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◆立體視覺的構成我們之所以能感受到立體視覺，是因為人類的雙眼是橫向並排，之間大約有6～7公分的間隔，因此左眼所看到的影像與右眼所看到的影像會有些微的差異，這個差異被稱為「視差（Parallax）」，大腦會解讀雙眼的視差並藉以判斷物體遠近與產生立體視覺。視差示意圖當觀看者只以單眼來觀看景物時，因為沒有了視差，所以立體感也會隨之消失。◆3D立體顯示的基礎由於立體視覺是基於視差而來，因此3D立體顯示的基礎，就是要以人工方式來重現視差，簡單說就是想辦法讓左右兩眼分別看到不同的影像，藉以模擬出立體視覺。在這個基礎之下發展出各式各樣的3D立體顯示技術，主要分為眼鏡與裸視兩大類型。◆3D立體顯示的起源3D立體顯示的歷史相當久遠，早在19世紀攝影技術剛起步時就已經出現。做法是將2台相機並列模擬雙眼，同時拍下2張有著些微差異的相片，之後再透過平行視線法、交叉視線法或類似雙筒望遠鏡的專屬觀看設備等方式讓雙眼分別觀看2張並列的相片。3D立體相機藉由工具輔助來觀看3D立體圖片觀看立體空照圖用的立體鏡˙平行視線法：讓雙眼視線平行，左右眼分別觀看左右相片平行視線法範例˙交叉視線法：將雙眼視點移至近處（鬥雞眼）讓視線交叉，左右眼分別觀看右左相片交叉視線法範例以上兩種方式不需要特殊的設備就能在一般的平面媒介上觀看到立體影像，不過因為是以不自然的視線觀看，並不是每個人都能適應，對眼睛的負擔也大，實用性不高。雙鏡筒式的專屬觀看設備可以明確分隔左右眼的視線，不需要讓觀看者自己憑感覺去調整視線來捕捉立體感，因此大多數人都能適應，這個方式後續也發展為頭戴式3D立體顯示螢幕，透過左右兩組螢幕讓左右眼觀看不同畫面產生視差以呈現立體畫面。19世紀製造的雙鏡筒式專屬觀看設備不過上述幾種方式每次只能讓一個人觀賞，並不適合有多人欣賞需求的應用。◆眼鏡式3D立體顯示技術為了滿足像是電影等多人觀看需求的應用，因此後續也出現了以特製眼鏡來同時提供多人觀看的各種3D立體顯示方式，並根據運作模式分為被動式與主動式兩大類。【被動式3D立體眼鏡】被動式3D立體眼鏡指的是眼鏡本身是單純的鏡片+鏡架所構成，不牽涉到任何機械式或電子式的運作。雖然此類眼鏡所採用的技術有很多種，不過基本原理都是透過光學方式讓兩組畫面分別只能穿過左右其中一眼的鏡片，讓左右眼觀看到具備視差的影像。˙紅藍濾色片式3D立體眼鏡昀早問世的是採用紅色與藍色（或紅色與綠色）濾色片構成的3D立體眼鏡，眼鏡本身的成本很低（可使用紅藍玻璃紙與紙板製作），早期的3D立體電影多採用此方式，分別投射出經紅色濾光與藍色濾光的畫面，再讓觀看者配戴紅藍3D立體眼鏡來觀看。紅藍濾色式3D立體眼鏡紅藍濾色片方式可適用於平面印刷媒體或是一般顯示設備。以紅藍3D模式顯示的《蝙蝠俠：小丑大逃亡》由於紅藍濾色片式3D立體眼鏡有著無法正確重現原本畫面色彩的缺點，因此後續有廠商推出了改良式的「ColorCode3D」，透過琥珀色與藍色濾色片分別呈現彩色與單色兩組畫面，由於大腦會自動結合雙眼觀看到的影像，因此可以獲得彩色的立體畫面。˙偏光式3D立體眼鏡後續在偏光技術普及後，開始有廠商採用偏光式的被動式3D立體眼鏡。偏光片是透過如百葉窗般排列的矽晶體塗料薄膜（偏光膜）來過濾原本朝不同方向震動的光線，會擋住與偏光膜方向垂直的光線，只讓與偏光膜方向相同的光線通過。由於偏光片只會過濾光線的方向，而不會像濾色片那樣過濾光線的顏色，因此可以完整保留畫面的色彩。偏光原理播放時只要使用兩組設備分別透過偏光片投射出垂直偏光與水平偏光畫面，或是使用一組設備搭配可切換偏光方向的主動式偏光片交替投射出垂直偏光與水平畫面，再讓觀看者配戴垂直偏光片與水平偏光片組合的偏光式3D立體眼鏡，就可以觀看到立體畫面。偏光式3D立體眼鏡應用在液晶顯示器時，可使用兩片重疊的液晶面板各自顯示垂直與水平偏光畫面，此方式的成本較高。