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Sony 推出“黑科技”屏幕,看 3D 电影终于不用戴眼镜了

2024-11-24 225


如果要投票选出最失望的未来科技,裸眼 3D 可能会高票当选。

原因无他,目前主打裸眼 3D 技术产品视觉效果很难令人满意,无论戴“墨镜”看的 3D 大片还是与头戴式 VR 的虚拟现实相比,目前裸眼 3D 技术都不能有眼前一亮的震撼感。

别急着对裸眼 3D 失望,Sony 最新推出能营造空间现实感的裸眼 3D 屏幕,带给你更贴近科幻电影的 3D 效果。

可买到的“概念性”产品

放下沉重的 VR 眼镜吧,Sony 10 月15 日推出的 ELF-SR1 将带来独特的 SR(空间实境)体验。

过去裸眼 3D 最大缺点就是要固定角度看才会有打破空间限制的 3D 效果,如果头稍微偏离位置,只能看到模糊重叠的影像。ELF-SR1 的“黑科技”体现在无论人眼位置怎么移动,都能获得清晰、高精确度且平滑的立体画面。

为了达成无死角的立体空间效果,Sony 其实采用非常取巧的方法。

(Source:Sony)

黑科技就藏在这块能在上面停泊航母的粗大边框,Sony 放了一颗能追踪使用者脸部位置的感测镜头,透过确定眼睛位置动态调节屏幕的每个画素,让屏幕显示位置最合适视觉图像“欺骗”人眼。

(Source:影片截图)

及时调整画面使无死角观感成为可能,且这种裸眼 3D 效果更像立体全像投影,当人眼移动到屏幕侧面看显示画面时,实际看到的画面即是显示物的侧面,而不是单纯将显示物(的正面)转向眼睛。

屏幕内部就像盒子,显示物飘浮在里面,能从任意角度观看。

(Source:Sony)

出色的 3D 效果是由一块 15.6 吋平板屏幕达成,45 度倾斜于桌面能营造逼真的空间感。屏幕与桌面呈三角形摆放,如果怀疑是 3 块屏幕联合形成的立体投影成像,那么侧面的中间镂空设计也会打破这些质疑。

为了一块屏幕同时显示左右眼图像,ELF-SR1 屏幕采用柱状棱镜技术,人眼看到光实际上由柱状棱镜分成 2 份,同时传到左右眼,形成有景深感的 3D 画面。

今年初 CES 大会 Sony 就展示过 ELF-SR1 概念机,当时仍是试验阶段,效果没那么惊艳,因此没引起太大关注。

出乎人意料的是,仅一年不到,Sony 裸眼 3D 技术就从概念转为产品落地,并宣布近日于日本和美国预售,售价 50 万日圆(美版为 4,999 美元)。

ELF-SR1 采用大小 15.6 吋、分辨率 4K 的屏幕,色域为 AdobeRGB 约 100%,对比度为 1400:1。

不过出于为显示 3D 效果的柱状棱镜考虑,ELF-SR1 并没有采用流行的全贴合制程,因此关屏幕会有种过时显示器的即视感。

不过当屏幕亮起,逼真 3D 画面就会告诉你钱都花在哪。

不断摸索的“障眼法”

裸眼 3D 效果一直是人类不断发展显示技术的目标之一,不同于 4K、8K 显示分辨率有条不紊地倍数发展,裸眼 3D 的发展仍处于摸索阶段。

裸眼 3D 技术并不神秘,利用 2D 画面显示 3D 效果一直都是“欺骗”眼睛的魔术,经过多年发展裸眼 3D 基本分成 3 种技术流。

最常见是户外大型屏幕的裸眼 3D 效果,这主要是利用画面的阴影造成视觉错觉的立体感,显示技术本身并没有特别之处,并未造成视觉差形成深度感。

之前也讨论过城市街头大屏幕 3D 效果,巨幕搭配特殊制作的立体影片的确带来相当震撼的 3D 视觉冲击,但当观众离开最佳欣赏角度时,立体效果可能会大打折扣。

个人电子产品运用更广泛的则是光栅栏法,最著名的代表产品就是任天堂掌机 3DS。

如果纯以销量计算,任天堂 3DS 是世界销量最高的裸眼 3D 设备,不过令人遗憾的是,这份漂亮的销售成绩似乎与它糟糕的裸眼 3D 效果没什么关系。

虽然任天堂以裸眼 3D 功能当成 3DS 的重要卖点,但玩家上手体验数分钟的新鲜感后都会不约而同关掉 3D 显示功能。

因为玩家稍微移动眼睛就会看到叠影,长时间使用造成视觉疲劳,还会让人感觉恶心,除了看过场 CG 有较好 3D 效果,其他游戏场景的 3D 表现都很鸡肋。

这种欠佳的使用体验也常出现在其他光栅栏式 3D 屏幕,这与技术原理有关。光栅栏式技术利用液晶层和偏振膜制造出一系列明暗相间的条纹(视差栅栏),为双眼制造视觉差,让画面形成深度感。

