早在19世紀攝影技術剛剛起步時，人們就用2臺性能和參數完全相同的相機并列，模擬人的左右兩眼，同時拍下2張有著些微差異的相片，之后再透過平行視線法、交叉視線法或類似雙筒望遠鏡的專屬觀看設備等，讓人的左右兩眼分別觀看2張并列拍攝的相片，以重現“視差”，藉以模擬出立體視覺。

兩個世紀以來，人類由此逐步研究出各種3D顯示技術，主要分為眼鏡3D與裸眼3D兩大類型(見表1)。

 
表1 3D顯示技術主要類型

一、眼鏡類3D顯示技術

眼鏡類3D顯示技術，主要是利用光學原理的特制眼鏡來實現。目前市場應用的眼鏡類3D，從技術層面來看主要有快門式和偏光式兩種(見表2)，從觀看方式來看主要有被動觀看和主動觀看兩種。

1.被動觀看式3D

被動觀看式的3D眼鏡，是由單純的鏡片+鏡架所構成，不牽涉到任何機械或電子裝置，主要有紅藍濾色片式3D眼鏡類和偏光式3D眼鏡類兩種，基本原理都是運用光學方式讓左右兩眼觀看到具備視差的圖像。

2.主動觀看式3D

主動觀看式的3D眼鏡，是利用眼鏡本身的主動運作來顯示3D效果，有雙顯示器式3D眼鏡類和液晶式3D眼鏡類兩種。

(1)雙顯示器式3D眼鏡類

雙顯示器式雖然無法提供多人觀看的需求，但仍就算是主動式3D眼鏡類的一種，其原理是運用左右眼鏡中配置的兩組小型顯示器來分別顯示左右畫面，以形成3D效果。

由于必須配置兩組獨立的小型顯示器，只能讓單人觀看。通常應用在特殊場合，如搭配頭部偵測應用在虛擬實境觀看的便攜式播放器、游戲機等。

(2)液晶式3D眼鏡類

液晶式的3D眼鏡，由主動液晶鏡片構成，其原理是利用電場來改變液晶透光的狀態，以每秒數十次的頻率交替遮蔽左右兩眼視線，播放時只要交替顯示左右兩眼畫面，再利用同步信號讓液晶式3D眼鏡與畫面同步工作，當播出左眼畫面時讓右眼鏡片變黑、播出右眼畫面時讓左眼鏡片變黑，最終形成3D效果，但這種交替遮蔽會影響畫面的亮度。

液晶式3D不需要濾色或偏光等特殊播放設備，只要提升播放畫面的交替頻率及添加同步信號發送裝置，很適合大尺寸屏幕，供多人觀賞的需求，是目前3D電影和3D電視的主要方式，包括PC上由NVIDIA推出的3D Vision，以及目前各大廠商狂推猛打的3D電視機等產品，都采用了此類技術。

由于液晶式的畫面是采左右交替播放，同一時間內只有一只眼睛能看到畫面，因此當開啟3D顯示模式時，畫面刷新頻率會變為原來的一半。當每秒60次交替頻率時，畫面刷新頻率會降到每秒30次，會讓觀看者感受到明顯的閃爍。因此目前各廠商所推出的方案都是將刷新頻率加倍到每秒120次，以解決閃爍的問題。

二、裸眼3D顯示技術

 
Magnetic 47″ 裸眼立體顯示器

如前所述，眼鏡類的3D顯示技術是通過眼鏡將左右圖像分離出來，并分別送到觀看者的左右兩眼中，實現3D效果。而裸眼類的3D顯示技術則是通過調節光的角度使左右兩個圖像分離出來，并分別送到觀看者的左右兩眼中，以實現3D效果。

如今的裸眼類3D顯示技術，組合了目前人類最新面板制造技術和引擎軟件技術，一方面，在生產制造方面，采用在液晶面板前方配置雙凸透鏡的全景圖像(Integral Imaging)方式顯示，即在同一個屏幕上，以分割區域顯示(空間多功裸眼3D技術)和切割時間顯示(分時多功裸眼3D技術)來實現3D顯示(見表3)。另一方面，在圖像顯示方面，通過計算機圖像處理技術，將已有的2D圖像和3D圖像的左右兩眼的視差，轉換為9視差的3D圖像。

