Sony 推出「黑科技」螢幕,看 3D 電影終於不用戴眼鏡了

作者 | 發布日期 2020 年 11 月 14 日 0:00 | 分類 光電科技 , 螢幕、電視 Telegram share ! follow us in feedly


如果要投票選出最失望的未來科技,裸眼 3D 可能會高票當選。

原因無他,目前主打裸眼 3D 技術產品視覺效果很難令人滿意,無論戴「墨鏡」看的 3D 大片還是與頭戴式 VR 的虛擬現實相比,目前裸眼 3D 技術都不能有眼前一亮的震撼感。

別急著對裸眼 3D 失望,Sony 最新推出能營造空間現實感的裸眼 3D 螢幕,帶給你更貼近科幻電影的 3D 效果。

可買到的「概念性」產品

放下沉重的 VR 眼鏡吧,Sony 10 月15 日推出的 ELF-SR1 將帶來獨特的 SR(空間實境)體驗。

過去裸眼 3D 最大缺點就是要固定角度看才會有打破空間限制的 3D 效果,如果頭稍微偏離位置,只能看到模糊重疊的影像。ELF-SR1 的「黑科技」體現在無論人眼位置怎麼移動,都能獲得清晰、高精確度且平滑的立體畫面。

為了達成無死角的立體空間效果,Sony 其實採用非常取巧的方法。

(Source:Sony

黑科技就藏在這塊能在上面停泊航母的粗大邊框,Sony 放了一顆能追蹤使用者臉部位置的感測鏡頭,透過確定眼睛位置動態調節螢幕的每個畫素,讓螢幕顯示位置最合適視覺圖像「欺騙」人眼。

(Source:影片截圖)

及時調整畫面使無死角觀感成為可能,且這種裸眼 3D 效果更像立體全像投影,當人眼移動到螢幕側面看顯示畫面時,實際看到的畫面即是顯示物的側面,而不是單純將顯示物(的正面)轉向眼睛。

螢幕內部就像盒子,顯示物飄浮在裡面,能從任意角度觀看。

(Source:Sony

出色的 3D 效果是由一塊 15.6 吋平板螢幕達成,45 度傾斜於桌面能營造逼真的空間感。螢幕與桌面呈三角形擺放,如果懷疑是 3 塊螢幕聯合形成的立體投影成像,那麼側面的中間鏤空設計也會打破這些質疑。

為了一塊螢幕同時顯示左右眼圖像,ELF-SR1 螢幕採用柱狀棱鏡技術,人眼看到光實際上由柱狀棱鏡分成 2 份,同時傳到左右眼,形成有景深感的 3D 畫面。

今年初 CES 大會 Sony 就展示過 ELF-SR1 概念機,當時仍是試驗階段,效果沒那麼驚豔,因此沒引起太大關注。

出乎人意料的是,僅一年不到,Sony 裸眼 3D 技術就從概念轉為產品落地,並宣布近日於日本和美國預售,售價 50 萬日圓(美版為 4,999 美元)。

ELF-SR1 採用大小 15.6 吋、解析度 4K 的螢幕,色域為 AdobeRGB 約 100%,對比度為 1400:1。

不過出於為顯示 3D 效果的柱狀棱鏡考慮,ELF-SR1 並沒有採用流行的全貼合製程,因此關螢幕會有種過時顯示器的即視感。

不過當螢幕亮起,逼真 3D 畫面就會告訴你錢都花在哪。

不斷摸索的「障眼法」

裸眼 3D 效果一直是人類不斷發展顯示技術的目標之一,不同於 4K、8K 顯示解析度有條不紊地倍數發展,裸眼 3D 的發展仍處於摸索階段。

裸眼 3D 技術並不神祕,利用 2D 畫面顯示 3D 效果一直都是「欺騙」眼睛的魔術,經過多年發展裸眼 3D 基本分成 3 種技術流。

最常見是戶外大型螢幕的裸眼 3D 效果,這主要是利用畫面的陰影造成視覺錯覺的立體感,顯示技術本身並沒有特別之處,並未造成視覺差形成深度感。

之前也討論過城市街頭大螢幕 3D 效果,巨幕搭配特殊製作的立體影片的確帶來相當震撼的 3D 視覺衝擊,但當觀眾離開最佳欣賞角度時,立體效果可能會大打折扣。

個人電子產品運用更廣泛的則是光柵欄法,最著名的代表產品就是任天堂掌機 3DS。

如果純以銷量計算,任天堂 3DS 是世界銷量最高的裸眼 3D 設備,不過令人遺憾的是,這份漂亮的銷售成績似乎與它糟糕的裸眼 3D 效果沒什麼關係。

雖然任天堂以裸眼 3D 功能當成 3DS 的重要賣點,但玩家上手體驗數分鐘的新鮮感後都會不約而同關掉 3D 顯示功能。

因為玩家稍微移動眼睛就會看到疊影,長時間使用造成視覺疲勞,還會讓人感覺噁心,除了看過場 CG 有較好 3D 效果,其他遊戲場景的 3D 表現都很雞肋。

這種欠佳的使用體驗也常出現在其他光柵欄式 3D 螢幕,這與技術原理有關。光柵欄式技術利用液晶層和偏振膜製造出一系列明暗相間的條紋(視差柵欄),為雙眼製造視覺差,讓畫面形成深度感。