或者是在螢幕表面配置奇偶交錯排列的垂直與水平偏光片，各利用一半像素顯示垂直與水平偏光畫面，此方式的成本較低，不過垂直或水平解析度會減半。SCET展示使用交錯偏光片的3D液晶電視近年的3D立體電影多半採用偏光方式來呈現。不過偏光方式必須使用特殊的投影機或是螢幕等顯示設備才能呈現，因此並無法適用於平面印刷媒體或是一般顯示設備。【主動式3D立體眼鏡】主動式3D立體眼鏡是透過眼鏡本身的主動運作來達成3D立體顯示效果。˙雙顯示器式3D立體眼鏡雙顯示器式3D立體眼鏡雖然無法提供多人觀看需求，不過仍就算是主動式3D立體眼鏡的一種，運作的原理非常簡單，透過左右眼鏡中配置的兩組小型顯示器來個別顯示左右眼畫面，來達成立體顯示的效果。由於必須配置兩組獨立的顯示器，因此成本較高，而且只能讓單人觀看。因此通常只應用在特殊用途，像是搭配頭部偵測應用在虛擬實境。頭戴式顯示器任天堂於1995年推出的可攜式遊樂器「VirtualBoy（VB）」就是此類設計。˙液晶式3D立體眼鏡液晶式3D立體眼鏡是採用主動式液晶鏡片所構成的3D立體眼鏡，運用液晶可藉由電場來改變透光狀態的原理，以每秒數十次的頻率交替遮蔽左右眼視線。播放時只要交替顯示左右眼畫面，再透過同步訊號讓液晶式3D立體眼鏡與畫面同步運作，播出左眼畫面時讓右眼鏡片變黑、播出右眼畫面時讓左眼鏡片變黑，就可以達成立體顯示的效果。由於液晶式3D立體眼鏡不需要濾色或偏光等特殊構造的播放設備就能呈現，只需要提升播放設備畫面更新頻率及添加同步訊號發送裝置即可，因此可適用於大尺寸多人觀賞需求，是目前昀廣泛應用於3D電視等民生娛樂領域的方式。包括PC上由NVIDIA推出的「3DVision」以及各家電大廠昀近狂推猛打的3D立體電視產品，都是採用此方式。由於畫面是採左右交替方式播放，同一時間內只有一隻眼睛能看到畫面，因此當開啟3D立體顯示模式時，畫面更新頻率會變為原本的一半。如果只搭配現有的每秒60次更新標準規格時，畫面更新頻率會降到每秒30次，讓觀看者感受到明顯的閃爍。因此目前各廠商所推出的方案都是將螢幕更新頻率加倍到每秒120次，來避免閃爍的問題。液晶式3D立體眼鏡由於必須主動運作，因此構造上比被動式3D立體眼鏡複雜，雖然播放設備的成本較低，不過眼鏡的成本高出不少。以目前主流的紅外線同步方式來說，就必須配備額外的接收控制電路與電池。而且液晶鏡片的交錯遮蔽會影響畫面的亮度。雖然液晶式3D立體眼鏡這一兩年才隨著新產品的推出開始發燒，不過在遊戲領域的應用事實上已經超過20年，昀早是SEGA在1986年推出SEGAMarkIII/MasterSystem用的「3D眼鏡」，任天堂也在1987年推出Famicom用的「Famicom3D系統」。不過當年的液晶式3D立體眼鏡周邊在設計上遷就於既有NTSC/PAL規格映像管螢幕，遊玩時畫面的亮度低閃爍感強烈，加上當時的遊樂器完全沒有3D繪圖能力，只能概略呈現具備前後層次感的平面圖層，因此並未獲得市場青睞，支援遊戲款數相當少。◆裸視3D立體顯示技術雖然眼鏡方式能滿足多人共同觀看的需求，不過觀看時必須配戴特殊眼鏡仍舊是個相當大的障礙，各家廠商於是投入不需要配戴特殊眼鏡的裸視3D立體顯示技術研發。所謂的「裸視3D立體顯示」，是指在不配戴任何特殊配件的狀態下以裸眼視覺就能直接觀看到3D立體顯示的效果。雖然基本原理仍舊是讓左右眼觀看不同畫面產生視差來營造立體感，不過前提是不配戴眼鏡，因此必須透過特殊設計的螢幕來達成目標。由於裸視3D立體顯示在技術上仍有許多限制，因此主要用於個人化小型化的顯示用途，如行動電話、數位相機等，較少用於多人化大型化的顯示用途，如電視螢幕等。裸視3D立體顯示根據運作模式又分為空間多功式與分時多功式兩大類。【空間多功式裸視3D立體顯示】空間多功式裸視3D立體顯示是在同一個螢幕上，以分割顯示區域（空間）同時顯示左右兩眼畫面（多功）來達成3D立體顯示效果的方式，因此被稱為「空間多功」。˙柱狀透鏡式3D立體顯示（LenticularLenses）柱狀透鏡式3D立體顯示螢幕，是在螢幕表面設置垂直排列的圓柱狀凸透鏡薄膜，透過透鏡折射來控制光線行進方向，讓左右兩眼接受不同影像產生視差呈現立體效果。