立体显示是人类永恒追求的梦想(中)
1922年电影的发明使立体观象器统统进了历史博物馆，即便电影是平面的，但电影能使人物变活！因为人们追求新奇，电影呈现形式处于初期阶段甚至是无声电影也大有人看。
人们对立体显示追求的脚步并未停止，只经历十余年的时间，立体影院也应运而生。
互补色立体成像法
20世纪之交还出现了流行至今的几种立体成像技术，其中最简单的就是“Analygraphy”或译作“互补色立体成像法”简称“红青眼镜法”。1891年由法国物理学家du Hauron申请了制作3D图片的专利，1936年，实现了据此法而制作出的在电影发展史上第一部3D立体电影。
我们已知千变万化的彩色世界中，实际只由红、绿、兰三基色合成。红、绿相加成黄色，绿兰相加成青色，兰红相加又合成品红色。红绿兰三色相混合就是白色。如果将红、黄、绿、青、兰、品红均匀地分布在一个圆周上，位于直径两端的两种颜色即红与青，绿与品红，兰与黄就称为互补色。这两个颜色的光作适当相加就成为白色。将左眼像完全用红色绘制，右眼像用它的互补色青色来绘制，并将它们叠合在一张图上，然后戴一副左眼是红色镜片右眼是青色镜片的眼镜来看（常被误叫成红兰眼镜），由于左眼通过红色镜片只能看见由红色绘制的左眼像而看不见由青色绘制的右眼像；反之，右眼通过青色镜片只能看到右眼像，于是看出立体像来。
这种方法的最大的优点是制作容易，携带方便，在立体工程画中曾发挥出很大的作用，也用它制成过立体动画电影。但缺点是对彩色的损失最大，因三基色中现在只用了两种颜色，且透光率很差，图像很暗，现在则逐步被淘汰。
光栅立体成像法
1903年艾夫斯（F.E. Ives）发明了“视差立体成像术”（Parallax Stereogram），能在平面上用肉眼就可以看出立体的人物来，经过115年的发展延用至今，甚至已做到手机的屏上了。
光说人其所以能看出立体是由左、右眼的双目“视差”产生的还不够，还得把双眼如何能看出由科学家生成的立体像说得更清楚点。我们想想：其实在人的左右眼的视网膜上所形成的像是平面的，说得准确点是二维的，成像在略略有点弯曲的视网膜面上。然后通过大脑综合即前面所说的“第三只眼”看出立体。
只要我们设法在人的左、右眼视网膜上形成人所看到过的两个有视差的二维像，即可重建人所看过的立体世界。而人的两个眼球正是两个透镜，于是想到，将两个镜头放在人双眼的位置对外部需要拍摄的主题物位置对焦进行拍摄，得出略有不同的左、右眼平面像，这两个像有个科学的名词叫“像对”。再进行反向思维，将这个“像对”平放在左、右眼透镜之前，设法由它生成的虚像正好在我们原先的对焦位置处，且左、右眼像在该位置完全重合，而又彼此不受干扰，就是说保证左眼只能看到左眼像，右眼只能看到右眼像（完全重合及彼此各不相扰这两点就是以后要谈到的形成完美立体像的5条件之二）这样保证这两个虚像在视网膜上的实像与原先看到的真实情景时完全一样（当然可以作相似放大或缩小），于是就回放出我们曾看到过的真实的立体世界。
那么百年前的发明家艾夫斯是如何来实现上述这两点的呢？说出来实在简单，将左、右眼图像分成许多垂直细条并相互交织成一幅图像，在它前面放置一个带有同样数目的细缝的不透明薄片。此称为“视差光栅”或“隔断光”，双眼能通过这些细缝各自看到左、右眼图像，于是就得出立体感觉（图1）。但是这种左右眼像必须能自发光才行，由于被这种“隔断光栅”挡住的光线太多，因此背后必需有强光源的照射，否则会感到太暗。