這種方式最大的優點就是生產成本很低,代價則是螢幕亮度和解析度都有較大損失,因此長時間觀看就容易視覺疲勞,同時大腦也容易產生眩暈感,引起各種不適。

(Source:Sony

ELF-SR1 的柱狀棱鏡法是主流顯示器較常用的「欺騙」手段,透過液晶顯示螢幕前方加一層柱狀透鏡,透鏡能以不同方向投影每個子畫素,讓雙眼可從不同角度看顯示螢幕,從而獲得畫面差,同樣能營造深度感。

柱狀透鏡不會造成亮度損失,但由於需要多個子畫素分別為左右眼顯示以營造視覺差,柱狀棱鏡法依然對螢幕解析度打折扣。

新視差顯示技術出現前,ELF-SR1 可能是現在平面裸眼 3D 顯示的最優解。為了解決柱狀棱鏡的低解析度問題,Sony 選擇「量大管飽」4K 解析度螢幕,即使畫素點需要拆分,左右眼也能各獲得 2K 解析度的清晰畫面。

▲ 透過手機也能達成不錯的臉部追蹤效果。

Sony 將臉部追蹤技術運用在 ELF-SR1,螢幕能根據人眼在三軸位置的移動以毫秒級調整畫素排列,透過動態調整畫面解決以往觀眾必須固定角度觀看的痛點,達成平滑移動且具漂浮感的立體 3D 畫面。

不過由於這種畫素遷就眼睛的技術特性,目前 ELF-SR1 僅支持一人使用,也就是說 ELF-SR1 並不能讓三五好友一起看看得見摸得著的 3D 大片,成像原理決定了 ELF-SR1 只屬於一個人的狂歡。

更添一維的未來畫面

Sony 對 ELF-SR1 的產品定位是為電影製作人和動畫製作人(如 Sony 影業的《魔鬼剋星 未來世》團隊)、汽車產品設計師、建築師和 VR / AR 內容創造者等專業創作人服務,幫助他們更方便創造出更高精度的 3D 畫面。

同樣是針對消費者級裸眼 3D 產品,Looking Glass 公司也推出可裸眼做到空間效果的全像顯示器。Looking Glass 的設計與 ELF-SR1 截然不同,相比 ELF-SR1 簡潔的平板螢幕設計,Looking Glass 的螢幕表面還有一塊碩大的玻璃面板。

(Source:Looking Glass

這與 Looking Glass 的顯示原理有關,可針對物體同時生成並顯示 45 個角度的特定顯示圖像,透過立體玻璃折射,無論從哪個角度觀看,都能獲得數個畫面組合形成立體畫面。

獨特技術原理也讓 Looking Glass 觀看效果有別於 ELF-SR1,能支持多人同時觀看 3D 畫面,不過顯示精確度會遜色為專人服務的 ELF-SR1 。

儘管目前消費者級裸眼 3D 產品的顯示原理各不相同,但應用場景卻一致,都為滿足更專業的視覺工作需要。例如藥物分子結構分析,搭建可視化科學模型,讓設計師達成更多維度的奇妙幻想等。

目前離大眾消費者最近的產品應用,應該會出現在商品行銷展示或博物館立體展示,如果想在電影或遊戲體驗到出色的 3D,仍需要硬體與內容生產業再合作發展一段時間。

利用眼球追蹤技術營造有深感的 3D 效果,其實手機就可以做到。TheParallaxView 便是利用 iPhone 的 3D 結構光模組與陀螺儀就製造出非常不錯的深感效果。

蘋果也申請過類似利用眼球追蹤做到 3D 顯示專利,同樣是利用螢幕透鏡達成裸眼 3D 效果,只是如果真的運用在 MacBook 或 iPhone,可怕的售價也會考驗果粉的信仰。

(Source:Sony,下同)

ELF-SR1 出現對大眾消費者而言象徵意義大於實際意義,之前主打裸眼 3D 的產品就像催熟的水果,外表非常誘人,實際咬一口只有酸澀。

例如任天堂 3DS 後期也為其加入臉部辨識以適應玩家的視線移動,但為了低成本選擇的光柵欄螢幕,依然難以達成清晰流暢的遊戲畫面。

事實證明,要想在消費者級產品做到更成熟的裸眼 3D 效果,除了要有先進的光學技術與面板製造技術,還要能承受另外開闢生產線(不兼容主流 LCD 製程)的高昂成本。

當 3D 浪潮退去,各顯示廠家紛紛上岸轉投其他領域的視覺競賽時,所幸 Sony 仍未放棄在這片深不見底的技術海洋深潛探索。

ELF-SR1 昂貴的價格注定只能屬於小眾,但這並不阻礙讓我們對未來的顯示技術有更高的期待。Sony 為創作者提供包括支援 Unity 等軟體,如果你對這塊螢幕有大膽的想法,現在真有可能會變成現實。

當 3D 顯示面板的成本降低,也許未來裸眼 3D 功能又將迎來復興浪潮,只是這一次逼真的空間立體感不再是噱頭。

(本文由 愛范兒 授權轉載;首圖來源:Sony