由於光線在通過凸透鏡時，行進方向會折射而產生變化，因此只要將左右眼畫面以縱向方式交錯排列，再透過一連串緊密排列的柱狀透鏡，就能讓左右眼看到各自的畫面。柱狀透鏡方式的歷史久遠，應用範圍也相當廣泛，包括平面印刷或是螢幕顯示器都能運用此方式來呈現3D立體畫面，市面上常見的立體墊板等產品就是利用相同的原理所製作。除了呈現立體影像之外，柱狀透鏡還能用來呈現會隨觀看角度變化的影像。《但丁的地獄之旅》死神特別版封面就是採用柱狀透鏡印刷由於柱狀透鏡可以在多個角度下產生立體效果，因此可以適用於多人觀看的應用，不過在不合適的角度觀看時會出現影像重疊的狀況。一般的柱狀透鏡是固定貼附在螢幕表面，而且是以單一方向排列，因此無法切換顯示模式，水平解析度會降為原本的一半，畫質也會受到透鏡折射影響，螢幕旋轉90度時就會無法呈現立體感。不過也有廠商研發在柱狀透鏡中注入液晶來改變聚焦特性的技術，可關閉透鏡的折射效果切換成2D模式。˙視差屏障式3D立體顯示（ParallaxBarriers）視差屏障式3D立體顯示螢幕，是在螢幕表面設置稱為「視差屏障」的縱向柵欄狀光學屏障來控制光線行進方向，讓左右兩眼接受不同影像產生視差達成立體顯示效果。由於左右眼視線通過柵欄狀視差屏障的角度不同，因此會看到後面螢幕的不同部分，只要將左右眼畫面以縱向方式交錯排列，就能讓左右眼看到各自的畫面產生立體感。由於是採用遮蔽方式來達成立體顯示效果，必須將螢幕分為左右兩畫面顯示，因此水平解析度會降為原本的一半，而且畫面亮度會下降。之外還會還有觀看距離、角度與方向的限制，必須在規劃的距離與角度內觀看，畫面轉90度時就會無法呈現立體感。後續廠商研發許多技術來改善視差屏障式3D立體顯示螢幕的先天限制，像是採用可開關的液晶薄膜來充當視差屏障，就能透過液晶屏障的開關來切換2D/3D顯示模式，液晶屏障排列方式也可以製作成水平與垂直兩種方向，配合橫拿與直拿的需求切換。可開關的液晶視差屏障視差屏障式3D立體顯示是目前昀廣泛應用於可攜式裝置的方式，包括SHARP與日立都不約而同的在任天堂發表N3DS後緊接著發表了各自的行動電話用視差屏障式3D立體顯示螢幕。其中SHARP的產品將液晶屏障與觸控薄膜整合在一起，而且同時支援橫拿與直拿的應用，比較符合N3DS的需求，不過目前還無法確定是否會獲得任天堂採用。SHARP3D液晶螢幕產品示意圖日立3D液晶面板特色解說示意圖【分時多功式裸視3D立體顯示】時間多功式裸視3D立體顯示是在同一個螢幕上，各切割一半時間來交替顯示（分時）左右兩眼畫面（多功）以達成3D立體顯示效果的方式，因此被稱為「分時多功」。˙指向性背光分時式3D立體顯示指向性背光分時式3D立體顯示，是藉由指向性背光膜搭配左右配置的背光光源，以高速交替方式分別朝左右眼顯示不同畫面來達成立體顯示效果的方式。由於指向性背光膜可以控制光線射出的方向，因此能將左右畫面分別投射到觀看者的左右眼中。當螢幕右側的背光光源亮起時，就會透過指向性背光膜射出朝左眼方向的光線，用來顯示左眼畫面。當左側的背光光源亮起時，就會透過指向性背光膜射出朝右眼方向的光線，用來顯示右眼畫面。藉由左右畫面高速交替顯示，就能平順的顯示立體影像。由於指向性背光方式採用分時多功，因此每次都能以面板的完整解析度來顯示畫面，不像空間多功只能以面板的一半解析度來顯示畫面。而且只要左右兩側的背光光源同時亮起，就能切換為2D顯示模式。不過由於左右眼畫面是以指向性的方式顯示，因此只有從螢幕正面觀看時才能看到立體影像，而且當螢幕旋轉90度時就無法顯示立體影像。指向性背光分時式3D立體顯示產品目前仍處於研發階段。˙深度融合式3D立體顯示（Depth-fused3D）深度融合式3D立體顯示是將兩片液晶面板前後重疊在一起，分別在前後兩片液晶面板上以不同亮度顯示前景與後景的影像，藉由實體的深淺差異來呈現出景深效果。日立研發的深度融合式3D立體顯示螢幕由於深度融合式並不像其他方式是以模擬兩眼視差來產