立体形态的蔚蓝天空 追溯3D历史起源

PChome | 编辑: 吴从先 2010-10-26 00:00:00原创 返回原文

立体形态的蔚蓝天空

文章开始之前先简单的为您叙述一下3D的概念,自然界是一个3D空间,大至宇宙星系小至原子和微粒都存在三维尺度和空间位置关系,为了表达复杂的现实世界,人们发展了很多方法,其中图像表达方法尤为的直观,以最容易让人接受,图像可以直接提供视觉信息,便于直接了解细节信息。

研究表明,在人类获取的外界信息中,视觉信息已超过了80%。图像信息具有直观、形象、易懂和信息量大的特点,是人们日常生活产生中接触最多的信息种类。

(古代人3D的构思)

早在五千多年前的古埃及,人们就已经有了对三维成像技术的追求。当时对人物形象的画法造型,大部分都把脸表达成侧面的姿态,而眼睛和躯体的位置都是正面的,整个人物从头到脚有两次90°的转向。真人或站或坐都无法保持这种姿势,但这种奇特的造型却可使人物具有立体感和厚重感。

3D的萌芽

在欧洲的文艺复兴时期,绘画透视和雕塑艺术的研究和实践就已经表明了只有给两只眼睛分别提供相对独立的图像,在恢复了双眼视差的情况下,才可能获得真实的立体视觉。

传统图像是一种二维信息载体,他只能表现出景物的内容而忽略了物体的远近、位置等深度信息,因此也是不完整的。

人类在生产生活中习惯了使用两只眼睛来观察世界,判断景物的三维信息,使活动更为准确和自由,而其所依据的就是每只视网膜上的成像,大脑对两幅视网膜图像进行分析加工,从而获得更为真实和准确的深度信息。因此作为观察的主题,人类更需要提供比一副图像更多的信息画面来获取必须的空间信息。

3D的逐渐形成

如今我们看到的神奇3D技术是在历史不断的演变中进化而来的。早在16世纪初,人们就开始用不同的颜色为左右眼分别绘制有一定差异的图像,然后通过滤光镜来观察,产生立体视觉的效果。

到了17世纪末18世纪初研制了有色眼镜和"立体镜",它为每只眼睛提供独立的视觉通道,立体感非常强烈,这种"立体镜"至今仍然是观察立体图像的一种有效手段。

19世纪末电影发明后,科学家尝试用电影来表现运动的立体视觉图像,出现了偏光滤光镜技术的立体电影,观众通过配戴偏振光眼镜观察运动的立体图像。

20世纪初黑白电视机发明,立体电视研究开始进行。20世纪50年代,彩色电视技术发展到接近实用阶段,“互补色立体分像电视技术”被应用于立体电视。

20世纪70年代末,由于光开关新材料的应用,时分式立体电视技术出现。

20世纪90年代以来,随着液晶显示技术的成熟,以液晶、等离子为代表的新一代显示设备以其全彩色精致影像画质、节省能源、无辐射、无闪烁等优点获得了快速发展。立体显示技术的研究方向也已经集中于基于液晶平板显示器的裸眼立体显示技术。

2004年,经过多年研发,SuperD立体影像工作站正式问世,实现商用。它成功的实现了液晶显示器和裸眼立体显示技术的巧妙结合,具有近乎完美的自由立体图像显示功能,给人们带来一场全新的视觉盛宴。

最初的3D应用

其实3D最早应用于电影领域,更准确一点是动画片(动画片也属于电影范畴) 90年代以及更早的3D游戏大部分都是伪3D,实质上都是2D。3D对硬件要求很高,至于最早的3D电影或者说是3D动画片不知大家是否还记得,没错就是经常在电影片头看到的那个Pixar(知名企业:皮克斯)广告,写到这里不知是否能唤起大家的共鸣?

摇身一变它已经成为了当今3D动画巨头,领航者--皮克斯动画工作室(Pixar Animation Studios),在1984年制作的短片《安德列与威利的冒险》由于立体技术的完美解决,使得相同的解决方案在解决2D画面时更加游刃有余。3D的优势在于对高速画面的完美解决方案,而这在2D的画面显示中,动态清晰度同样起到了关键作用。

现今3D技术之活跃

日本一个研究小组今天说他们已开发出世界上第一台可让影像悬浮空中任人触摸戳捏的3D电视。小组成员之一,日本产业技术综合研究所的高级科学家中村纪男说:“可触摸的空中影像是史无前例的。”一边随意把玩空中的影像一边说:“你感觉就象真的在戳一个皮球或者捏扁一个糯米团一样。”

他介绍中说道:“该项技术利用多个摄像头监测观众的手指动作,能让影像随人的“触摸”动作而改变形状。”目前尚不清楚此技术何时可以投入实际使用,但其发明者认为可以将之用来模拟外科手术,也可用于电脑游戏软件之中让玩家身感其受地握持武器或运动器材。

中村先生说:“甚至还有可能用扫描的影像来替代实际物体。该项技术可以用来创立虚拟博物馆,让那些价值连城、本来是不可触摸的雕塑对于观众包括视障者来说都触手可及。”

