偏振光分光3D显示：虚拟现实与人工智能的融合应用

偏振光是一个光学名词，考虑到本书并不是一本光学教材，这里就不讲述光作为电磁波的偏振特性了。简单一句话来描述，这种技术的原理是使用偏振光滤镜或偏振光片来过滤掉特定角度偏振光以外的所有光，让0度的偏振光只进入右眼，90度的偏振光只进入左眼。两种偏振光分别搭载两套画面，观众观看的时候需要佩戴专用的眼镜，而眼镜的镜片则由偏振光滤镜或偏振光片制作，从而完成第二次过滤。

除了极客和研究者，相信大家对光学原理不一定有兴趣，还是让我们一起来看看偏振光分光3D显示技术的发展历程，还有实际的应用场景吧。

偏振光分光3D显示技术最早要追溯到1890年，彼时正是清代末期，光绪十六年。那一年，美国天文学家帕西瓦尔·罗威尔通过望远镜观测到火星表面的“人工运河”，年仅22岁的霍元甲刚刚在与河南籍武林高手杜某的比武中初露锋芒，百年老牌光学企业卡尔·蔡司也在这一年开始了光辉的光学镜头制造史。就在这一年，基于偏振光原理的3D投影设备被发明，当时使用的是尼科尔棱镜。

不过直到Edwin Land发明了偏振塑料片之后，偏振光3D眼镜才有了用武之地。1934年，Edwin首次使用这种技术投影并观看三维图像。1936年12月，纽约科学与工业展览博物馆使用该技术向普通大众播放了三维电影“Polaroid on Parade”。在1939年的纽约世博会上，克莱斯勒公司使用该技术每天向数以万计的观众播放一部短的三维电影，当时使用的观影设备是一个免费的手持纸板眼镜。当然，这个年代的3D电影大多是黑白的。

1952年，首部彩色3D好莱坞大片《非洲历险记》上映，一时间掀起了大众对于3D显示技术的热潮。知名的《生活》杂志曾将一名佩戴了3D眼镜的观众的照片作为封面。从20世纪70年代开始，部分旧年代的3D电影再次播放，不过此时已经不再需要特殊的投影装置了。(www.xing528.com)

在拍摄时，以人眼观察景物的方法，利用两台并列安置的电影摄像机，分别代表人的左右眼，同步拍摄出两路略带视差的电影画面。而在放映时，将两路影片分别装入两个电影放映机，并在放映镜头前装置2个偏振轴互成90°的偏振镜。两台放映机需要同步播放，同时将画面投放在金属银幕上。

偏振光分光3D显示技术又分为线偏振光分光技术和圆偏振光分光技术2种。在20世纪80年代以前，以线偏振光分光技术为主，而此后圆偏振光分光技术开始成为主流。在使用线偏振眼镜观看立体电影时，眼镜必须始终处于水平状态。如果稍有偏转，左右眼就会看到明显的重影。而圆偏振光眼镜就不存在这样的问题，它的通光特性和阻光特性基本不受旋转角度的影响。

进入21世纪以后，纸盒眼镜已经很少见了，塑料眼镜成为主流，而且基本上包含在电影票里面。随着计算机动画技术的进步和数字投影技术的发展，还有IMAX 70毫米影片投影机的使用，新一波偏振3D影片的浪潮再次袭来。早年间观看偏振3D影片是一个奢侈的体验，最近几年内已经在各大电影院中得到了普及，当年的王谢堂前燕如今已经飞入寻常百姓家了。