全息|3D眼镜是如何“欺骗”大脑的?

出品:科普中国
制作:星之队
监制:中国科学院计算机网络信息中心
3D电影在今天已经相当普及了 , 那么它的原理是什么呢?这就得先从人脑的成像规律讲起了 。
其实 , 3D电影是利用大脑的成像规律耍了一个小把戏 。
在实际生活中当我们看一件东西时 , 我们左右两只眼睛看到的景象其实是略有差别的(不信的话 , 可以盯着桌面上的水杯 , 然后左右眼轮换关闭试试) , 这种有差别的像经过我们的大脑处理之后就变成了一个具有立体感的3D图像 。
大脑的这种功能有利于我们去判别物体的大小和距离 , 对于我们祖先在野外生存是十分重要的 。 这是因为 , 在野外打猎的时候 , 需要根据猎物的大小和距离来决定采取什么样的策略 。 显然 , 同等条件下 , 距离越近的猎物更容易被捕获 。

全息|3D眼镜是如何“欺骗”大脑的?
△大脑立体成像原理(图片来自http://mobile.yesky.com/4/30176504_3.shtml)
会变魔术的3D眼镜
对于普通的2D电影 , 我们左右两眼看到的景象都是一样的 , 因此不会有立体感 。 但是对于3D电影 , 情况就不一样了 。
3D电影给我们左右眼输入的图片需要不一样 , 这样图像经过我们大脑的处理就会变成立体图像 。 这也就是为什么在观看3D电影时 , 我们需要佩戴特殊的眼镜 。
当然 , 不同时期的3D电影采用的是不同的3D眼镜 。
例如 , 几年前的3D眼镜主要是蓝绿色的 , 相信不少同学可能都见过 。 这种3D眼镜的红色的眼镜片可以过滤掉蓝光 , 而蓝色的眼镜片可以过滤掉红光 , 这样透过两个镜片看到的像就会有细微的差别 , 经过大脑的加工处理 , 我们看到的就是立体的像了 。
这种红蓝镜片的3D眼镜透过的光大多数都是红光或者蓝光 , 因此看到的3D影响会有一些失真 , 色彩也并不是十分鲜明 , 时间长了有些人还会感到头晕恶心等等 。

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△红蓝3D眼镜(图片来自:https://www.teachersource.com)
而现在 , 大多数电影院采用的都是偏振光3D眼镜 。 偏振光指的是光波的振动方向沿着同一个平面 , 我们平时看到的灯光或者太阳光 , 光在每一个平面都有偏振 , 因此它们都属于非偏振光 。 而偏振光3D眼镜 , 每个镜片只允许特定的偏振光通过 。
左右镜片的偏振光的偏振方向互相垂直 , 它们携带的成像信息略有差别 , 这样最后我们看到的就是立体的3D图像了 。
如下图所示 , 左边镜片通过的是水平偏振的光 , 右边镜片通过的是垂直方向的偏振光 , 两束偏振光所携带的成像信息略有差别 , 经过我们大脑处理后就会变成3D图像了 。

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