这种方式最大的优点就是生产成本很低,代价则是屏幕亮度和分辨率都有较大损失,因此长时间观看就容易视觉疲劳,同时大脑也容易产生眩晕感,引起各种不适。

(Source:Sony)

ELF-SR1 的柱状棱镜法是主流显示器较常用的“欺骗”手段,透过液晶显示屏幕前方加一层柱状透镜,透镜能以不同方向投影每个子画素,让双眼可从不同角度看显示屏幕,从而获得画面差,同样能营造深度感。

柱状透镜不会造成亮度损失,但由于需要多个子画素分别为左右眼显示以营造视觉差,柱状棱镜法依然对屏幕分辨率打折扣。

新视差显示技术出现前,ELF-SR1 可能是现在平面裸眼 3D 显示的最优解。为了解决柱状棱镜的低分辨率问题,Sony 选择“量大管饱”4K 分辨率屏幕,即使画素点需要拆分,左右眼也能各获得 2K 分辨率的清晰画面。

▲ 透过手机也能达成不错的脸部追踪效果。

Sony 将脸部追踪技术运用在 ELF-SR1,屏幕能根据人眼在三轴位置的移动以毫秒级调整画素排列,透过动态调整画面解决以往观众必须固定角度观看的痛点,达成平滑移动且具漂浮感的立体 3D 画面。

不过由于这种画素迁就眼睛的技术特性,目前 ELF-SR1 仅支持一人使用,也就是说 ELF-SR1 并不能让三五好友一起看看得见摸得着的 3D 大片,成像原理决定了 ELF-SR1 只属于一个人的狂欢。

更添一维的未来画面

Sony 对 ELF-SR1 的产品定位是为电影制作人和动画制作人(如 Sony 影业的《魔鬼克星 未来世》团队)、汽车产品设计师、建筑师和 VR / AR 内容创造者等专业创作人服务,帮助他们更方便创造出更高精度的 3D 画面。

同样是针对消费者级裸眼 3D 产品,Looking Glass 公司也推出可裸眼做到空间效果的全像显示器。Looking Glass 的设计与 ELF-SR1 截然不同,相比 ELF-SR1 简洁的平板屏幕设计,Looking Glass 的屏幕表面还有一块硕大的玻璃面板。

(Source:Looking Glass)

这与 Looking Glass 的显示原理有关,可针对物体同时生成并显示 45 个角度的特定显示图像,透过立体玻璃折射,无论从哪个角度观看,都能获得数个画面组合形成立体画面。

独特技术原理也让 Looking Glass 观看效果有别于 ELF-SR1,能支持多人同时观看 3D 画面,不过显示精确度会逊色为专人服务的 ELF-SR1 。

尽管目前消费者级裸眼 3D 产品的显示原理各不相同,但应用场景却一致,都为满足更专业的视觉工作需要。例如药物分子结构分析,搭建可视化科学模型,让设计师达成更多维度的奇妙幻想等。

目前离大众消费者最近的产品应用,应该会出现在商品行销展示或博物馆立体展示,如果想在电影或游戏体验到出色的 3D,仍需要硬件与内容生产业再合作发展一段时间。

利用眼球追踪技术营造有深感的 3D 效果,其实手机就可以做到。TheParallaxView 便是利用 iPhone 的 3D 结构光模组与陀螺仪就制造出非常不错的深感效果。

苹果也申请过类似利用眼球追踪做到 3D 显示专利,同样是利用屏幕透镜达成裸眼 3D 效果,只是如果真的运用在 MacBook 或 iPhone,可怕的售价也会考验果粉的信仰。

(Source:Sony,下同)

ELF-SR1 出现对大众消费者而言象征意义大于实际意义,之前主打裸眼 3D 的产品就像催熟的水果,外表非常诱人,实际咬一口只有酸涩。

例如任天堂 3DS 后期也为其加入脸部辨识以适应玩家的视线移动,但为了低成本选择的光栅栏屏幕,依然难以达成清晰流畅的游戏画面。

事实证明,要想在消费者级产品做到更成熟的裸眼 3D 效果,除了要有先进的光学技术与面板制造技术,还要能承受另外开辟生产线(不兼容主流 LCD 制程)的高昂成本。

当 3D 浪潮退去,各显示厂家纷纷上岸转投其他领域的视觉竞赛时,所幸 Sony 仍未放弃在这片深不见底的技术海洋深潜探索。

ELF-SR1 昂贵的价格注定只能属于小众,但这并不阻碍让我们对未来的显示技术有更高的期待。Sony 为创作者提供包括支援 Unity 等软件,如果你对这块屏幕有大胆的想法,现在真有可能会变成现实。

当 3D 显示面板的成本降低,也许未来裸眼 3D 功能又将迎来复兴浪潮,只是这一次逼真的空间立体感不再是噱头。

(本文由 爱范儿 授权转载;首图来源:Sony)

2020-11-14 08:09:00

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