3D眼鏡的原理是怎樣的？

所謂3D，就是英文three-dimensional 的縮寫，即三維圖形，也就是我們常說的立體圖像。3D 顯示的原理，簡單來說，就是讓人的左眼和右眼分別看到不同的圖像，從而在大腦中形成有景深的立體圖像。

人的兩眼之間有一定的距離，所以我們在觀看物體時，兩隻眼睛因為有觀看角度的不同，即必然會形成視角差，這個差別在大腦中就能自動形成前後、左右、上下、遠近的區別，從而產生立體視覺。

利用立體視覺形成的原理可推知，如果我們能製作出同一場景、影像的不同側面，再讓雙眼分別看這不同的側面，那麼大腦中就能自動形成這一場景的立體影像了。

3D 電影的拍攝、製作和放映，就是模擬人眼觀察景物的過程。攝影師在拍攝時用兩個電影攝影機，按人眼兩瞳孔之間的距離（約65mm）拍攝同一景物，從而得到的不同角度的圖像。放映時按照一定的排列將圖像放映到銀幕上，讓觀眾左眼看到左圖像，右眼看到右圖像，於是大腦中就會自動復現為觸手可及的立體影像了。

那麼3D眼鏡通過什麼具體方法運作呢？通過編程。

由3D眼鏡的工作原理，可以知道，我們只需要在同一時間控制我們的眼鏡只有一隻開，另一隻關，這樣，我們的大腦就能通過這兩幅二維圖在我們腦中自動形成3D畫面的效果。

那麼，具體如何控制呢？電視一端會有一個紅外線發射端，3D眼鏡上會有一個紅外線接收端，這樣，每當電視那端來一個同步信號，也就是每當眼鏡接收到同步信號，我就進行一次或多次的左右眼鏡的開或關。注意，同一時刻，我們需要保證只有一隻眼鏡開，另一隻眼鏡關，這樣左右進行切換，我們大腦就自然可以看到3D的效果了。至於每次來同步信號，開關多少次呢？一般而言，左眼和右眼各60Hz的快速刷新圖象才會讓人對圖象不會產生抖動感。

雖然原理一樣，但具體情況卻可以有很多種。

1、 色差式：可以稱為分色立體成像技術，是用兩台不同視角上拍攝的影像分別以兩種不同的顏色印製在同一副畫面中。用肉眼觀看的話會呈現模糊的重影圖像，只有通過對應的紅藍等立體眼鏡才可以看到立體效果，就是對色彩進行紅色和藍色的過濾，紅色的影像通過紅色鏡片藍色通過藍色鏡片，兩隻眼睛看到的不同影像在大腦中重疊呈現出3D立體效果。原理是通過紅色光和藍色光的過濾的。

2、偏振光：3D技術現普遍用於商業影院和其它高端應用。在技術方式上和快門式是一樣的，其不同的是被動接收所以也被稱為屬於被動式3D技術，輔助設備方面的成本較低，但對輸出設備的要求較高，所以非常適合商業影院等需要眾多觀眾的場所使用。不閃式就是利用此原理。其原理是通過兩眼不同位置，產生不同的影像，在大腦里綜合形成三維影像。

3、時分式：又稱主動快門式3D眼鏡，快門式3D技術可以為家庭用戶提供高品質的3D顯示效果，這種技術的實現需要一副主動式LCD快門眼鏡，交替左眼和右眼看到的圖象以至於你的大腦將兩幅圖像融合成一體來實現，從而產生了單幅圖像的3D深度感。 其原理是通過在人腦不能感受的速度內（這樣人感覺不到畫面的抖動），切換左右眼看到的圖像，在人腦中產生3D效果。

4、不閃式：通過電視分離左右影像後同時送往眼鏡，通過眼鏡的過濾，把分離左右影像後送到各個眼睛，大腦再把這兩個影像合成讓人感受3D立體感。其原理是通過對偏振光進行梳理，結合偏振眼鏡分別讓左右眼看到垂直和水平的圖像，最終由大腦合成立體影像。最接近我們實際感受立體感，最自然的方式。

先畫重點：3D眼鏡的原理就把投影在熒幕上的畫面，分別過濾給左右眼，讓人產生立體感。

人，是有一雙並排而且距離較近的眼鏡，所以每隻眼鏡看同一個區域的時候，所看到的畫面都是有輕微的不同，我們可以試試，分別閉上眼鏡，輪流觀察一個物體，就會發現其實看到的畫面產生了輕微的區別。因此大腦會將兩隻眼鏡的信息合併成一副圖像，並將兩個視野的細微差距解釋為深度，這樣就產生了立體視覺。

