X-百科 | 裸眼3D大屏的视觉原理

▎01.

什么是裸眼3D

裸眼3D（英文：Autostereoscopy）是一种不需要让人佩戴特殊头盔或3D眼镜等辅助设备，用肉眼即可观看逼真的立体三维画面的技术。它的原理是将左右眼对应的像素点，分别投射到左右眼中，利用视差原理，从而产生三维立体的影像。

而3D这个技术最早可以追溯到文艺复兴时期提出的“视错觉”。

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当我们看到一个画面或物体时，我们的左眼和右眼接受的内容是不一样的，甚至当我们闭上左眼或右眼时，左右两只眼睛看到事物的位置和角度也有所不同。（如下图所示）

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而视差屏障技术（Parallax barrier）所产生的3D立体效果，就是运用了左右眼的视差在大脑中产生的成像。

左右眼位于普通屏幕的前面，由不透明的层和一系列精确间隔的缝隙组成，将左右眼对应的像素点，分别投射到左右眼中，利用视差原理，从而通过视差产生深度感，呈现出三维立体的影像。

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▎02.

裸眼3D户外大屏常见种类

目前市面上大家所见到过的户外裸眼3D显示屏，根据其夹角大小可以划分为直角转角屏（L型屏）、弧角转角屏及曲面屏。

直角转角屏（L型屏），图片截取于网络

弧角转角屏，图片截取于网络

曲面屏，图片截取于网络

▎03.

出框

上面这些屏幕都能够给大家带来立体感很强的内容和感受，同样是大屏幕，为什么这些画面的立体感强？有人说是因为屏幕折角了，那我们再来看看以下几个没有折角的画面。

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那么，这些画面没有折角的影像怎么也有如此强烈的3D效果呢？这就是第一个眼睛欺骗大脑的要素：出框，让画面的主体到“飞”到画框外面来，人们会本能的认为屏幕里的画面本来就是假的。

因为日常中不管是电视、手机还是电脑都会有边框，所以画面就应该出现在边框之内，而设计师就是利用了这一点共识，人为的给画面增加了一个边框，比如成都太古里的这个裸眼3D显示屏，其实飞船这个画面的右边还有很大一块屏幕，有些地方的屏幕会是全黑的，只是故意没有让它们亮起来营造出一种边界的效果，但成都这个将隔壁楼的窗户给“复制粘贴”了过来，当主体画面超过人们大脑中设定的画框的时候，就会给人们带来认知的反差，从而实现3D立体的效果。

出框的裸眼3D案例，图片来源于网络

▎04.

画面的扭曲

目前的裸眼3D技术并不能够从真正意义上算作是裸眼3D，因为这些大屏只有在特定的角度观看专门为大屏定制的特定的视屏时才能有比较强烈的立体效果，否则就会产生画面的扭曲。相信有一些人已经在网络上看到过类似的一些视频，会出现“穿帮”的情况。

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比如一个平面中的一条直线，在任何角度去观看这条直线，都是直的，但当这条直线放到一个异形屏当中，这条直线就仅仅在双眼和它等高的角度时，看这条直线会变成一条直线。

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那当我们要仰视广场上的大屏时，大屏内的动画该如何处理才能呈现出裸眼3D的效果呢?我们需要把这条直线投影到屏幕上，在观众视角达到直线的效果，但在屏幕中，这条线将会是一条弯曲且有角度的一条弧线。这样，在观看角度看这条线时，才能呈现出正确的比例。所以裸眼3D大屏的内容制作，首先就是要确定观众观看的角度（包括站立，坐着，与伸高手机拍摄的高度综合一个数值区间取一个中间值），再根据屏幕的结构去进行空间的延伸，搭建场景，渲染出播放在大屏中的视频。