3D成像技術成熟 加速3D顯示應用普及
- 毛履兆
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3D顯示器目前有多種技術實踐方案，除搭配3D眼鏡的3D成像技術外，也有不需任何輔助配件的裸眼3D技術，事實上3D成像已是成熟的顯示技術，只是發展初期可用的3D內容來源有限，造成市場推廣難度較高，也因此造成相關配件、產品單價過高...
隨著數位運算技術的提升，許多入門級的IT或3C設備，多以具備處理3D視頻所需要的運算能力，加上近年因為LCD TV毛利持續壓縮，對於硬體廠商來說，必須創造更多TV附加價值，其中3D技術就是一項可以大幅提升產品差異化的關鍵應用。
內容來源增加 3D視覺應用發展加速
早期發展3D顯示或是娛樂應用，大多受到相對應3D內容資源過少問題，即便用戶有經濟能力購買高檔3D影音設備，但受限於可用的數位內容不夠多，讓3D功能等同虛設。因為只要3D內容供應量不足的問題沒解決，就會影響消費者對3D顯示設備的購買意願。
但現今3D技術已成為電視機製造商增加產品附加價值的關鍵應用，因此廠商陸續推出多款3D電視產品炒熱市場。在內容部份，好萊塢八大片商也開始逐步增加3D內容的產製速度，一方面是3D電影的盜版難度、門檻相對較高，可以減少盜版造成的損失；二來透過3D技術支援話題，增加消費者的欣賞和購買意願。
此外，因支援具3D影像功能之平面電視，多數也提供2D內容模擬3D的應用功能，即便透過模擬取得之3D視覺影像不如原生3D內容效果，但也能短暫支應目前3D內容不足的現實現況。
在3D硬體、軟體數量同步增加、且3D藍光光碟與一般版本上檔時程逐漸同步的情況下，已讓消費者投資3D影音設備的意願逐漸增加。
3D顯示器持續進化 成本壓低形成應用趨勢
而在3D影音應用關鍵設備：「顯示器」的演進過程中，自早期彩色映像管(Cathode Ray Tube；CRT)顯示器，發展至LCD平面顯示器，現今3D成像技術在歷經十餘年發展下，已經達到趨近於成熟的設計方案。
就現有3D顯示技術方案而言，要利用平面顯示器產生足夠的立體影像深度，必須讓人類的大腦誤以為看到的是立體影像！也就是要使得人類的左？右雙眼分別看到略微差異的畫面，利用視差原理來產生立體影像的感受。而當左？右眼分別感受到不同視覺影像的模擬視差時，人類的大腦會自動重組影像、令兩眼分別「看」到的影像在腦內自動融合成具立體感的立體視覺。
目前在配戴偏光眼鏡、紅藍眼鏡或自動快門眼鏡的非裸眼3D技術，已可達到十分理想的3D影像呈現水準，而且前述的幾種3D技術應用成本，亦已達成簡單使用與家用應用條件，對於發展3D數位內容的業者來說，已有足夠完善的播放平台，同時播放平台的進入門檻也有越來越低的趨勢。
創造人造視差的方案相當多，上述使用配戴紅藍眼鏡、自動快門眼鏡或是偏光眼鏡方案，都是在原有影像先進行對應不同立體視覺眼鏡的應用配件特性，先進行影像的預處理，搭配3D數位內容的特殊影像組成方式，與立體視覺配件創造出完美的兩眼視差3D演示效果。
3D成像技術方案多元發展 偏光鏡方案家庭應用限制較多
在偏光鏡技術部份，以往立體電影院使用的偏光鏡方案，為利用光的不同偏極方式，產生分光效果；而在投影機應用上，可利用多投影機創造出兩眼略微相異的視差效果。若使用平面顯示器方案，就必須在屏幕的前端增設Micro-retarder(微相位差板)，利用奇？偶數掃瞄線偏光方向的差異，利用偏光鏡不同角度的鏡片差異，讓兩眼分別看到奇？偶掃瞄線不同的形成完整畫面，達到3D顯示器創造視差的基本技術要求。
