3D 電視
3D 電視 (3DTV) 是通過採用諸如立體顯示、多視圖顯示、2D 加深度或任何其他形式的 3D 顯示等技術向觀看者傳達深度感知的電視。 大多數現代 3D 電視機使用主動快門 3D 系統或偏振 3D 系統，有些是自動立體的，無需眼鏡。 截至 2017 年，製造商不再提供大多數 3D 電視機和服務。
歷史
立體鏡由查爾斯惠斯通爵士於 1838 年首次發明。當以立體方式觀看兩張圖片時，它們會被大腦組合以產生 3D 深度感知。立體鏡由 Louis Jules Duboscq 改進，展示於1851 年在萬國博覽會上一幅維多利亞女王的名畫上。1855 年發明了電影放映機。 1890 年代後期，英國電影先驅威廉弗里斯格林申請了一項 3D 電影製作專利。 1915 年 6 月 10 日，前愛迪生工作室首席導演 Edwin S. Porter 和 William E. Waddell 在紐約市的阿斯特劇院向觀眾展示了紅綠色浮雕的測試，1922 年，第一部公開的 3D 電影《愛的力量》上映。
1928 年 8 月 10 日，John Logie Baird 在其位於倫敦 Long Acre 133 號的公司所在地首次展示了立體 3D 電視。 Baird 開創了各種使用機電和陰極射線管技術的 3D 電視系統。第一台 3D 電視生產於 1935 年，而個人使用的立體 3D 靜態相機在第二次世界大戰期間已經相當普遍。 1950 年代，當電視開始流行時，許多 3D 電影在美國上映。第一部這樣的電影是來自 United Artists 的 Bwana Devil，它於 1952 年在美國各地上映。一年後，即 1953 年，出現了同樣採用立體聲的 3D 電影《House of Wax》。阿爾弗雷德·希區柯克 (Alfred Hitchcock) 以 3D 形式製作了他的電影 Dial M for Murder，但為了最大化利潤，這部電影以 2D 形式發行，因為並非所有電影院都能夠放映 3D 電影。 1946 年，蘇聯也開發了 3D 電影，Robinzon Kruzo 是其第一部全長 3D 電影。 人們對觀看 3D 電影很興奮，但由於質量差而被推遲。正因為如此，他們的人氣迅速下降。在 1970 年代和 1980 年代，隨著第 13 部分星期五（1982 年）和《大白鯊 3-D》（1983 年）的發行，還有一次嘗試使 3D 電影更加主流化。
松下電器（現為松下）在 1970 年代後期開發了採用主動快門 3D 系統的 3D 電視。他們在 1981 年推出了電視，同時將該技術用於第一款立體視頻遊戲，世嘉的街機遊戲 SubRoc-3D (1982)。 3D 電影放映在整個 2000 年代變得越來越流行，最終在 2009 年 12 月和 2010 年 1 月以 3D 放映的成功實現了《阿凡達》。
儘管 3D 電影普遍受到公眾的歡迎，但 3D 電視直到 CES 2010 貿易展之後才流行起來，當時主要製造商開始銷售全系列的 3D 電視，繼《阿凡達》的成功之後。此後不久，索尼和松下向公眾發布了消費類和專業 3D 攝像機。這些使用了兩個鏡片，每隻眼睛一個。根據 DisplaySearch 的數據，2012 年 3D 電視出貨量總計 4145 萬台，而 2011 年為 24.14 台，2010 年為 2.26 台。2013 年末，3D 電視觀眾的數量開始下降，到 2016 年，3D 電視的發展僅限於少數高端機型。3D 電視的生產於 2016 年結束。
技術
有幾種技術可以製作和顯示 3D 運動圖像。 以下是一些已開發的著名 3D 電影系統中採用的一些技術細節和方法。
隨著時間的推移，3D 電視的未來也在不斷湧現。 隨著對 3D 電視需求的增加，諸如 WindowWalls（壁掛式顯示器）和可見光通信等新技術正在被應用到 3D 電視中。 三星 LCD 業務副總裁斯科特·伯恩鮑姆 (Scott Birnbaum) 表示，在電視體育節目的推動下，未來幾年對 3D 電視的需求將猛增（但這並沒有發生）。 由於可見光通信等新技術允許這種情況發生，人們可能能夠直接在電視上獲取信息，因為 LED 燈通過高頻閃爍來傳輸信息。
展示技術
基本要求是顯示分別對左眼和右眼進行過濾的偏移圖像。已經使用了兩種策略來實現這一點：讓觀看者戴上眼鏡來過濾每隻眼睛的單獨偏移圖像，或者讓光源將圖像定向分裂到觀看者的眼睛中（不需要眼鏡）。 用於將立體圖像對投影到觀看者的常見 3D 顯示技術包括：
