有了三維顯示技術，人人都是「魔法師」
三維顯示，
好一個障眼法。
照片和影像里的世界都是二維平面，而我們所在的現實世界是三維立體。三維顯示技術就是將立體物體的全部信息展示出來。這個過程很複雜，人們正在一步一步努力實現。
神奇的 3D 電影是怎麼實現的
目前 3D 電影已經走進我們的生活，看過 3D 電影的都知道，觀看電影前必須先領取一幅眼鏡。這是為什麼呢？
3D 電影其實是採用了一種視差的方法來顯示立體效果的。所謂視差，是指我們雙眼之間有一定的距離。既然兩隻眼睛位置不同，觀察物體時落在兩個視網膜上的像，自然也是不同的。
那為什麼我們看到的不是兩個物體，而是一個呢？這是因為大腦有種融像的功能，可以把來自兩個視網膜上的像，進行一系列調整後合成一幅像。
雙眼視差
視差原理
為了更好地理解視差的作用，我們先來做一個小實驗。
首先，向上拋出一個小球並接住它，是不是很簡單？然後，捂住一隻眼睛再拋出小球並接住，怎麼樣，還是和第一次一樣容易么？
通常的實驗結果是，第一次很輕鬆地接住拋出的小球，而第二次則勉強甚至是接不住下落的小球。
導致上述結果的原因在於，雙眼視差可以使我們準確地判斷物體的形狀和位置，而單眼觀察物體時，則會缺失物體的空間立體信息。
3D 電影根據雙眼視差的原理，來展現立體效果。在拍攝時會採用兩台攝像機進行拍攝，讓它們模仿兩眼去記錄信息。兩個方位採集的信息疊加在一起後，由於有視差，就會產生重影。所以需要藉助 3D 眼鏡，來把這些重疊的圖像分開，再分別傳入人眼。
3D 眼鏡與一般眼鏡的不同之處在於鏡片。3D 眼鏡的鏡片是特殊的：光束在穿過這兩個鏡片時會被篩選，每個鏡片只讓符合自己「規則」的光線穿過。因此通過 3D 眼鏡過濾後，兩眼看到的圖像，和電影拍攝現場看到的是一樣的。
令人產生暈眩的秘密
2010 年 1 月 19 日，據長江日報報道，患有高血壓症的台灣新竹縣男子，觀看 3D 電影《阿凡達》昏迷後被送至醫院，卻因併發症死亡。
3D 電影雖然帶給了我們更好的立體感，但不少人在觀看時還是會產生頭暈、噁心等不良反應。為什麼？
這是因為在觀看 3D 電影時，它產生的景深非自然景深。畫面變換也非常快，所以人眼需要頻繁的使用調節和輻輳（còu）兩種功能，使得物體的像準確地落在視網膜上。
調節作用是眼部晶狀體通過改變自身形狀，來改變進入眼睛光線的過程。這種作用可以使所視物體的像，準確地呈現在視網膜上。眼睛晶狀體則像橡皮筋一樣，具有彈性。如果長期處於一種狀態，便無法恢復正常。
近視眼就是晶狀體調節作用「失靈」的結果。
眼部結構圖
輻輳是指看近處目標時，雙眼同時向內收斂的現象（想想鬥雞眼的效果），看遠景時會自然散開。
雙眼頻繁的進行調節和輻輳，短時間內人們還可以忍受，但一段時間後，就會產生視覺疲勞甚至頭暈噁心。
心理暗示，二維變三維
為了避免 3D 電影這種三維顯示方式的帶來暈眩感，人們又想出了一種用二維平面來顯示三維效果的方法——透視顯示。
透視型三維顯示又稱裸眼 3D 顯示，即不用佩戴任何東西就可以觀看 3D 效果。據說蘋果即將在 iPhone 7 上採用這種技術。
裸眼 3D 顯示圖
透視三維顯示其實是利用多種心理暗示，來使我們產生三維立體感。
在心理層面上，人們常藉助經驗和假想，從呈現在視網膜上的平面圖像，得到一定的深度感。這就是我們所說的心理暗示。
這種心理暗示主要有 6 種：
線性透視
繪畫中常有近大遠小之說。我們看到下圖時，儘管越小的船離我們越遠，但我們還是很自然地認為它們大小一樣、並行排列。這就是線性透視的心理作用。
線性透視圖
日常的生活經驗告訴我們，物體遠離人眼會變小，靠近人眼會變大，也是這個道理。
像的大小
像的大小