但利用奇？偶數掃瞄線略微相異處理、搭配Micro-retarder作法，很明顯的技術問題在於，原先完整畫面的解析度因為切分成奇數？偶數掃瞄畫面構成左右眼的3D基礎視差影像，很明顯地令原有3D影像的解析度表現被大打折扣，視覺上在技術限制下形成僅有發揮屏幕一半的解析度。
幸好在實際的應用狀態下，人眼對於垂直向的解析度減少敏銳度較低、反而對於水平向的解析度減少會較敏銳，而在偏光方案中雖然垂直向的解析度減半，但實際上水平向的解析度並未改變，對於實際形成的3D影像中，使用者仍不會對於解析度減半的畫面產生明顯落差，在畫質體驗上仍可維持一定水準的3D畫面效果。
同步快門式3D技術方案 可不減損解析度提供較佳品質
除偏光鏡方式外，其實要改善垂直向解析度減半問題，還有可補強解析度問題的快門式立體眼鏡應用方案！
基本上偏光鏡方案可以說是將內容硬生生切割成兩個畫面呈現，只是利用偏光鏡達到左？右眼看到不同畫面的視差立體效果。而快門式立體眼鏡(Shutter Glasses)應用方案，就不再針對呈現影像進行切割處理，而是利用「時間」的切割，讓螢幕在不同時序間隔下、依序呈現左？右眼影像，形成立體畫面！
但關鍵的時序控制就必須利用立體眼鏡的精密時序同步，利用電子偏光鏡控制左？右鏡片的關閉與開啟，在視差原理下形成立體影像畫面。
而要讓不同時序為左？右眼提供的立體影像內容、穩定持續地在人類視網膜上成像，即必須利用視覺殘留現象來進行此技術方案的完善化，即螢幕所呈現的時序至少要達到60Hz以上，即在每秒60幀影像的頻率下，交錯間隔提供30/30幀影像給左？右眼觀賞，形成完美的左？右眼視差立體效果。
但在實際應用上，若LCD螢幕僅以60Hz來分別處理30/30幀影像形成視覺差距，人眼會有畫面閃爍的感覺；若要克服閃爍問題，至少需要將呈現的影像頻率提升至超過120Hz，也就是達到左？右眼每秒各60幀畫面以上的交替頻率，此外，快門式立體眼鏡的快門作動也必須準確同步，才能建構出不犧牲解析度、畫面不會閃爍的3D立體視覺效果。
以快門式立體眼鏡技術方案來說，技術完成度必須仰賴LCD面板的成像技術，在液晶技術的持續改善下，目前具備120Hz畫面更新率的平面電視，已成為市場主流產品規格，甚至240Hz畫面更新率的電視產品，亦已陸續問市。。
頭戴式個人3D劇院產品方興未艾 後勢發展需持續觀察
至於快門式立體眼鏡方案，在液晶技術、AMOLED技術的持續發展下，也出現另一種解決方案，即頭戴式顯示設備（HMD）。HMD技術是直接將呈現立體影像所需要的左右眼畫面，直接交由兩片微型LCD或AMOLED顯示面板，分別呈現在左右眼前，整合成眼鏡型態、頭戴式的立體影像劇院系統。
以頭戴式劇院產品來說，這種產品將兩眼的影像分別獨立，面板僅需要各自具備最高60Hz螢幕更新率即能創造不閃爍的立體視覺，因此不需要使用高階面板產品，但前提是在極小屏幕上架構1080p解析度水準的影像，在LCD或AMOLED的小屏幕製作技術仍有一定程度的難度；此外，頭戴式方案缺點還包括：僅能提供個人使用、頭戴設備系統仍有相當重量，而且使用眼睛較易疲憊，不適合長時間使用。