不管是立體電視，還是立體電影，屏幕只有一個，所以屏幕這時候會同時播放兩隻眼睛的東西，所以大家在裸眼看3D電影的時候會有重影。因此3D眼睛的原理：是為了把投影在一塊熒幕上的畫面，分別過濾到左右眼。

目前市場上的3D眼鏡主要有色差式、偏光式、時分式三種：

1. 色差式，又稱為互補色，常見的是紅藍，紅綠燈有色鏡片。最常見的是紅藍鏡片，其原因就在於紅色和藍色的波長相差大。

在投影的時候，是用兩台不同視角上拍攝的影像，分別以兩種不同的顏色印製在同一副畫面中。通過色彩進行紅色和藍色的過濾，形成視差，此時兩隻眼睛看到的不同影像在大腦中重疊就會呈現出3D立體效果。早期的3D電影使用紅綠（藍）眼鏡，不同顏色的鏡片過濾掉對應的顏色，從而讓我們看到不同的映像，這種技術會因過濾不完全而影響畫面效果，長時間佩戴，眼睛容易酸脹。

2.偏振式3D眼鏡（Polarization 3D）

偏光式3D技術也叫偏振式3D技術，英文為Polarization 3D，配合使用的是被動式偏光眼鏡。偏光式3D技術的圖像效果比色差式好，而且眼鏡成本也不算太高，目前比較多電影院採用的也是該類技術，不過對顯示設備的亮度要求較高。偏光式3D眼鏡可以分為圓偏振式3D眼鏡和線偏式3D眼鏡兩種，圓偏振式的效果比線偏振式的更好，更真實。

同理，在熒幕上投影的時候，就分兩個鏡頭視角，左邊鏡頭影響得經過一個橫偏振片過濾，得到橫偏振光，右邊鏡頭的影像經過一個縱偏振片過濾，得到縱偏振光。

立體眼鏡就是通過橫偏振片和縱偏振片過濾影響，橫偏振光只能通過橫偏振片，縱偏振光只能通過縱偏振片。這樣就保證了左邊相機拍攝的東西只能進入左眼，右邊相機拍攝到的東西只能進入右眼，於是乎就立體了 。

3.時分式(Alternate-Frame Sequencing)

又稱主動快門式3D眼鏡，是一種新式的視頻眼鏡，屬於頭戴虛擬顯示器的一種。快門式3D眼鏡又稱為眼鏡式顯示器、隨身影院。

根據人眼對影像頻率的刷新時間來實現的，通過提高畫面的快速刷新率（至少要達到120Hz）左眼和右眼各60Hz的快速刷新圖象才會讓人對圖象不會產生抖動感，並且保持與2D視像相同的幀數，觀眾的兩隻眼睛看到快速切換的不同畫面，並且在大腦中產生錯覺，便觀看到立體影像。

新的3D眼鏡技術主要有如下幾個制式：

1、 IMAX制式：線偏振鏡片，左眼水平偏光，右眼垂直偏光

偏振眼鏡是利用光的特性，在電影放映時，特殊放射器放映出呈90°偏振角度的畫面。兩個畫面向不同方向偏振，而眼鏡只接受各自方向的映像，經大腦的結合產生立體視覺。不戴眼鏡看的話畫面是重疊的映像，有些模糊。

2、 X-PanD分時制式：也叫電子快門制式

這種技術就是左右雙眼的畫面交替播放，通過電子信號同步，使得眼鏡對應的左眼或右眼一個透光，一個不透光，交替進行。播放的映像與眼鏡的頻率控制一樣，就能看到立體的映像。

3、 RealD分光制式：圓偏振鏡片，目前已經是3D電視的主流制式，也是目前電影院佔比最大的制式。

4、 MasterImage分光制式：圓偏振鏡片，已被RealD收購，已不再採用這種制式。

5、 杜比分色制式：紅綠（藍）鏡片的新技術改良。杜比3D的原理跟上一代的紅藍3D一樣是分光制式的，但是效果要好許多。 在普通數字放映機上加裝濾光輪和同步控制器就可以實現，成本比較低，而且濾光輪很容易拆卸，但眼鏡的成本較高。目前採用的影院已經很少了。

