近日，电子商务巨头亚马逊发布了一款名叫“Fire”的手机。从消息发布之日起人们便充满期待，想看看亚马逊的第一款手机是否能像它的Kindle阅读器一样带来惊喜。

       但是在发布会后，不少人都很失望。先前由各种小道消息中得出的推断没有成为现实，裸眼3D显示技术并没有出现在这款手机上。Fire手机现在只能让一些特定场景和应用实现立体化，而且还称不上真正的3D显示。也许手机上的裸眼3D显示只能是个梦？

Fire phone

虚拟的真实

       对于显示技术，人们总是在追求更自然的体验。立体声大屏幕都是在这方面的尝试，但是要让屏幕中的内容栩栩如生，其实并不容易。毕竟目前绝大多数的屏幕都只是个平面；要让它看起来像立体，不得不想办法骗骗大脑才行。

       当我们在谈到3D显示技术的时候，指的是能让平面屏幕显示出类似真实立体感的技术。3D技术要让观众产生错觉，看起来像是屏幕上的物体突出或者凹陷于屏幕——如果说传统平面显示像是一幅画，那么3D显示技术就像是一扇打开的窗口，而且时不时会有东西从这个窗口飞进来。在电影院中，虽然已经有了接近一百年的历史，但是就目前而言，3D观影体验并不能算是自然；目前用于影院的3D技术，无论是分色、分光还是分时技术，都需要特殊的眼镜才能实现。

       在本质上，3D显示技术要设法让两只眼睛分别看到相近而不同的影像，而后大脑会自动把它们组合成立体图像——我们可以轮流遮挡一只眼睛看看。两只眼睛会分别看到略有不同的画面，而大脑会将其自动组合，变成立体画面，以让我们判断出距离。这正是我们和肉食动物们的立体感的来源；那些大眼睛长在头部两侧的草食动物就没有这么强的距离感——它们的视野更大，但立体感更差一些。

       从上世纪二十年代起，就已经有人尝试在电影中实现立体效果，到现在得接近一百年中已经发展得相当成熟。现在的3D电影主要使用分色和分光技术，而一部分3D电视和3D电脑则使用分时技术。分光技术眼镜的两只镜片分别只允许不同方向的偏振光透过，在屏幕上播放的画面则同时包括这两种偏振光，经由眼镜过滤后传入眼睛以获得不同图像。分色技术把红绿蓝三原色光分别投影的屏幕上，再用眼睛分别过滤，让一半色光进入左眼，另一半进入右眼。如果摘下眼镜，我们就会看到电影屏幕上大部分重叠的画面；只有戴上眼镜，才会把它们分别过滤掉。

       而分时技术的思路有点不一样。它利用电视和电脑的高刷新率，将影像分成左眼画面和右眼画面轮流播放，通过和屏幕显示速度同步的液晶眼镜频繁交替开关，在同一时刻只让一只眼睛看到图像。当然，这需要特殊的显示装置才行——只有刷新率达到120赫兹，才能让每只眼睛看到60赫兹的画面。

减轻鼻梁的负担

       目前来看，除了眼镜之外，我们好像还真没有更好的办法。消费者都想要裸眼3D技术，也已经有了一些相关产品面世，但是局限性都不小。

       在过去几年中，我们的确可以买到无需戴眼镜就能看的3D电视，它们往往在屏幕表面贴上一层棱柱透镜，折射光线来让左眼和右眼画面分别进入两只眼睛。但是这种电视的可视角度非常有限，横向分辨率也只有其他电视的一半。除了在公共场合播放广告之外，很难想像会有什么其他大规模推广的情境。

       不过，前两年出现了一种改进型的棱柱透镜技术，已经被用在了笔记本电脑上。有家笔记本电脑厂商推出一款裸眼3D笔记本，能够在同一个画面同时显示2D和3D画面；而最有趣的，是它居然还用到了人脸识别技术。这种技术由国人开发，根据屏幕上方的摄像头判断出观看者眼睛的位置，再同时调整屏幕上的像素显示内容，让用户能够在很大范围内看到3D显示效果。

       虽然使用这种技术的笔记本还略显昂贵，但是对于想要获得更好的3D显示效果的用户来说，也还算可以接受。它通过芯片实现3D运算，能够把平面图像自动转化成立体影像，可视角度居然能够达到120度——大约是传统棱装透镜3D技术可视角度的三倍左右。但是它只能识别出一张人脸——显然不适合一家人聚在一起看电影。

