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3D立体游戏显示技术原理与应用

◆3D立体游戏显示的前景

3D立体显示可说是近来娱乐产业相当热门的话题，不但有好莱坞推出阿凡达等卖座3D立体电影，各大电子商家也不断策划研制准备推出一些列的能够支持3D立体显示的播放机和电视机。本文将针对3D立体游戏显示的原理与应用作一简单介绍，了解各种3D立体游戏显示是如何重现现实世界的立体感，以及3D立体游戏显示在游戏领域的实际应用，供玩家参考。

◆立体游戏视觉的原理

我们之所以能感受到立体视觉，是因为人类的双眼是横向并排，之间大约有6～7公分的间隔，因此左眼所看到的影像与右眼所看到的影像会有些微的差异，这个差异被称为「视差(Parallax)」，大脑会解读双眼的视差并藉以判断物体远近与产生立体视觉。当观看者只以单眼来观看景物时，因为没有了视差，所以立体感也会随之消失。

◆3D立体游戏显示的基础

由于立体视觉是基于视差而来，因此3D立体游戏显示的基础，就是要以人工方式来重现视差，简单说就是想办法让左右两眼分别看到不同的影像，藉以模拟出立体视觉。在这个基础之下发展出各式各样的3D立体显示技术，主要分为眼镜与裸眼两大类型。

◆3D立体显示的起源

3D立体显示的历史相当久远，早在19世纪摄影技术刚起步时就已经出现。做法是将2台相机并列模拟双眼，同时拍下2张有着些微差异的相片，之后再透过平行视线法、交叉视线法或类似双筒望远镜的专属观看设备等方式让双眼分别观看2张并列的相片。

平行视线范例

交叉视线范例

当时人们一般用的是平行视线法和交叉视线法，这两种方法是不需要特殊设备就能在一般的平面介质上观看到立体影像。不过因为是以不自然的视线观看，并不是每个人都能适应，对眼睛的负担也大，实用性不高。随后出现的双镜筒式的专属观看设备可以明确分隔左右眼的视线，不需要让观看者自己凭感觉去调整视线来捕捉立体感，因此大多数人都能适应，这个方式后续也发展为头戴式3D立体显示萤幕，透过左右两组萤幕让左右眼观看不同画面产生视差以呈现立体画面。但是这几种方法都不能同时让许多人欣赏，只能满足一个人观赏。

◆立体眼镜的种类

为了满足像是电影等多人观看需求的应用，因此后续也出现了以特制眼镜来同时提供多人观看的各种3D立体显示方式，并根据运作模式分为被动式与主动式两大类。

被动式3D立体眼镜：被动式3D立体眼镜指的是眼镜本身是单纯的镜片跟镜架所构成，不牵涉到任何机械式或电子式的运作。虽然此类眼镜所采用的技术有很多种，不过基本原理都是透过光学方式让两组画面分别只能穿过左右其中一眼的镜片，让左右眼观看到具备视差的影像。主要有红蓝滤色片式3D立体眼镜和偏光式3D立体眼镜两种

红蓝滤色立体眼镜

偏光式3D立体眼镜偏光原理

偏光式3D立体眼镜

主动式3D立体眼镜：主动式3D立体眼镜是透过眼镜本身的主动运作来达成3D立体显示效果。主要有双显示器式3D立体眼镜跟液晶式3D立体眼镜两种。目前最广泛应用于民生娱乐领域的方式就是液晶式3D立体眼镜，因为它不需要特使构造的播放设备就能呈现出3D影像。

液晶式3D立体眼镜

裸视3D立体显示技术：虽然眼镜方式能满足多人共同观看的需求，不过观看时必须配戴特殊眼镜仍旧是个相当大的障碍，各家厂商于是投入不需要配戴特殊眼镜的裸视3D立体显示技术研发。所谓的“裸视3D立体显示”，是指在不配戴任何特殊配件的状态下以裸眼视觉就能直接观看到3D立体显示的效果。虽然基本原理仍旧是让左右眼观看不同画面产生视差来营造立体感，不过前提是不配戴眼镜，因此必须透过特殊设计的萤幕来达成目标。

裸视3D立体显示根据运作模式又分为空间多功式与分时多功式两大类。

◆3D立体显示的游戏应用

由于3D立体显示具备高度的娱乐性，因此很早就应用于娱乐产业，不过由于拍摄、制作与播映的成本高，因此普及率有限。不过近年来3D显示软硬体技术逐渐成熟普及，加上电影与家电厂商有计划的强力推广，因此自2009年以来一跃而成为热门话题。

同属娱乐产业一环的游戏产业，应用3D立体显示技术也已经有20多年的时间，从1986年SEGA推出的「3D眼镜」，到1987年任天堂推出的“Famicom3D”系统，1995年任天堂推出的“VirtualBoy”，2010年SCE预定提供更新支援的PS33D立体显示功能，一直到2010年度任天堂预定推出的“Nintendo3DS”，可说是相当丰富。

来自深度创艺www.sundo3d.com