從當前裸眼類3D顯示技術形式來看，有光屏障式(Barrier)、柱狀透鏡(Lenticular Lens)、多層顯示(Multi Layer Display)和指向光源(Directional Backlight)等幾種，目前光屏障式和柱狀透鏡式兩種技術已進入商業應用階段。

1.光屏障式技術

裸眼類的光屏障式技術與眼鏡類的偏光式技術(目前3D電影廣泛采用)有些相似，不過一個要戴眼鏡，一個不要。

光屏障式又稱光屏蔽式、視差障壁(Parallax Barrier)、視差屏障(Parallax Barriers)等等，這主要是研制廠商的技術細節不同所至。

(1)視差障壁式

該技術是由夏普歐洲實驗室研制，實現方法是使用一個開關液晶屏、偏振膜和高分子液晶層，利用液晶層和偏振膜制造出一系列方向為90°的垂直條紋。這些條紋寬幾十微米，通過它們的光就形成了垂直的細條柵模式，故稱之為“視差障壁”。

視差障壁安置在背光模塊及LCD面板間，在3D模式下，應該由左眼看到的圖像顯示在液晶屏上時，不透明的條紋會遮擋右眼;應該由右眼看到的圖像，不透明的條紋會遮擋左眼，通過將左右兩眼的可視畫面分開，使觀看者看到3D畫面。

(2)可開關液晶視差屏障式

可開關液晶視差屏障式3D，是目前最廣泛應用于可攜式裝置的方式，包括夏普與日立都不約而同的在任天堂發表N3DS(是一款由日本任天堂推出的便攜式游戲機，最大特點之一是利用了稱為“Autostereoscopy”的技術，即讓使用者不配戴任何特殊眼鏡即可感受到3D圖像效果)后，緊接著開發了各自裸眼3D手機應用的視差屏障式3D顯示屏幕。其中夏普的產品將液晶屏障與觸控薄膜整合在一起，而且同時支持橫拿與直拿的應用，比較符合N3DS的需求。

2.柱狀透鏡技術

柱狀透鏡技術，又被稱為雙凸透鏡或微柱透鏡技術，主要代表廠商有飛利浦和我國朗辰電子科技。

該技術是通過在液晶面板上加上特殊的精密柱面透鏡屏，將經過編碼處理的3D圖像獨立送入人的左右兩眼，從而可以裸眼體驗3D，同時兼容2D，它相比光屏障式技術最大的優點是其亮度不會受到影響，但觀測視角寬度會稍小。

不過像素間的間隙也會被放大，因此不是簡單地疊加子像素，柱透鏡與像素列不是平行的，而是成一定的角度。這樣就可以使每一組子像素重復投射視區，而不是只投射一組視差圖像。

柱狀透鏡式可以在多個角度下產生3D效果，適用于多人觀看的場合，不過在不合適的角度觀看時會出現影像重疊的狀況。一般的柱狀透鏡是固定貼附在屏幕表面，而且是以單一方向排列，因此無法切換顯示模式，水平解析度會降為原本的一半，畫質也會受到透鏡折射影響，屏幕旋轉 90度時就無法呈現3D感。不過也有廠商研發在柱狀透鏡中注入液晶來改變聚焦特性的技術，可關閉透鏡的折射效果切換成2D顯示模式。

3.多層顯示技術

該技術簡稱MLD技術，是美國Pure Depth公司在2009年4月研發，這種技術能夠通過一定間隔重疊的兩塊液晶面板，實現裸眼觀看3D文字及3D圖像。與柱狀透鏡技術相比，有以下優點：

(1)觀看3D圖像時，用戶不會產生眩暈、頭疼及眼睛疲勞等副作用;