串擾度：即左右眼圖像的干擾程度，觀感體現為重影。所有雙機和雙鏡系統這一點都做的很好。而單機系統因為需要同步，普遍串擾多，但是其中RealD>MasterImage>杜比3D>XPAN-D。特別值得注意的是，XPAN-D很可能出現同步錯誤（進場時由服務員用機器滴的一聲就是干這個）的情況（我就遇到了），觀感表現為長期高度重影，此時請立即與服務員聯繫調換。亮度：單位是流明，很大程度上取決於投影機燈泡的功率。觀眾離屏幕距離越遠，亮度到達人眼時衰減也越多。不考慮幕布的話，雙機系統好一些，而單機系統則問題更嚴重（如果不使用金屬幕，則XPAND只有2D電影的1/5-1/6，杜比單機3D則在1/3-1/4）。如果使用了金屬幕（如RealD，杜比雙機3D，具體情況請諮詢影城），則可以大大改善這一問題。視覺變形：所在位置觀影視線跟投影光線夾角越大，視覺變形就越大。離放映窗口最近的座位肯定變形是最少的。視覺變形對立體效果的展現是致命的。坐在很偏的位置上，將會直接導致你實際看到的畫面，跟投影機投射的原始畫面差別巨大，嚴重影響立體效果。所以對於3D電影的觀看來說，挑個好位置至關重要，甚至比看什麼版本更重要。眼鏡重量：自然越小越好，特別是眼鏡輕的話方便近視的同學套兩個眼鏡觀看（對於兩眼視力不同的同學來說，一定要戴眼鏡，否則會頭暈）。RealD，雙機3D，IMAX 3D，MasterImage ＜杜比3D＜XPAN-D視野：一個是視野中畫面的大小——取決於屏幕大小和離屏幕距離；另一個是正常坐姿觀看時畫面在視野中的位置是否太偏——一般倒數幾排中間的位置是最好的。另外最好不要被腦袋擋住。這個主要看影院前後排座椅高度差的設計。對比度：最亮部位和最暗部位亮度差。飽和度：色彩的鮮艷程度，取決於含色成分和消色成分——灰色的比例。杜比單機3D已經不僅是飽和度的問題了，色彩還原都有問題。清晰度：取決於解析度，也就是像素數，膠片格式的可以用膠片顆粒數計算。離銀幕越遠，解析度越不重要。對於現在商業影院比較高的解析度範圍和比較遠的觀影距離來說，人眼一般難以區分。故重要性排在最後。

人類之所以能夠看到立體的景物，是因為我們的雙眼可以各自獨立看東西，也就是左眼只能看到左眼的景物，而右眼只能看到右眼的景物。因為人類左右兩眼有間距，造成兩眼的視角有些細微的差別，而這樣的差別會讓兩眼個別看到的景物有一點點的位移。而左眼與右眼圖像的差異稱為視差，人類的大腦很巧妙地將兩眼的圖像融合，產生出有空間感的立體視覺效果在大腦中。

由於計算機屏幕只有一個，而我們卻有兩個眼睛，

又必須要讓左、右眼所看的圖像各自獨立分開，才能有立體視覺。這時，就可以通過3D立體眼鏡，讓這個視差持續在屏幕上表現出來。通過控制IC送出立體訊號(左眼->右眼->左眼->右眼->依序連續互相交替重複)到屏幕，並同時送出同步訊號到3D立體眼鏡，使其同步切換左、右眼圖像，換句話說，左眼看到左眼該看到的景像，右眼看到右眼該看到的景像。3D立體眼鏡是一個穿透液晶鏡片，通過電路對液晶眼鏡開、關的控制，開可以控制眼鏡鏡片全黑，以便遮住一眼圖像;關可以控制眼鏡鏡片為透明的，以便另一眼看到另一眼該看到的圖像。3D立體眼鏡就可以模模擬實的狀況，使左、右眼畫面連續互相交替顯示在屏幕上，並同步配合3D立體眼鏡，加上人眼視覺暫留的生理特性，就可以看到真正的立體3D圖像。

近年，隨著3D電影的出現，因此3D電影已成為最流行的關鍵詞，3D電影眼鏡也成為了市場上炙手可熱的時髦產品，觀影需求的激增使3D眼鏡受到熱烈追捧，一時間市場上的各類3D眼鏡也瞬間「火熱上線」。那麼，接下來廣州萊安公司為大家介紹什麼是3D眼鏡及3d眼鏡的原理。

