的转变相信大家都是有目共睹,传统的3D技术可使前景对象“延伸”至观众的视野,而最新的3D的影像则凸显了前景与周围环境之间的落差感和层次感,令人拥有更加身临其境的感觉。

    


    NVIDIA早在2009年的CES上就正式宣布推出3D立体视觉技术——专为GeForce显卡打造的“GeForce3DVision”。这项技术就是针对家庭用户而推出,主打立体游戏概念。而在两年后的现在,NVIDIA已经推出了基于该技术的3套完整方案——3DVisionSurround、3DVision以及3DVisionDiscover,从而满足了不同价位段的需要。最近NVIDIA对原有技术进行了大幅改进推出了第二代3DVision技术,下面小编就为大家详细介绍一下。

     因双眼而立体!立体拍摄技术分析

    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。

     三大立体视觉技术:偏振分光技术

    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

    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。有了偏振光,有时会给我们照相带来不利。玻璃表面的反射光,使我们拍摄不到玻璃橱窗里面的东西,水面的反射光使我们拍摄不到水中的鱼……

    

    但利用偏振光的这种特性正好满足立体电影的需求——让左右眼看到完全不同的画面。通过给两个投影机加装偏振片,让投影机投射出互相垂直的完全偏振光波,然后观众通过特定的偏振眼镜,就能让左右眼看到各自不同的画面而互不干涉。

    当然,实际放映立体电影是用一个镜头,两套图象交替地印在同一电影胶片上,还需要一套复杂的装置,这里就不做深究了。

     三大立体视觉技术:红蓝滤光技术

    利用偏振原理实现立体电影的效果是最好的,但要在家庭影院或者个人电脑上实现的难度很大,除非你使用2台加装了偏振光镜头的投影仪和2张不同角度拍摄的DVD和专业的播放设备和同步器,这样复杂的装备还有高昂的成本是大众无法接收的。因此就诞生了比较廉价的实现方案——光谱分光技术,俗称为红绿滤光或红蓝滤光。

    ●红蓝/红绿滤光技术介绍:

    

    红蓝3D眼镜

    使用滤光技术制作的立体电影,在拍摄时给左右摄影机镜头前分别加装蓝/红滤光镜,只允许蓝/红光通过,阻止大部分红/蓝光。当然现在的影片拍摄并不一定要用滤光镜,事实上通过后期处理也能剔除一些色彩(如Photoshop的滤镜)。

    

    当观众看电影时需要带一个红蓝滤光眼镜,此时左放映机的画面通过红色镜片(左眼),拍摄时剔除掉的红色像素自动还原,从而产生真实色彩的画面,当它通过蓝色镜片(右眼)时大部分被过滤掉,只留下非常昏暗的画面,这就很容易被人脑忽略掉;反之亦然,右放映机拍摄到的画面通过蓝色镜片(右眼),拍摄时剔除掉的蓝色像素自动还原,产生另一角度的真实色彩画面,当它通过红色镜片(左眼)时大部分被过滤掉,只留下昏暗画面,人眼传递给大脑后被自动过滤。

    

    然后,左右眼把看到的图像传递给大脑后,大脑会自动接收比较真实的画面,而放弃昏暗模糊不清的画面,从而根据色差位移产生立体感和距离感。

    

    《地心历险记》3D版:直接看的效果是重影、偏色

    使用滤光原理制作的电影完全可以兼容所有的显示设备,我们只需要一副成本几元钱的红绿眼镜就够了。事实上早期的或者低端的立体电影院就使用了这种方案,虽然效果比较差,但也算是聊胜于无吧。

    

    立体摄像头使用的也是红蓝滤光技术

    现在已经有很多大片提供了红绿或者红蓝滤光的3D版下载,很多朋友看了之后觉得头晕目眩、眼睛疲劳、边缘色彩不正常、重影等诸多问题,最大的原因就是滤光眼镜和影片不配套所致,另外距离屏幕太近也不容易产生立体感,这个就需要大家自行研究调整了。

     三大立体视觉技术:液晶分时技术

    偏振分光技术效果最好、但实现难度太大,红蓝滤光技术成本最低、但效果不如人意,难道就没有更好的立体显示技术吗?现在就给大家介绍一种历史悠久、但却没能得到普及的技术——时分法遮光技术,又称液晶分时技术。