(2)3D顯示時，屏幕的分辨率不會降低;

(3)可組合顯示文字等2D圖像和3D圖像;

(4)對觀看3D圖像的視野及角度沒有太大的限制，通俗點說就是可視角度足夠大。

目前，采用MLD技術的顯示設備，已經在美國拉斯維加斯的部分娛樂場所得到了應用，并取得了良好的效果。

4.深度融合式3D顯示(Depth-fused 3D)

該技術由日立公司研發，產品問世已久不過應用層面有限。是將兩片液晶面板前后重疊在一起，分別在前后兩片液晶面板上以不同亮度顯示前景與后景的影像，藉由實體的深淺差異來呈現出景深效果。

由于深度融合式并不像其他方式是以模擬兩眼視差來產生立體感，而是讓畫面真正具備前景與后景的差別，能讓觀看者兩眼視線的焦點自然落在畫面位置并感受到景深，因此觀看時眼睛不感到疲勞。不過受限于前后景重疊時的角度偏移不能太大，因此適合觀看的角度有限，加上需要重疊兩片液晶面板來構成，因此不但體積較大，而且成本也較高。

5.指向光源技術

該技術比較先進，實現的方法是通過搭配兩組快速反應的LCD面板和驅動器，讓3D圖像以排序方式進入觀看者的左右兩眼，由于互換的左右兩幅圖像存在著視差，進而讓人眼感受到3D效果。

指向光源比光屏障式、柱狀透鏡式等裸眼3D技術更具有優勢，可以應用到手機、電腦、游戲機等設備中。在3D顯示的亮度和分辨率上都能夠得到保障，進而可以普及發展。但是該技術尚未成熟，遠沒有達到量產的階段，目前仍處于研發階段。

當屏幕右側的背光光源亮起時，就會透過指向性背光膜射出朝左眼方向的光線，用來顯示左眼圖像畫面。當左側的背光光源亮起時，就會透過指向性背光膜射出朝右眼方向的光線，用來顯示右眼圖像畫面。藉由左右圖像畫面高速交替顯示，就能平順的顯示3D圖像畫面。

由于指向性背光方式采用分時多功，因此每次都能以面板的完整解析度來顯示圖像，不像空間多功只能以面板的一半解析度來顯示圖像。而且只要左右兩側的背光光源同時亮起，就能切換為2D顯示模式。不過由于左右兩眼圖像畫面是以指向性的方式顯示，因此只有從屏幕正面觀看時才能看到3D圖像畫面，當屏幕旋轉90度時就無法顯示3D圖像畫面。

結語

讓所有人脫掉眼鏡看3D，這看似簡單的技術目標，卻已經成為全球爭奪的新型產業的制高點。如今，各國對3D顯示技術研發均不惜巨資，投入巨大，且非常重視投入的持續性。

在國外，裸眼3D廣告已不稀奇，的確大街上來往的人，總不能停下來找個眼鏡戴起來再看廣告吧。近年來，美國的3D電影比例也越來越高，裸眼3D在廣告、展示、游戲、電視、手機等方面已經有了很大的市場，所有視覺娛樂、內容、廣告等領域，已經繞不開3D技術(如裸眼3D試衣技術，已經在互聯網上得到很好的呈現)，正在圍繞3D形成新的產業鏈(模式)。

在國內，今年元旦央視3D電視頻道開播，雖然很多城市還未能嘗鮮，但網絡上的3D版春晚點擊量已經不少。

雖說目前3D已進入電影、電視領域，但要走進百姓家庭，似乎很難，撇開技術層面不說，高昂的價格就足以讓百姓望而卻步。

據業內人士分析，3D電視的普及起碼需要4至5年的時間，未來在一些購物中心、熱鬧的城市廣場等地能看見它的蹤影。市場永遠是這樣運轉的——任何新事物的誕生和發展總是演繹著從無到有、從不成熟到成熟、從高價到低價的游戲過程，但這個過程需要的是時間。

未來，3D跟我們每一個人都有關系……