立体电脑眼镜工作原理

立体电脑眼镜工作原理

E-Dimensional无线E-D眼镜

eDimensional、E-D和eDimensional徽标是eDimensional, Inc.在美国和其他国家/地区的注册商标。
就在几年以前，我们会戴上一副红蓝眼镜去观看立体电影，或者会努力防止自己在看不清晰的画面时患上斜视。这在当时是非常了不起的，但现在三维技术已经更进一步。与以前相比，科学家对视觉原理有了更深入的了解；如今的计算机也比以往更为强大，大多数人都在计算机中安装了能够产生逼真图像的先进部件。综合这两点，您就会明白三维图像已经真正开始流行了。

大多数计算机用户都非常熟悉3D游戏。在20世纪90年代，计算机爱好者们都痴迷于《刺杀希特勒》（Castle Wolfenstein 3D）这个游戏。游戏发生在一个像迷宫一样的城堡里。或许这座城堡是由一块块的砖搭建而成的，但它是存在于三维空间里的——您能够前进和后退，或者按住相应的键将您的视点旋转360度。这种技术在当时是革命性且令人惊叹不已的。如今，玩家正欣赏着更为复杂的图像——光滑的三维环境连同逼真的光照效果，以及对现实生活的高度模拟无不使我们的屏幕充满魅力。但这正是问题的所在——屏幕。游戏本身可能是三维的，而且玩家可以完全自由地查看任何他想看的地方，但说到底，画面还是显示在计算机显示器上，而且依然是一个平面。

这就是电脑立体眼镜一展身手的地方了。设计这种眼镜的目的主要是让您的大脑相信显示器正在显示一个真实的三维物体。为了弄清这种眼镜的原理，我们需要知道大脑如何处理眼睛传递给它的信息。一旦知道了这些，我们就会明白立体眼镜是如何完成其工作的。

立体视觉

与大多数其他生物一样，人类也有一双并排且距离较近的眼睛。这样的位置使得每只眼睛查看同一个区域时的角度稍有不同。您可以将视线聚焦到远处某个物体上并用每只眼睛轮流观察该物体来验证一下，您然后想想为什么物体的位置好像发生了轻微的变化？

大脑将每只眼睛的信息结合并形成一幅图像，并将每个视野之间轻微的不同解释为深度。这样就产生了一幅有高度、宽度和深度的三维图像。

是由于增加了深度知觉，才会形成如此重要的三维或立体视觉。利用这种视觉，我们能够准确看到周围事物相对于我们身体的位置，而且通常都相当精确。我们特别擅长定位正在靠近或离开我们的物体。眼睛的位置使我们无需转动脑袋就能看到实体四周的一部分。这样看来，一些人相信立体视觉已逐渐成为人类的一种生存手段就不足为奇了。

当然，像扔球、接球或击球、驾车或停车甚至穿针引线等看似简单的运动也都离不开立体视觉。但这并不是说，没有了三维视觉，诸如此类的任务就无法完成了，而是说一旦缺少了深度知觉，完成这些日常任务将会变得困难重重。

立体视觉视点

立体视觉的关键在于深度。大脑会很恰当地为我们处理深度，但前提是眼睛要获得正确的信息。这正是红蓝眼镜的工作原理——每种颜色过滤出一部分图像，给每只眼睛一幅稍微不同的图像。大脑将两幅红蓝模糊的图像合在一起，就转变成了虚幻的三维漫画、电影或电视节目。

立体画，又称魔眼图画，采用了看上去随机分布的圆点图案，但只要观察者以恰好正确的方式交叉视线，或着当眼睛刚好看到正确的部分并允许大脑对隐藏的深度信息解码后，就能识破图像。

当然，两种方法都有劣势：红蓝眼镜很难显示三维图像的颜色，而观看立体画则是孤芳自赏的艺术。玩游戏时，这两种方法都完全不能适用。

然而，它们的基本原理还是十分相似的：生成并控制这两个不同的视点。但生成这两幅独立的图像（一只眼睛一幅图像）又有多简单呢？

答案与游戏的创建方式有关。不久之前，我们在计算机屏幕上看到的图形（动画的每一帧、角色的每一个不同视图）还都是仔细绘制到计算机中去的。如果希望游戏中有一条恐龙，那么您可以坐下来将这条恐龙的不同视图绘制到计算机中去。

