索尼推出「黑科技」屏幕,看 3D 电影终于不用戴眼镜了

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11-09 09:17

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 技术的产品在视觉效果上很难令人满意,无论是与戴「墨镜」看的 3D 大片还是与头戴式 VR 的虚拟现实相比,目前的裸眼 3D 技术都不能给人们带来眼前一亮的震撼感。

别急着对裸眼 3D 失望,索尼最新推出的一款能够营造空间现实感的裸眼 3D 屏幕,能带给你更贴近科幻电影中的 3D 效果。

可以买到的「概念性」产品

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

过去裸眼 3D 最大的弊端就是要固定一个角度观看才会有打破空间限制的 3D 效果,如果观众头稍微偏离一下位置,那么则只能看到模糊重叠的影像。

而 ELF-SR1 的「黑科技」就体现在,无论人眼的位置怎么移动,都能获得一个清晰、高精度且平滑的立体画面。

为了实现这种无死角的立体空间效果,索尼其实采用了非常讨巧的方法。

▲ 图片来自:Sony.com

黑科技就藏在这块能在上面「停航母」的粗大边框上,索尼在上面放置了一颗能够追踪人面部位置的摄像头,通过确定人眼的位置动态调节屏幕的每一颗像素,让屏幕显示出该位置最合适视觉图像来「欺骗」人眼。

及时地调整画面使得无死角的观感成为了可能,而且值得一提的是,这种裸眼 3D 效果更像是立体全息投影,当人眼移动到屏幕侧面看显示画面时,实际上看到的画面即是显示物的侧面,而不是单纯将显示物侧向人眼。

屏幕的内部就像是一个盒子,显示物悬浮在里面,能够从任意角度观察它。

出色的 3D 效果是由一块 15.6 寸的平板屏幕实现,45 度倾斜于桌面能够营造逼真的空间感。屏幕与桌面呈三角形摆放,如果怀疑是三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。

为了同时在一块屏幕显示左右眼的图像, ELF-SR1 的屏幕采用的是柱状棱镜技术,人眼看到光实际上是被柱状棱镜分成两份,同时传递给左右眼,形成有深感的 3D 画面。

在今年年初的 CES 大会上索尼就有展示过 ELF-SR1 的概念机,当时概念机仍处于试验阶段,演示效果并没那么惊艳,因此在当时没引起太大的关注。

出乎人意料的是,仅一年不到的时间,索尼的空间裸眼 3D 技术就从概念转化为产品落地,并宣布将在近日在日本和美国开启预售,售价为 500,000 日元(美版为 4,999 美元)。

ELF-SR1 的采用的是一块大小为 15.6 英寸,分辨率为 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工艺,因此在息屏状态下总有种过时显示器的即视感。

不过当屏幕亮起的一刻,夺屏而出的逼真 3D 画面就会告诉你钱都花在了哪。

不断摸索的「障眼法」

实现裸眼 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迭倍发展,裸眼 3D 的发展仍处于摸索的阶段。

裸眼 3D 技术并不神秘,实际上利用 2D 画面显示 3D 效果一直都是一种「欺骗」眼睛的魔术,经过多年的发展裸眼 3D 基本可以分成 3 种技术流。

最为常见是在户外大型屏幕上的裸眼 3D 效果,其实这主要是利用影片画面的阴影造成视觉错觉所形成立体感,在显示技术本身上并没有特别之处,并未给双眼造成视觉差形成深度感。

爱范儿也对城市街头大屏的 3D 效果有过讨论,巨幕搭配特殊制作的立体影片的确能给人带来相当震撼的 3D 视觉冲击,但是当观众离开了最佳欣赏角度时,立体的效果可能就会大打折扣。

而用在个人电子产品上运用更广泛的则是光栅栏法,其中最著名的代表产品莫过于任天堂的掌机 3DS。

如果单纯以销量计算的话,任天堂的 3DS 将会是世界上销量最高的裸眼 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 功能作为 3DS 的重磅卖点,但事实上玩家在上手体验过数分钟的新鲜后都会不约而同地关掉 3D 显示功能。

因为玩家稍微移动眼睛看到的就是重影的画面,长时间使用带来的视觉疲劳还容易让人犯恶心,除了在看过场 CG 有比较好的 3D 效果,其他游戏场景的 3D 表现都显得很鸡肋。

这种欠佳的使用体验也常出现在其他光栅栏式 3D 屏幕上,这与其技术原理有关。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),从而为双眼制造视觉差,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,而代价则是屏幕的亮度和分辨率都会有比较大的损失,因此长时间观看时就容易引起视觉疲劳,同时大脑也容易产生眩晕感,引起各种不适。