    ●液晶分时技术

    这项技术根据字面意思就很容易理解其工作原理,它的主要技术在眼镜上。它的眼镜片是可以分别控制开闭的两扇小窗户,在同一台放映机上交替播放左右眼画面时,通过液晶眼镜的同步开闭功能,在放映左画面时,左眼镜打开右眼镜关闭,观众左眼看到左画面,右眼什么都看不到。同样翻转过来时,右眼看右画面,左眼看不到画面,就这样让左右眼分别看到左右各自的画面,从而产生立体效果。

    

    虽然眼镜镜片的切换很关键,但实际上原始显示设备更关键,假如显示器的刷新率是60Hz,那么通过遮光眼镜后左右眼看到的画面实际刷新率只有30Hz,这样的刷新率下长时间很容易产生视觉疲劳,所以“时分法遮光技术”要求显示器刷新率至少为100Hz,最佳值是120Hz。

    

    CRT时代,高端显示器很容易达到120Hz,因此10年前就出现过一些3D眼镜,游戏玩家得以率先体验立体显示效果。但相信很多人都有切身感受,85Hz以下的刷新率对于CRT显示器来说都是非常闪的,60Hz完全不够看。CRT显象管时时刻刻都处在闪烁状态,因此CRT与遮光眼镜的时钟同步要求非常精确,否则就会产生视觉混乱。

    

    但随着近年来液晶技术的长足发展,液晶甚至等离子面板都已经相继诞生120Hz的产品,液晶分时技术又重新焕发了活力。难关攻克,“液晶分时技术”封印开启,王者归来!

     最成熟的整体解决方案:3DVision

    目前最为成熟的解决方案就是NVIDIA推出的GeForce3DVision技术,全套组件包括:无线分时眼镜、红外发射器、120Hz高刷新率显示器、配套驱动。有了这一套完整的解决方案,广大游戏玩家就可以轻松享受真正具有立体感、距离感的游戏。

    NVIDIA在CES2009上正式宣布推出业界第一套高清3D立体视觉方案,专为GeForce显卡打造的“GeForce3DVision”。其核心配件就是一副采用液晶分时技术的3D眼镜,附带大功率USB红外接收器,用来和3D眼镜同步遮光频率,当然还需要一台刷新率达120Hz显示器的支持,可以是液晶显示器、等离子电视或者投影仪。

    

    其中无线3D眼镜的视距最大约6米,内置电池供电,可以连续工作40小时以上,眼镜空闲十分钟后会自动关闭以节约电池电力,电池可通过miniUSB口充电,使用非常简单方便。红外发射器通过USB接口与电脑链接,红外接收半径大约6米。

    

    除了硬件部分之外,真正核心部分在于驱动支持和游戏优化方面,据NVIDIA称,GeForce3DVision无需修改游戏设置,只要搭配NVIDIA显卡和最新版Forceware显卡驱动及立体驱动程序,可以自动给PC游戏带来立体效果,诸如《Crysis》、《英雄连》、《虚幻竞技场3》、《失落星球》、《鬼泣4》等等大作可立竿见影带来立体效果。

     NVIDIA第二代3D眼镜的诸多改进

    目前支持3D立体幻境的游戏超过550款,3D立体幻境生态系统一直也在不断的增长,包括在一体机、投影仪,生态系统都在不断的壮大。3D显示器在2010年第一季度和第二季度增长率达到112%,所以有越来越多的用户在购买显示器的时候,会愿意多花一点钱去选择一个具有未来性的3D显示器。像笔记本的增长比以前增加126%,很多用户在买笔记本的时候也愿意多花一点钱,去选择一个支持3D的笔记本。

    

    NVIDIA在第二代3D眼镜做了很多的改进,首先NVIDIA觉得原来的镜片比较小,所以如果游戏玩家常常在瞄的时候,你可能会看到颗粒的部分,所以第二代在这个部分把镜片给加大,把镜片加大20%。游戏玩家在看整个荧幕的视角,不会有任何的死角。另外增加了27寸的显示器,是华硕的,在第一代的3D也是没有的。

    