當看到上圖時，大家並不會認為手比臉大，因為我們大多會記住生活中常見的大小。所以，從認識事物開始，人們就已經有了像的大小概念，觀察圖像時，大腦會自動參考這些信息。
重疊
重疊
這張圖裡的牛，是否就如圖顯示只有腦袋和兩個前肢呢？
實際上圖中的影子信息，會幫助大腦來聯想理解圖片。所以我們會下意識地知道，這是一頭正對我們的牛。這就是重疊心理暗示產生的結果。
光照及陰影
光照及陰影
圖中左上角圖片，一看就知道是個平面圖。當加了陰影后，右上角就有點立體感了。到了右下角，則是添加光照和陰影后的效果。顯然，它更具立體效果。
結構梯度
結構梯度
與線性透視類似，當我們注視上圖的石板路面時，近端的看起來會更粗糙一些。石板表面粗糙的梯度，也會使人產生一種深度暗示。
面積透視
在觀看一幅二維圖像時，看起來比較模糊的景物處在遠方。這是因為遠處景物發出的光線，在傳播時被空氣中的微粒散射，因而顯得模糊。
面積透視
透視三維顯示，就是抓住了以上六種心理暗示，來用二維圖像展示三維效果的。但是這種三維顯示方式，只適用於精度要求不高的場合。同時這種顯示效果，需要站在特定角度才能看見，視角限制太大。
裸眼全息如何實現
視差型和透視型都是偽三維，那麼如何建立真三維呢？前段時間，網上瘋傳 Magic Leap 的裸眼全息是否就是呢？
全息（holography）一詞來自希臘語，意思是全部圖像信息。全息技術是利用了光的干涉和衍射原理，完整地記錄並重現了物體反射的光波。
光波就像我們生活中所見的水波。不過由於水波抖動的頻率較低，所以人眼可以看見。而光波抖動的頻率比較高，所以人眼無法看到。
光波攜帶了物體形狀、表面紋理和位置等信息，我們就是通過物體反射的光波來觀察世界的。
全息記錄與再現
全息技術的實現，實際上通過以下這個過程：
首先記錄光波信息，然後通過一個空間光調製器（用於信號轉換），來「讀出」光波信息，最後將處理過的光波傳送給人眼。這種光波「回放」方式，和我們觀察物體本身具有相同的效果。
上述過程中，需要記錄大量的信息，同時空間光調製器設計起來也相當複雜，再加上光波所需的計算量和存儲空間都很大，使大場景全息三維顯示暫時還無法實現。
在科幻電影中經常可見全息三維顯示技術。
1970 年代，電影《星球大戰》
2009 年，電影《阿凡達》
所以 Magic Leap 視頻中我們所看到的全息展示還只是概念產品，並非事實。
不過也有一些桌面型的全息展示，是已經實現的技術，比如下圖的鋼鐵俠。
真正的三維顯示
如果說二維顯示器是在「畫餅充饑」，那麼真三維顯示則是真正的做出來一個「餅」。
真三維顯示與全息三維顯示效果相當的。但與全息三維顯示不同的是：真三維並非提前記錄光波信息，而是根據所要展示的物體外觀，來「發出」光信息。
這種顯示技術，真實的存在於物質世界中，它能提供幾乎所有的視覺效果，並且可以從任意角度觀看。
真三維顯示技術又分為靜態成像技術和動態體掃描技術兩種。
水晶球
這就是真三維立體顯示的靜態成像技術原理。
靜態體三維顯示
而動態體掃描技術原理，則和走馬燈的原理是一樣的。走馬燈是我國古代一種動畫「顯示器」。它的原理是，在燈的內壁上畫一系列的動作分解的圖，然後通過轉動燈來使畫連起來，達到動態效果。
走馬燈
動態體掃描技術，是依靠顯示設備的周期性運動，構成成像空間。例如屏幕的平移、旋轉等運動。屏幕上顯示的是一個二維圖像，在這個屏幕做高速的平移或旋轉時，由於速度太快，人眼反應不過來，大腦就會理解成看到的是一個三維物體。這個原理就像電扇，轉起來後我們看到的不是三個扇葉，而是一個圓盤。
動態體三維顯示
目前，全息三維顯示技術和真三維顯示技術還處於成長階段。一些靜態的小型展示已經出現，但是對於較大場景的展示還存在很多技術及硬體上的困難。
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