       而在更小型的设备上——例如一些手机和掌上游戏机上，也已经有了裸眼3D显示的功能。虽然差强人意，但是总比戴着一副眼镜更舒服一些。

掌心的立体显示

       任天堂开创性地将裸眼3D技术用在了掌上游戏机上。它使用夏普开发的一种叫做“视差屏障”的技术，大概也可算作分光技术的一种。

       “视差屏障”是一项已经有了十年历史的裸眼3D技术。它通过细细的垂直屏障为每只眼睛都分别遮住一部分像素，从而实现立体效果。2004年夏普曾经推出使用这种技术的笔记本电脑RD3D，只提供1024×768的分辨率，重量却高达4.6公斤。虽然不用带眼镜就能看到3D效果的特性很吸引人，但是用户只能在一个狭窄的正面角度内看到屏幕上的3D效果，只要角度略有偏差，就只能看到模模糊糊的一团。硕大的体积、缓慢的3D性能、近3000美元的售价和待机不到两小时的电池，这种笔记本的结局可想而知。

       但是把这种技术移植到掌上游戏机，看来并不存在这些问题。现在的掌上游戏机已经有足够的性能来运算3D画面，而使用者也只会在正前方观看，甚至每个人的眼睛离屏幕的距离都差不多。这使得原本十分受限制的视差屏障技术找到了新的用武之地，而玩家也能够得到前所未有的体验。而它的关键，在于多了一层开关液晶屏。

       和传统的液晶显示屏不同，视差屏障显示器由两层液晶面板和一层背光灯组成。离用户最近的那层用来展示图像，而稍远的那一层只控制光线通过与否，离用户最远的那层则是背光灯。当屏幕打开时，背光灯射出的光线先通过只有透明和不透明两种状态的开关液晶屏，然后再照亮画面上的每个像素以被用户看到。在开启了3D效果后，开关液晶屏将呈现出斑马般的条纹，成为透明和不透明交替排列的栅栏。背光灯的光线在通过显示画面的面板被用户看到时，奇数列的像素只会被左眼看到，而透过偶数列的光只能被右眼接收。只需要让两只眼睛看到的画面略有不同就够了，剩下的工作就全部交给我们的大脑来自动完成；而如果切换到2D显示时，只需要让开关液晶屏全部变成透明就行。

       虽然原理很简单，但是要实现完美的3D效果，却需要相当精确的设计。开关液晶屏像素的宽度是不可调的，这意味着随着用户眼睛和显示屏之间距离的变化，可能会导致某只眼睛同时看到奇数和偶数列像素的问题。而且显而易见，视差屏障所达到的3D效果会让屏幕的横向分辨率减少一半，而遮蔽了背光灯的一半光线也就意味着屏幕的亮度会降低一半。任天堂3DS和3DS LL都坚持使用这种技术，但是玩家的反响却褒贬不一。

另一条走进虚拟世界的路

       现在亚马逊的Fire手机开始尝试另一种思路了。在这种手机的四个角上各多了一个摄像头，看起来像是几个螺丝钉。这些多出来的摄像头和手机里的加速度计一起工作，就构成了亚马逊“动态视角”技术的硬件基础。

       在宣传影片中我们可以看出，Fire手机上显示的画面与握着这部手机和观察它的角度有关。它四个角落里的摄像头会跟踪用户的眼睛，并配合手机现在的角度和方位随时调整显示内容。虽然听起来很像是iPhone的动态桌面，但是却有根本上的差别。它更象是在虚拟世界上开了一个可以活动的透视窗。

       打开地图时，会显示出当地的地标性建筑，而改变一下观察角度或者倾斜一下手机，就可以看到这些建筑的不同侧面。它会随着用户的视角来呈现不同的景深和位移，模拟出物理世界中的显示效果，就像在真实世界中我们转换视角一样方便。它还支持多个图层：如果街道的名字或文字之类的东西被挡住了，用户只需要略微偏一偏手机就可以看到那些被遮挡的内容。它让我们感觉到手机里是一个真实的世界，我们可以用在真实世界中的方式去观察它们。

       亚马逊为研发这项功能已经用了数年时间，现在它向我们提供了一种完全不一样的“立体”显示——它让我们自然地观察屏幕上的东西，而我们的大脑会误认为这些内容是真实存在的立体形状。通过额外的几个摄像头，这部手机也具有立体视觉：只要有两个摄像头就可以测量景深，而Fire手机有四个之多。即使用户挡住其中两个摄像头，也不妨碍手机的正常工作。

       显示技术追求的是尽可能身临其境，3D效果明显比传统的平面显示技术更好。我们的世界本来就是3D的，所以可以说它适合所有人。但是，人需要两只眼睛才能产生立体感，而每个人的神经系统对于现有3D技术的适应性不同；再加上当前技术发展阶段的因素，现在的确不是所有人都适合使用3D技术。亚马逊的Fire手机提供了另一种方案；它显示的是迅速变化的平面图像，但是却会让我们误以为是立体对象。这对于那些晕3D的人来说，无疑是个好消息。

       而更重要的是，它展示了另一种和手机互动的可能性，而且当人们一旦习惯了它，必然会对其他手机产生诸多不满。这部手机提供了另一条走进虚拟世界的途径，让人们不再苦苦追求真正的裸眼3D显示，转而追求显示内容的灵活。毕竟我们已经习惯了“移步换景”式的自然体验，而手机上固定不变的显示刚好与这种体验背道而驰。