后来由于透明塑料的发展，利用柱面微镜片（Lenticular Sheet）代替这种“视差光栅”（图2），它能使原来一些被阻断的光线也能分别地射入左、右眼，因而使立体像的亮度得到加强，而无需背光源。
这样一种成立体像的方法其最大的好处就是裸眼可以直接看到。但最主要的缺点是使左、右眼像的清晰度降低了一半。同时人眼观看的位置只能在某几个固定位置上看出立体。却在某些位置左眼看到的是右眼的像，右眼看到的却是左眼像，如图2中最右的那3个人看到的那样图像反转，前后倒置，对眼睛特别不舒服。一般只用两台摄像机拍摄的最易发生这种情况。为了克服这一缺点，特用4对（即8台）摄像机同时拍摄，这样可增加到正中有4个人的位置能同时看到立体像。约10年前头戴一块金属片，使在显示屏处发出的红外光能跟踪你头部的位置，而调整光的射出方向，使左、右眼像分别射入左、右眼而不致产生看不出立体像或反转像。近几年又变成可跟踪人眼瞳孔的位置，则更加方便了。但也只能跟踪一个人。
后来由于液晶片的发明，它本身取代的隔离光，当不加电压时，整个光栅片是透明的，加上电压条处就变成不透光而只留下缝处透光，从而完成它的3D功能。给手机还原其原有功能是有帮助的。至于清晰度降低了一半则由它的成像原理所确定，无法通过改良而提高。这是这种方法的致命弱点。景深、亮度、色纯度也受到些制约。但对有一些要求不太高的场合确实是一个很好的方法。
早期我国李昌教授创建的天津三维公司在这方面做了大量的工作，王琼华教授出版了《3D显示技术与器件》一书对这一技术有详细的介绍，以及现今的ivvi公司在这方面做了大量的工作，可以说做到了极致，正与国际并驾齐驱。且某些技术有过之而无不及。
View Master立体观象器
还有一项与电影几乎同时产生而仍流传至今的3D成像技术，即1938年由格鲁贝（W.Grube）发明的一种立体观像器称之为“View Master”（图3），利用现有的正片分别记录左眼和右眼像，再通过两个小透镜来看出立体像。还有一个通过旋轮的机械装置，一次可以依次看7组立体像。它流行很广，迄今仍可以在迪斯尼乐园购到。
这是我刚进入清华，在叶企孙教授家里生平第一次见到的。叶教授就是那位培养出我国23位科学家获得“两弹一等功勋章”中的9人是他的学生，还有二人是他的学生的学生，他是我国物理界的一代宗师，他每年都要请刚入学的物理系学生到他家宴请一次，并展示一下他收藏的科技古董。特珍贵的是一本发黄的古籍，上面印着王莽时期的一把尺，由他双手捧着给大家看，不许乱翻，而View Master则由同学传看，我也是第一次见到好莱坞的立体像，对这种栩栩如生的立体像产生浓厚的兴趣，后来叶教授还亲自教我们光学，虽然讲到激动时略略有点口吃，但课讲得很生动。这与我后来从事电子光学的研究及退体后热爱3D不无关系。
后来我立志要做出能看到人物放大立体像的产品，且为了大众化，放弃采用较贵的反转片直接采用最廉价的5寸相片，利用简单的PS技能将左、右眼像各自水平反转并列地洗印在一张5寸相片上，沿中线对折黏牢从前端插进，当时我已逐步形成了非近轴光学的概念，利用偏心透镜使前面由倒V型的反光镜形成的平列虚像进行放大，并能位移使其在人眼前较近的位置重叠在一起而a生栩栩如生的立体放大像。
到这时我才明白采用View Master的成像系统不可能获得近距离的人物放大像。在推广我的立体成像器时还告诉了如何用一部相机对静止物体拍左、右眼像的方法，因此这些过程都是可以自己动手做的（DIY），这等同于对View Master的一次超越。同时还提出一个口号：让立体成像技术从专家手中交给数码相机拥有者！让立体像像立体声一样走进千家万户服务于大众！（未完待续）