一、什麼是3D眼鏡

3D眼鏡採用了當今最先進的「時分法」，通過3D眼鏡與顯示器同步的信號來實現。當顯示器輸出左眼圖像時，左眼鏡片為透光狀態，而右眼為不透光狀態，而在顯示器輸出右眼圖像時，右眼鏡片透光而左眼不透光，這樣兩隻眼鏡就看到了不同的遊戲畫面，達到欺騙眼睛的目的。以這樣地頻繁切換來使雙眼分別獲得有細微差別的圖像，經過大腦計算從而生成一幅3D立體圖像。 3D眼鏡在設計上採用了精良的光學部件，與被動式眼鏡相比，可實現每一隻眼睛雙倍解析度以及很寬的視角。

二、3D電視與3D眼鏡

用了光的偏振原理，偏光式3D是利用光線有「振動方向」的原理來分解原始圖像的，先通過把一副圖像分割為奇數行和偶數行配合4/1偏光膜將奇數行和偶數行畫面分別以左旋圓偏振光和右旋圓偏振光進行透射，然後3D眼鏡左右分別採用不同偏振旋轉方向的偏光鏡片，這樣人的左右眼就能接收隔行顯示的2組畫面，再經過大腦合成立體影像

三、3D眼鏡的分類

1、紅藍眼鏡：視頻是兩幅不完全重合的紅藍圖像，紅色鏡片看紅的，藍色鏡片看藍的，兩幅圖像重疊產生立體感；

2、偏振鏡片：兩片偏振鏡片，雙機兩幅不完全重合的圖像，單獨看都是正常的2D圖像；

3、主動眼鏡：影片播放幀率是正常的兩倍，左右圖像都是每隔一幀的，舉例說：顯示器是120幀的，但你實際看到的畫面是60幀的，因為眼鏡鏡片每秒變換60次，剛好分別遮住左邊和右邊的圖像，Nvidia的顯卡曾主推這個技術。

四、3D眼鏡的工作原理

（一）、先說一下3D的原理：人的眼睛為左右兩個，平時看某樣東西時，兩個眼睛有一個角度差，正是由於這個角度差才能形成的3D，而電視是在一個平面上，所以看任何的畫面，除了假想的3D外，感受不到任何的3D效果，而如果拍出來的畫面是雙畫面，這兩個畫面完全模擬人的眼睛，看的時候再讓每隻眼睛只看到那一個畫面，那麼畫面就會騙過大腦，以為看到的就是立體的畫面，這是任何一種立體方式的原理。

（二）、那麼立體畫面是模擬人的雙眼拍攝或者製作出來的雙畫面知道了，下一步是怎麼讓左畫面只讓左眼看到而不讓右眼看到，右畫面只讓右眼看到而不讓左眼看到。那麼就是這三種的顯示方式了。（註：上下格式或者左右格式只是在拍攝或者製作資源的時候的機位不同，但是雙畫面的原理是不邊的。3D輸出方式只分偏色 偏光和快門三種）

1，紅藍 紅綠可稱為是偏色方式，主要是通什麼是3D眼鏡

3D眼鏡採用了當今最先進的「時分法」，通過3D眼鏡與顯示器同步的信號來實現。當顯示器輸出左眼圖像時，左眼鏡片為透光狀態，而右眼為不透光狀態，而在顯示器輸出右眼圖像時，右眼鏡片透光而左眼不透光，這樣兩隻眼鏡就看到了不同的遊戲畫面，達到欺騙眼睛的目的。以這樣地頻繁切換來使雙眼分別獲得有細微差別的圖像，經過大腦計算從而生成一幅3D立體圖像。 3D眼鏡在設計上採用了精良的光學部件，與被動式眼鏡相比，可實現每一隻眼睛雙倍解析度以及很寬的視角。紅 藍 綠三種顏色來濾掉其他的顏色，比如紅藍眼鏡，輸出的時候，雙畫面不同的地方有紅藍的重影。紅色鏡片可以濾掉藍色的地方，而藍色鏡片就可以濾掉紅色的地方，這樣兩隻眼睛看到的畫面就不同，因而形成3D。但是濾色由於不完整，而且看到的資源顏色會有偏差，所以效果，清晰度都很差。長時間觀看這種3D對眼睛有直接的傷害。