3d的变化从古至今已经慢慢的酝酿成熟,3D I MAX就是3D不断进化中衍生出的优秀产物!IMAX其实就是立体影片的放映技术, IMAX3D使用两盘IMAX专用的15/70胶片,一盘胶片对应一只眼睛,通过偏振过滤眼镜或红外同步系统配合电子眼镜以提供两个单独的图像。结合IMAX巨幕,IMAX3D能够产生逼真的全视野立体效果。以3D立体方式呈现的IMAX Experience(R)可带给您世界上最身临其境的观赏体验,令世界各地数以百万人为之如痴如醉。水晶般清晰且逼真绚丽的立体图像,结合顶级的环绕音响系统使观众仿佛置身于电影中。

3D的光辉

英国当地时间2010年1月31日,在英超曼联--阿森纳的比赛中,英国天空体育频道有史以来首次使用3D技术对这场比赛进行电视直播。

6月25日在国际足联2010年世界杯比赛转播中使用了3D。

菲律宾总统就职Noynoy阿基诺 06月30日的2010年,第一次总统就职典礼就在三维网络GMA直播。

立体是3D视频捕捉和提供最广泛接受的方法。它涉及到捕获两个角度的专业设置立体声双,并排安装摄像头,由一个人之间的学生同样的距离分开。如果我们设想在沿场景投射对象点线的视线(每个眼睛,转)到一个平面的背景屏幕上,我们可以描述这个用简单的数学代数点的位置。

在矩形中的YZ平面躺在屏幕坐标(Z轴和Y轴上升到右)和沿X轴为中心的观众,我们发现在屏幕上的坐标是简单的两项之和,一占透视和其他双目转变。透视修改的Z和Y坐标点的对象由一个因子D /(dx)上,而双目转移有助于增加对S *期限(到Y坐标只)的X /(2 *(dx)上),其中D是从选定的系统原点的距离给观众(右之间的眼睛),S是视觉上的分离(约7厘米)和X是真正的对象的x坐标点。双目转变是正面的左眼,视图和右眼视图阴性。 对于非常遥远的物体点,很明显,眼睛就会沿着同一行的视线看。 对于非常近物,眼睛可能会变得过分“斗眼”。

然而,对于在视野更大部分场景,形象逼真,是容易被左,右图像(使用极化法或同步快门镜头方法)达到规定的叠加观众不靠近屏幕太和左,右图像在屏幕上的正确位置。 数字技术已经在很大程度上消除了不准确的叠加这是传统的立体电影的一个共同的问题,在时代。

多视角捕捉使用相机阵列许多捕捉多个独立的视频流,通过一个三维场景。 Plenoptic相机 ,它捕捉光场的一个场景,也可以用来捕获多个视图与主透镜单一。根据在相机设置,由此产生的意见,既可以显示多视图显示,或通过进一步的图像处理。

在拍摄后,立体声或多视角的图像数据可以加工提取二维加深度为每个视图的信息,有效地创建一个3D场景的原始设备无关的代表性。这些数据可以用于帮助跨显示图像压缩或产生多个不同的视角和屏幕尺寸的立体双。

二维加上深加工可以用来重建三维场景甚至从单一视图和转换传统电影和录像材料到3D看,尽管有说服力的效果是难以实现和由此产生的图像可能会看起来像一个纸板的一个缩影。

3D电视的成功

3D已经有很长的历史并且也曾经消沉过,因此,类似于“3D"会不会退出历史舞台的结论,不加思索的情况下更本无法做出结论,随着最近影院和家庭3D投影技术的进步,3D这次载入史册的把握将比以往任何时候都大得多。

三星是全球第一家推出3D电视的企业。2007年,三星推出的3D DLP电视,是世界上首台3D电视。2008年的CES展会上,三星又推出了世界上首台3D等离子电视;而今年在CES展上推出的PDP7000则是当前最新最完善的3D电视产品。

与3D电影相比,3D 电视具有更加明显的优势。观看3D电影时,观众必须戴上沉重的眼睛才能看到电影。而随着3D技术的不断精进,搬进家庭客厅的3D电视机,在不需要配戴眼镜的情况下也可用肉眼很好地观看。据悉,日本东芝公司(Toshiba Corp.)计划在2010年圣诞向市场推出世界第一款不需要佩戴任何特殊眼镜的裸眼3D电视。

海尔于日前发布了首款融合无线传输技术,不用电源线、不用信号线的3D无尾电视,为消费者展示了一整套三网时代的收视解决方案。

当你在看电视时,突然发现:英国100多年前的连环杀手——开膛手杰克,行凶时竟然没有出现在伦敦的黑暗角落,而是在你家的客厅;“飞人”博尔特脱离了比赛的赛道,犹如一阵风般在你的身边“飘”过;体型庞大的恐龙从远古时代复活,气势汹汹地向你迎面扑来……无论是现代的还是古代的,无论是人类还是动物,似乎都“耐不住寂寞”,统统“跑出” 电视屏幕来。不过,不用怕,这只不过是3D电视的效果罢了。如今,随着技术的飞速发展,3D电视将有望最早在2010年进入家庭。

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