(一) 帶濾鏡/鏡頭：
(1) Anaglyph 3D – 帶有無源濾色器；
(2) 偏振 3D 系統 – 帶有無源偏振濾光片；
(3) 主動式快門 3D 系統 – 帶主動式快門；
(4) 頭戴式顯示器 – 每隻眼睛前面都有一個單獨的顯示器，鏡片主要用於放鬆眼睛的焦點；
(二) 無鏡頭：自動立體顯示器，有時在商業上稱為 Auto 3D。
(三) 其他
在 CEATEC 2011 展會上，日立發布了裸眼 3D 投影系統，該系統使用一組 24 個投影儀、鏡頭和半透明半反射鏡來疊加 3D 圖像，水平視角為 60 度，垂直視角為 30 度。除了日立，索尼也在研究類似的技術。
單視圖顯示器一次只能投影一對立體。多視圖顯示器要么使用頭部跟踪來根據視角改變視圖，要么為多個觀看者同時投影場景的多個獨立視圖（自動多視角）。可以使用 2D-plus-depth 格式動態創建這樣的多個視圖。
已經描述了各種其他顯示技術，例如全息術、體積顯示和 Pulfrich 效應，這些技術在 1993 年的《時間維度醫生》、1997 年的《來自太陽的 3rd Rock》以及在2000 年探索頻道的《鯊魚週》中都使用過。
3D 眼鏡可能會降低圖像亮度。
生產技術
立體鏡是用於捕獲和傳送 3D 視頻的最廣泛接受的方法。它涉及在雙視圖設置中捕獲立體對，相機並排安裝，並以與人瞳孔之間相同的距離分開。如果我們想像在場景中沿著每隻眼睛的視線依次投影一個物點；對於一個平面背景屏幕，我們可以使用簡單的代數在數學上描述這個點的位置。在直角坐標中，屏幕位於 Y-Z 平面上，Z 軸向上，Y 軸向右，觀察者沿 X 軸居中；我們發現屏幕坐標只是兩項之和。一個用於透視，另一個用於雙目移位。透視將物點的 Z 和 Y 坐標修改為 D/(D-x) 的因子，而雙目移位貢獻了 s·x/(2·(D-x) 的附加項（僅對 Y 坐標） ))，其中 D 是從選定係統原點到觀察者的距離（兩眼之間），s 是眼睛間距（約 7 厘米），x 是物點的真實 x 坐標。雙目移位對於左眼視圖是正的，而對於右眼視圖是負的。對於非常遠的物點，眼睛將沿著基本相同的視線看。對於非常近的物體，眼睛可能會過度“斜視”。然而，對於大部分視場中的場景，只要觀看者不太靠近屏幕並且左右圖像在屏幕上正確定位。數字技術在很大程度上消除了傳統立體電影時代普遍存在的不准確疊加問題。
多視圖捕獲使用多個攝像頭陣列通過多個獨立的視頻流捕獲 3D 場景。捕捉場景光場的全光相機也可用於通過單個主鏡頭捕捉多個視圖。 根據相機設置，生成的視圖可以顯示在多視圖顯示器上，也可以傳遞給進一步的圖像處理。
捕穫後，可以處理立體或多視圖圖像數據以提取每個視圖的 2D 和深度信息，從而有效地創建原始 3D 場景的獨立於設備的表示。這些數據可用於輔助視圖間圖像壓縮或為多個不同視角和屏幕尺寸生成立體對。
2D 加深度處理甚至可用於從單個視圖重新創建 3D 場景，並將傳統電影和視頻材料轉換為 3D 外觀，但難以實現令人信服的效果，並且生成的圖像可能看起來像紙板縮影。
3D製作
以 3D 形式製作體育賽事直播等活動不同於用於 2D 廣播的方法。必須保持較高的技術標準，因為兩個攝像頭之間的任何顏色、對齊或焦點不匹配都可能破壞 3D 效果或使觀看者感到不適。一對立體攝像機的變焦鏡頭必須在其整個焦距範圍內進行跟踪。
向 3D 圖片添加圖形元素（例如記分牌、計時器或徽標）必須將合成元素放置在幀內的適當深度，以便觀看者可以舒適地查看添加的元素以及主圖片。這需要更強大的計算機來計算圖形元素的正確外觀。例如，在美式足球轉播期間，在球場上顯示為投影黃線的混戰線需要大約一千倍於 2D 圖像的 3D 處理能力。
由於 3D 圖像實際上比 2D 廣播更具沉浸感，因此需要更少的攝像機角度之間的快速切換。 3D National Football League 廣播在攝像機之間切換的頻率約為 2D 廣播的五分之一。兩個不同視點之間的快速切換可能會讓觀看者感到不舒服，因此導演可能會延長過渡時間或提供介於兩個極端之間的中間深度的圖像，以“休息”觀看者的眼睛。如果攝像機處於低視角，則 3D 圖像最有效，模擬觀眾在活動中的存在；這可能會出現阻礙事件視圖的人員或結構的問題。雖然需要較少的攝像機位置，但攝像機的總數量類似於 2D 廣播，因為每個位置需要兩個攝像機。
其他現場體育賽事還有其他影響製作的因素；例如，溜冰場由於其統一的外觀而幾乎沒有深度提示。
參考來源