▲ 图片来自:Sony.com

在 ELF-SR1 上采用的柱状棱镜法是主流显示器比较常用的「欺骗」手段,它通过在液晶显示屏的前面加上一层柱状透镜,透镜能以不同的方向投影每个子像素,让双眼可以从不同的角度观看显示屏,从而获得画面差,同样能够营造深度感。

柱状透镜不会对亮度造成损失,但是由于需要多个子像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会打一个折扣。

在新的视差显示技术出现之前,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,索尼选择了「量大管饱」4K 分辨率屏幕,即使像素点需要被拆分,左右眼也能各获得一个 2K 分辨率的清晰画面。

▲ 通过手机也能够实现不错的脸部追踪效果

索尼将脸部追踪技术运用在 ELF-SR1 上,屏幕能够根据人眼在三轴位置的移动以毫秒级调整像素排布,通过动态地调整画面解决以往观众必须固定角度观看的痛点问题,实现能够平滑移动且具有漂浮感的立体 3D 画面。

不过由于这种像素迁就眼睛的技术特性,目前 ELF-SR1 仅支持一人使用,也就是说在 ELF-SR1 上并不能让三五好友一起看一场看得见摸得着的 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

索尼对 ELF-SR1 的产品定位是为包括电影制作人和动画制作人(比如索尼影业的「捉鬼敢死队: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,帮助他们更方便地创造出更高精度的 3D 画面。

同样是针对消费者级裸眼 3D 产品,Looking Glass 公司也推出了可以裸眼实现空间效果的全息显示器。Looking Glass 的设计与 ELF-SR1 截然不同,相比于 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。

这与 Looking Glass 的显示原理有关,它可以针对物体同时生成并显示 45 个角度的特定显示图像,通过在立体玻璃中折射,无论从那个角度观看,都能获得数个画面组合形成立体的画面。

独特的技术原理也让 Looking Glass 在观看效果上有别于 ELF-SR1,它能够支持多人同屏观看 3D 画面,不过在显示精度上会逊色于为专人服务的 ELF-SR1 。

▲ 图片来自:Sony.com

尽管目前消费者级裸眼 3D 产品的显示原理各不相同,但是它们的应用场景却是一致的,都在满足更专业的视觉工作需要。例如对药物分子结构的分析,搭建可视化科学模型,让设计师实现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,应该会出现在商品营销展示或者博物馆立体展示上,如果想要在电影或者游戏中体验到如此出色的 3D,仍然需要硬件与内容生产行业再协同发展一段时间。

利用眼球追踪技术营造具有深感的 3D 效果,其实在我们的手机上就可以实现。TheParallaxView 便是利用 iPhone 上的 3D 结构光模组与陀螺仪就制造出了非常不错的深感效果。

事实上苹果也申请过类似的利用眼球追踪实现 3D 显示的专利,同样是利用屏幕透镜实现裸眼 3D 效果,只是如果真的将它运用在 MacBook 或者 iPhone 上,可怕的售价也会考验果粉们的信仰。

▲ 图片来自:Sony.com

ELF-SR1 的出现对于大众消费者而言象征意义要更大于实际意义,在此之前主打裸眼 3D 的产品就像是一颗催熟的水果,外表看起来非常诱人,实际咬一口只感觉到又酸又涩。

例如任天堂在 3DS 后期也为其加入了脸部识别以适应玩家的视线移动,但是为了低成本而选择的光栅栏屏幕依然难以实现清晰流畅的游戏画面。

▲ 图片来自:Sony.com

事实证明,要想要在消费者级产品上实现更成熟的裸眼 3D 效果,除了要有先进的光学技术与面板制造技术,还要能够承受另外开辟生产线(不兼容主流 LCD 工艺)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之时,所幸索尼仍未放弃在这片深不见底的技术海洋里深潜探索。

ELF-SR1 昂贵的价格让它注定了只能属于小众,但这并不阻碍它让我们对未来的显示技术有更高的期待。索尼为创作者们提供包括对 Unity 等软件的支持,如果你对这块屏幕有大胆的想法,现在真的有可能会变成现实。

▲ 大胆的想法肯定是用来看 Miku 啦!

当 3D 显示面板的成本降低,也许未来裸眼 3D 功能又将迎来一次复兴的浪潮,只是这一次逼真的空间立体感不再是噱头。

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