    第二代眼镜的最重要提升叫LightBoost的技术,主要是亮度的提升技术。以往3D眼镜有很多的用户和媒体反映,进入3D以后这个亮度会减低很多,在玩游戏的时候没有一般的显示器亮。第二代的眼镜可以明显看到比第一代的画面更亮得多。

     高清图赏:第二代3D眼镜赏析

    

    

    

    

    

     简单容易!如何开启3D立体视觉

    1、在桌面上空白的地方点击右键,选择NVIDIA控制面板,进入NVIDIA控制面板;

    2、在控制面板左边的树形目录上悬着“设置3D立体视觉”;

    3、进入“3D立体视觉设置“的子页面,勾选“启用3D立体视觉”,然后点击“应用”按钮确认;

    4、点击“运行设置向导”。

    

    运行设置向导之后,我们将会看到如下图所示的界面,整个设置步骤实际上也非常简单:

    

    

    选择眼镜模式

    

    打开眼镜

    

    5、按照页面的提示,戴上3D眼镜之后分别闭上右眼与左眼,然后选择你所看到的图像,正确的是左眼只能看到六边形,右眼只能看到三角形,设置正确之后继续点击下一步,将出现如下图所示的界面;

    

    6、上面的界面是为了检测使用者能否看到3D立体效果,大家仔细看上面的大图,然后根据你所看到的内容选择下面的小图,正确的是选择左边的图像;

    

    设置完成

    退出设置之后,你还可以点击面板上的动态3D视觉测试,来体验动态的3D立体画面,画面中可以看到NVIDIA的Logo以及文字都在一个隧道中前后移动,效果非常棒。 围观!众小编点评第二代3D眼镜

    每到评测3D显示设备,如何客观的表达其效果是最痛苦的事情,因为无法通过最直观的摄影去表达。光小编一个人说好、效果明显,不但会因人而异,还会被网友怀疑偏袒。因此小编找来几名同事进行体验,看看他们对3D眼镜的感受如何。

    

    “玩过一会之后感觉好多了,游戏立体感很强,这种感觉前所未有,现在就期待着能把眼镜的功能转移到屏幕表面,不知道会不会实现。还有就是如果说能广泛把3D视觉系统的效果应用于网吧,相信会迷倒更多的网络游戏发烧友。”

    

    “3D视觉化技术给我们游戏带来了全新的体验,立体感比较强,给游戏增加了更多新意的体验。并且第二代眼镜佩戴起来更为舒适,亮度也更高,明显优于第一代产品。”

    

    “戴上眼镜后浑身一震,这效果要比之前的红蓝眼镜强多了,随着3D技术的进步,人机的这种互动体验更加真实,尽管人们更期待裸眼3D,但是在当前这种环境下,能体验到这种3D效果已经是很不错了。”

     性能无变化!GTX560爽玩真3D

    由于第二代3D眼镜仅仅只是升级了眼镜结构和液晶面板等外围设备,对游戏性能并没有任何改变,因此小编在性能测试部分一带而过,只为大家测试一下主流级的GTX560在关闭或开启两种3DVision下的性能表现。

    ●测试平台

    

    ●DX11游戏:《尘埃2》

    

    ●DX11游戏:《Aliensvs.Predator》

    

    ●DX11游戏:《叛逆连队2》

    

    ●DX10游戏:《冲突世界》

    

    ●DX9C游戏:《星际争霸》

    

    由测试结果可以看到,在开启3DVision之后游戏帧数下降了一半左右。这主要是因为在3D模式下,显卡在同一时间要分别渲染左眼和右眼的内容,并最终拼合在一起,因此性能下降一半也不难理解。

     全面普及3D技术将成为可能

    最后再来说一下第二代3D眼镜的价格,它的定价比以前第一代更便宜,人民币价钱也更便宜,中国区的定价是1099,比现在在市面上买的第一代的眼镜更加便宜,如果只买一个眼镜不含发射器,就是799元。现在在市面上要买LightBoost显示器,都会跟眼镜捆绑销售。

    

    从我们前面的介绍中可以预见,3D图像技术已经向着平民化快速发展。想要体验真3D效果的用户,已经不需要再花昂贵的价钱去到电影院去观看可怜的3D影片。随着各种3D设备的不断推出,相信在不久的将来,全面普及3D图像技术将成为可能。■ 

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