除偏色外，其他的兩種（偏光式和快門式）均需要特定的顯示設備。

2、偏光 主要是通過偏光片和偏光眼鏡來形成3D，電影院或者投影方面都是用雙投影，每個投影投出一個畫面，把兩個畫面重合起來，在投影機鏡頭前隔一層偏光片，所謂偏光片就是有方向的一種玻璃片，兩個鏡片當方向相同時，畫面會穿過兩層偏光片，而方向垂直時，則是全黑，能阻擋住畫面。所以兩個投影機前的偏光片是垂直防置，而偏光眼鏡的鏡片也是垂直的兩個偏光片，這樣，就能讓你的左眼看到一個投影的左畫面而看不到右畫面，而讓右眼看到另一個投影的右畫面而看不到左畫面，這樣就在大腦里可以形成3D。電視也類似，但是他是1080的解析度的屏幕分成兩半，單數像素的為左眼看到的畫面，雙數像素為右眼看到的畫面。因此，偏光的不同是偏光電視的解析度是減半的，只能達到標清的540P的畫面。

3、快門，是目前主流的顯示方式。一般的液晶為60HZ，即一秒種變換60個畫面，而快門式的顯示設備的刷新要高一倍，即每秒顯示120個畫面，雙畫面每個畫面顯示60次，比如1/120 3/120 5/120...的時間段內顯示左畫面，而其他的時間段顯示右畫面，但是眼睛對閃爍有延遲，一般24以上就很難察覺。所以眼睛只能看到重影而看不出閃的。在交替顯示的同時，顯示設備會發射信號給快門式眼鏡。讓它在哪一刻打開左鏡片關閉右鏡片，每秒種120次的交替閃動，同樣是眼睛感覺不到（中國外界光源是50HZ，在這種光源下可能會感覺到閃動）而通過快速的閃動，也讓每隻眼睛接收到各自的畫面，傳至大腦而形成3D。

五、3D眼鏡基本知識：

（一）、立體眼鏡：

3D眼鏡(英語：3D glasses)，也可稱為「立體眼鏡」，是一種可以用來看3D影像或圖像的特別眼鏡。立體眼鏡分很多顏色類型，比較多見的是紅藍和紅青。工作原理是採用光在相對應顏色和不同顏色下的通過性，來達到讓兩隻眼睛只看到3D圖像2張圖中的一張。立體眼鏡不僅僅用於觀看3D電影，3D電視，還可以參與3D遊戲等。

（二）、各種3D立體眼鏡的用處：

3D眼鏡，紅/紅眼鏡;解碼器眼鏡;

紅/青：紅/藍：眼鏡：用於立體電影，3D電視，3D遊戲，立體圖片，火星立體圖片，、、、、、

紅/綠：眼鏡：(煙花眼鏡)用於觀看焰火等

日、月蝕眼鏡：灰色：可完全吸收紅外線，以及絕大部分的紫外線，並且不會改變景物原來的顏色。

偏光眼鏡：採用偏光片製作，用於野外活動，釣魚，登山，滑雪，IMAX影院

（三）、3D立體眼鏡原理分析

1、在觀看立體電影時，觀眾要戴上一副特製的眼鏡，這副眼鏡就是一對透振方向互相垂直的偏振片。這樣，從銀幕上看到的景象才有立體感，如果不戴這副眼鏡看，銀幕上的圖像就模糊不清了，這是為什麼呢?

2、這要從人眼看物體說起。人的兩隻眼睛同時觀察物體，不但能擴大視野,而且能判斷物體的遠近，產生立體感，這是由於人的兩隻眼睛同時觀察物體時，在視網膜上形成的像並不完全相同，左眼看到物體的左側面較多，右眼看到物體的右側面較多，這兩個像經過大腦綜合以後就能區分物體的前後、遠近，從而產生立體視覺。

3、立體電影是用兩個鏡頭如人眼那樣從兩個不同方向同時拍攝下景物的像，製成電影膠片。在放映時，通過兩個放映機，把用兩個攝影機拍下的兩組膠片同步放映，使這略有差別的兩幅圖像重疊在銀幕上。這時如果用眼睛直接觀看，看到的畫面是模糊不清的，要看到立體電影，就要在每架電影機前裝一塊偏振片，它的作用相當於起偏器，從兩架放映機射出的光，通過偏振片後就成了偏振光。

4、左右兩架放映機前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而產生的兩束偏振光的偏振方向也互相垂直。這兩束偏振光投射到銀幕上再反射到觀眾處，偏振光方向不改變，觀眾用上述的偏振眼鏡觀看，每隻眼睛只看到相應的偏振光圖象，即左眼只能看到左機映出的畫面，右眼只能看到右機映出的畫面，這樣就會像直接觀看那樣產生立體感覺。這就是立體電影的原理。

5、當然，實際放映立體電影是用一個鏡頭，兩套圖象交替地印在同一電影膠片上，還需要一套複雜的裝置，這裡不過多涉及了。