如今，游戏设计师可坐下来并使用三维图像软件来设计三维恐龙了。设计完成后，他们不需要担心视图不同的问题——计算机在内存中保存一个恐龙的三维模型，游戏只需要计算出玩家的视线位置，并使用三维模型绘制出恐龙的正确视图。事实上，在现代的三维游戏中，您在屏幕上看到一切图像都是用相同方法产生的，而游戏就像一个巨大的三维模型。计算机计算出需要在屏幕上显示什么图像并生成正确的视图。

因为计算机创建一个视点很容易，所以稍微移动并创建另一个视点也没什么问题。接下来，您需要一种方法，让正确的图像进入对应的眼睛。

电脑立体眼镜的同步效果

同步的效果完全取决于液晶显示器（LCD）的性能。就像手表中的液晶可以从透明变为黑色一样，电脑立体眼镜的镜片可以是透明的或不透明的。也就是说，这种眼镜可以控制哪只眼睛可以看到屏幕上的图像。通过精确的时间控制，您就能看到完美的三维图像了。

下面是它的原理：

1. 这两幅图像是由计算机准备好并显示出来的。生成的两幅图像代表每只眼睛看到的视图：

这两个视图在屏幕上飞快地按顺序显示：

2. 当显示左视图时，右眼被LCD眼镜遮挡。同样地，当显示右视图时，左眼被遮挡。

这一切在瞬间发生，以至于大脑完全没觉察到是两幅图像融合并形成了一幅立体视图。这个过程与我们用老式电影放映机看电影是一回事，一系列在屏幕上闪烁的静态图像融合在一起就形成电影。

立体眼镜简史

我们看到，虽然幕后的工作可能非常复杂，但有了正确的设备后，我们只需坐下让眼睛完成它们的工作就可以了。当然，这项技术并不总是如此简单。事实上，它已经经历了四代才逐渐发展成为今天的立体眼镜。

第一代，修改游戏本身以使其与立体三维兼容。游戏制造商不得不专门调整以支持每种类型的LCD眼镜的使用，而这是一种很难实现的理想情况。因此并不能保证您买的眼镜一定适用于您热衷的游戏。正如您所想像的那样，大多数人对此都没有购买欲，于是第二种解决方案出现了。

第二种解决方案不再考虑游戏，而是利用计算机屏幕改变显示的图像。只要一考虑游戏，则又回到老路上去了。当然，这仍然要占用计算机时间来处理图像以使其成为三维图像，但结果是性能降低、分辨率下降并且图像会出现马赛克。这种解决方案对上百款游戏的确有效，而且肯定是一种进步。

第三代的工作方式类似。它改进显卡驱动，同时不会降低图像的分辨率——图像不再出现马赛克！遗憾的是，尽管第三代是我们今天所看到的立体眼镜的真正前身，但它与许多游戏都不能兼容。

第四代模型的兼容性较高，由显卡完成复杂的工作，重量很轻的LCD眼镜则快速地切换两个图像。我们可以看到有如水晶般清晰的三维图像。

那么市面上有什么样的立体眼镜呢？您应看重哪些方面？让我们一起去探个究竟。

购买立体电脑眼镜

E-Dimensional无线E-D眼镜的组件
eDimensional、E-D和eDimensional徽标都是eDimensional, Inc.在美国和其他国家/地区的注册商标。

虽然基本技术相同，但是市面上的立体眼镜之间还是有一些不同。您可以找到重量轻的无线眼镜，以及更普通（因此价格也更便宜）的眼镜。通过眼镜看到的视图主要依赖于计算机的显卡而非眼镜的材质，但您会发现有些制造商会提供额外的软件或其他小赠品。经验是：货比三家！如果您在购买前有机会试戴一副立体眼镜的话，那不要犹豫——试想一下戴着立体眼镜玩一小时的高强度的游戏。您可能希望多花一点钱购买一副更好一点的型号。
此外还应记住，所有立体眼睛都附带有标准的提示视频游戏可能会导致癫痫、视觉疲劳和疲乏的警告。如果您经常发现眼镜不适用于标准的纯平显示器，那么在购买之前一定要先试用一下。而且还要留意，您拥有的是否是一台液晶平板显示器，因为当前的立体眼镜不能很好地与这种显示器兼容。总之，购买之前一定要检查兼容性。

了解您的显卡的准确种类（制造商和型号）并在购买之前做一些调查。例如，X-Force 3D Game Glasses只适用于nVidia显卡。许多眼镜可以与各种显卡配合使用，但判断是否如此的唯一方法是仔细阅读包装盒侧面的说明。