仅用简单的三种颜色,竟能达到极致的裸眼3D效果?最近,一款神奇的海报在网络上爆火,小编也学着做了张图:
聪明的读者可能会发现,这种海报往往均为红蓝配色,难道真是传说中的“自古红蓝出CP”?
其实,这是因为高饱和配色的红蓝信息能够被我们左右眼接受,从而营造出立体的视差感。
同样是高饱和配色图片,下面这张图可能会勾起不少人的童年回忆。明明是一个平面,但是只要盯着画面看一会儿,就会出现立体效果。
▲你能从这幅图中看出数字“2023”吗?(图片来源:https://www.hidden-3d.com/)
位于二维平面上的图片,为什么会出现神奇的3D效果?裸眼3D的核心在于利用人眼的生理特性。人类双眼约65毫米的间距导致左右眼接收的画面存在细微差异,这种差异被称为视差。
因为视差,大脑通过融合两只眼睛接收的两幅图像,构建出三维空间感。也可以说它是利用视错觉形成的一种伪三维效果。
▲视差原理
不同颜色的光,其折射率存在差异。当同一光源点发出的白光抵达我们的视网膜进行成像时,由于各色光折射率不同,它们在视网膜上的成像位置会存在细微偏差。正是这种偏差,使得我们感知到不同颜色光所对应的物体远近深度有所差异。尤其是红光与蓝光,它们的折射率相差较为明显,由此带来的远近深度视觉差异也就更大,进而让我们产生了立体感。
实际上,裸眼3D技术早在19世纪就出现了,果然太阳底下没有新鲜事。
1838年,英国物理学家查尔斯·惠斯通发明了体视镜,这是最早可以观看3D立体图像的装置。他的装置看似复杂庞大却很有效,仅仅通过两面倾角45度的反射镜以及分摆在两侧的图片,当人眼从正面直视反射镜时,双眼所看到的同一物体成像是不同的,从而产生三维的立体视觉感受,由此开启了人们的3D视觉体验。
▲英国物理学家查尔斯·惠斯通(图片来源:wikipedia)
早期的裸眼3D电影就是利用了裸眼3D视觉效果,也构成早期裸眼3D技术。1922年,英国导演斯图尔特·勃拉克顿制作了被认为是第一部立体电影《爱情的力量》。
▲第一部立体电影《爱情的力量》(图片来源:豆瓣)
我们看3D电影需要佩戴的红蓝眼镜,也正是利用了这一点。
如今,随着科学技术的发展,裸眼3D技术将光学、图像处理和计算机视觉技术相嵌合,实现从不同视角投射图像的奇迹。裸眼3D技术通过以下方式模拟这一过程:
光栅技术
在屏幕表面覆盖由透光条与遮光条交替排列的狭缝光栅,或使用柱状透镜阵列。前者通过遮挡光线实现左右眼图像分离,后者则通过透镜折射将不同像素投射至对应眼球。例如,上海虹桥机场的裸眼3D广告屏采用柱状透镜技术,使画面在不同角度呈现立体效果。
视差屏障技术
在液晶面板与背光模块间嵌入特殊液晶层,通过电场控制条纹的透明度,实现左右眼图像的精准投射。该技术成本较低,曾被应用于任天堂3DS掌机。
光场与全息技术
更高级的技术如光场显示通过微透镜阵列记录光线方向与强度,模拟真实光场;全息显示则利用干涉原理记录物体光波信息,实现真正的三维成像。
从《阿凡达》到城市街头的广告屏,人类对立体视觉的追求从未停歇。随着技术成熟与成本下降,裸眼3D或将如智能手机般普及,重新定义我们与数字世界的交互方式。下一次,当你驻足观看街头跃动的3D巨龙时,或许正在见证一场视觉革命的黎明。
▲“祖冲之三号”量子计算机裸眼3D视频(视频来源:可视科学)
本文转载自《墨子沙龙》微信公众号
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