紅藍圖

要在平面上構造出距離，就要合理利用人眼的視差來造成錯覺。早在1850年，對製作立體照片的研究就已經開始了。為何經過了150年，人們才能開始更容易地欣賞3D圖像？實現立體顯示為何比製造太空梭還難？這一切要從人類的視覺特性說起。

3d立體圖條件

立體影像的3個條件 也許有人嘗試過這樣一個遊戲：閉上一隻眼睛，僅用另一隻眼睛視物，並試圖將兩個指尖對到一起。如果你這樣做了，你會發現，這是非常困難的。實際上，雙眼視物正是人們具有立體感的關鍵所在。交替開閉左右眼，你會發現你看到的物體會發生位移，這就是視差。當左右眼的圖像返回大腦的時候，大腦會根據兩眼所看到圖像的不同自動合成分析出所看到物體與自己的距離。因此，一個3D顯示裝置必須能夠產生一個左翼和右翼的鳥瞰圖，並分別提交給適當的眼睛。這是3D顯示最重要的一個方面。人們對3D顯示的研發也是更多地圍繞這一點展開的。 需要注意的是，雙眼看到的物體不僅僅是位置不同，角度也不同——左眼只能看到鼻子的左側，右眼卻只能看到右側。因此，兩幅圖片中需要包含更多的細節。這也是制約3D電影發展的重要因素。人們判斷距離的第二個因素就是著色和陰影。遠處的物體並不明顯、亮度較差，且有朦朧感，而近處的物體更為清晰，在同等光照下也會更亮。 另外，人們還會利用線性角度和運動視差來判斷距離。對越遠的物體，人們的視差越小，直到很難判斷真正的距離。例如，人們觀看雲彩的時候，視差因素很小，人們只能通過線性角度——也就是近大遠小，以及人們擺動頭所獲得的不同場景和參照物來判斷距離。在這種情況下，人們可以判斷出兩個物體相對的遠近，但判斷的精確度非常差。這也是為何“看山容易上山難”的原因。

性質

成功的3D顯示，必須兼顧到視差、著色和陰影、線性角度和運動視差3個因素。這需要硬體能夠給兩眼帶來不同的畫面，同時需要影像內容中具備更多的細節（不同側面、不同的明暗度），因此，對硬體和軟體都是一個考驗。 3D設備的嘗試 幾十年前，也許有人已經看過了立體電影。觀看這種電影時，你會領到一個一邊是紅色鏡片、一邊是綠色鏡片的眼鏡。通過這個奇怪的眼鏡，你看到螢幕上的的世界發生了質的變化——飛機、坦克不可思議地從平板式的銀幕里“沖”了出來，幾乎觸手可及。 紅綠眼鏡是最簡單的分離左右眼的方式之一。它利用的是紅色鏡片只能透過紅光，綠色鏡片只能透過綠光的特性，將左右眼進行了分離。這是實現3D的第一種方式：左右眼所看到的光線的分離。 紅綠眼鏡的成本非常低廉，在很多兒童圖書上會用紅綠眼鏡來實現圖片的立體化，讓兒童欣喜不已。然而，紅綠眼鏡也存在先天的缺陷，那就是，你看到的色彩總有一些不真實的感覺，尤其是物體的邊緣（這些地方往往左右眼看到的細節不同）會只有一種色彩，使人產生一種暈眩的感覺。它的好處是，兩眼看到的場景在時間上是並行並且連貫的，不會產生閃爍感，因而不會帶來真正意義上的頭暈和頭痛。

發展

隨著技術的進步，人們現在已經通過類似的思路開發出了不需要眼鏡的3D顯示設備。這種設備採取的是另一種思路：控制光線的方向，將不同的光線分別投入左右眼中。三洋電機公司設計的3D顯示器的原理就是這樣。在該設備上，三洋公司設計了多個條狀遮光“圖像分割棒（Image Splitter）”，通過有條件地遮擋光線，控制光線的方向，使用戶的右眼和左眼分別只能看到右眼圖像和左眼圖像，以此實現立體效果。 這種方式的缺點在於，只有在某個合適的距離和合適的角度範圍內，才能實現較好的觀賞效果。為了解決這一問題，三洋添加了可檢測用戶頭部位置的“頭部跟蹤系統”，即使用戶移動到了立體可視範圍之外，也能相應地改變圖像分割棒的開口部以便用戶在移動後的位置上也能獲得立體視覺效果。 與此類似，飛利浦設計的3D液晶顯示器，採用雙凸透鏡設計，使用戶的左右眼可以選擇性地看到9個視角的影像。不過，由於像素被分配到不同的眼睛，用戶所看到物體的解析度要小於螢幕的實際解析度。 實現3D的另一種方式是再造一個3D的螢幕。美國麻薩諸塞州貝德福德市的實境系統公司（Actuality Systems）開發的“透視者”系統就是這樣一個設備。它的外觀酷似一個水晶球，球的最外部是一個透明的聚碳酸酯圓頂，內部則是一塊直徑約10英寸的圓形螢幕。它能以每分鐘900圈的速度繞豎軸轉動，從而形成一個完整的立體影像面——你從不同角度可以看物體的不同側面，立體感也是非常真實的。你看到的深度實際上正是銀幕轉動過程中在不同的位置發出的光線，當然會有很好的立體感。 不過，真實的立體影像需要非常強大的運算能力支持。平面需要展現的像素數是尺寸的平方，而立體影像需要展現的像素數是尺寸的立方。實境公司的首席技術官格雷格·E·法瓦洛羅（Gregg E. Favalora）說：“光是開發影像數據切片的算法，就花了我們三四年時間。