裸眼3D技術在視覺設計中的應用

天津師范大學/雷喻嵐

隨著科技水平的提高，大眾對于直觀性和欣賞性的要求越來越高，尋常簡單的二維視覺效果已經(jīng)不能滿足人們對于信息接收的視覺欣賞要求。因此區(qū)別于普通3D 技術，不需要佩戴設備就可以欣賞到的裸眼3D 視覺設計一經(jīng)出現(xiàn)，就占據(jù)了大眾眼球，吸引了極高的關注度。目前裸眼3D 技術已經(jīng)應用于多個領域，例如醫(yī)學領域、廣告?zhèn)髅筋I域、科研領域等，裸眼3D 技術擁有獨特的藝術效果備受大眾喜愛，作為如今科技發(fā)展的重點之一，擁有廣闊而發(fā)展的前景。本文主要通過對裸眼3D 技術在視覺設計方面的應用現(xiàn)狀的探討，分析其技術特性，展望這種新技術帶給我們不同的具有交互形式的應用形式的可能。

一、裸眼3D技術的顯示原理及特性

圖1 柱透鏡立體顯示屏示意圖

需要外界設備進行視覺感知的3D 顯示技術在一定程度上對觀眾的觀看體驗造成影響，無法真正意義上解放雙眼，沉浸到作品中去，而裸眼3D 技術不需要輔助設備就能實現(xiàn)3D 顯示，故而推進裸眼3D技術的研究愈發(fā)火熱。裸眼3D技術主要由左右眼的定位產(chǎn)生立體視覺，在當前技術發(fā)展的階段，只要依靠左右眼距而產(chǎn)生的視覺差進行立體顯示。根據(jù)上述原理主流裸眼3D技術主要分為兩類，分別是柱透鏡、視差障柵。

目前多數(shù)應用的裸眼3D 技術的原理是利用左右眼的視差，通過屏幕改造和計算機軟件處理，創(chuàng)造出以裸眼便可以觀賞到的，具有三維視覺效果并且不可接觸沒有實體的視覺場景設計。作為一種特殊的、新穎而具有個性化的三維立體視覺的表達形式，它的技術本身具有很多特性。

（一）傳播視覺信息的新型媒介

如今，二維技術成熟難以突破，很難吸引用戶眼球，平面廣告宣傳不再對產(chǎn)品起積極有效的作用，更多成為了用戶審美疲勞下的負擔。作為新型媒介，裸眼3D 技術加持下的視覺作品卻能頻頻吸引流量成為話題引發(fā)熱議，它營造出的視覺空間較平面廣告的優(yōu)勢是三維空間是可以無限延伸的，這也為設計提供了更多的可能性和發(fā)展空間，相同的設計可能會因為深度不同而產(chǎn)生不同的反響。

圖2 視差障柵立體顯示屏示意圖

圖3 深圳首個垂直LED裸眼3D巨幕（圖片來源：搜狐焦點）

圖4 北京冬奧會開幕式（圖片來源：奧林匹克運動會官方微博）

（二）提高富有交互性的視覺體驗

第一部3D 電影問世時，就曾引起軒然大波，可見信息可交互對人們的吸引力。裸眼3D 廣告無疑創(chuàng)造了一種信息交互的新可能，當人們不用佩戴眼睛就可以看到真實的3D 效果時，仿佛就置身在廣告所塑造的現(xiàn)實場景中。交互的真實感會增加設計趣味性從而讓人們產(chǎn)生劇烈的好奇心，同時加深對作品的理解。

（三）具備讓觀者沉浸式體驗的能力

與以往普通的3D 電影不同，人們不單單是坐在觀眾席上，以旁觀者的姿態(tài)去欣賞設計作品，而是更多的化身成故事中的一員，作為體驗者去感受設計內(nèi)涵，牢牢地抓住了人們的注意力，讓真實的體驗感帶領觀者的興趣，引導人們視覺和思想主動自覺的跟隨劇情，觀者達到最佳程度體驗狀態(tài)。設計者也可以根據(jù)這一特性，確定視覺設計更具觀賞性和互動性，讓設計作品更加有血有肉。

二、裸眼3D技術在視覺設計中的應用

人們通過不同的器官感知世界，尤其是由眼睛所感受的視覺接收了人類所能感知到的80%的外界信息，而人們對于三維視覺更為敏感，所以3D電影、VR游戲等視覺體驗在年輕人中熱度持續(xù)不斷。但因繁重不適的3D 眼鏡和VR 設備影響了觀感，擁有立體視覺效果的裸眼3D技術便掀起了熱潮。從2020年韓國戶外大屏的視覺設計“WAVE”爆火到2022 年北京冬奧會開、閉幕式上令人嘆為觀止的裸眼3D 舞臺視覺設計，不斷創(chuàng)新探索中裸眼3D 技術已經(jīng)從多個方面逐漸融入到了我們的社會。

（一）廣告媒體宣傳

如今以消費者為主要核心的高速發(fā)展經(jīng)濟時代，戶外媒體在傳播信息文化中占據(jù)很重要的地位。裸眼3D 視覺廣告作為近幾年新型的戶外宣傳新媒介很容易讓大眾感到新奇，從而駐足觀望消耗時間和注意力了解作品內(nèi)容，達到欣賞創(chuàng)作者的作品、品味作品深意的期望，時尚精致的裸眼3D 作品甚至可以成為該城市的地標性建筑，引發(fā)人們自主自發(fā)的前來欣賞，從而為簡單的商業(yè)廣告賦予新意義，最大化達到宣傳的目的。2021 年8 月中外合作在深圳建設了首個垂直LED 裸眼3D 巨幕，被稱為“深圳大招牌”。該建筑一經(jīng)建成就引發(fā)了全國熱議，視覺沖擊感強烈炫酷，為大眾提供與屏幕零距離互動的全新場景，迅速走紅成為深圳地標之一?！吧钲诖笳信啤贝蠓蓉S富了城市建設，旅客流量直線上升，不僅改善了城市形象還傳播了城市文化。

（二）文化藝術展示

除了上述生活日常的應用外，忙碌的工作之余，也有相當多的人其傾向于用業(yè)余時間觀賞藝術表演。傳統(tǒng)舞臺藝術表演的表演方式主要是近似二維平面的，表演者主要依靠自身技巧增強舞臺深度，而如今在裸眼3D 技術的輔助下，可以實現(xiàn)三維的表演，突破靜態(tài)限制。LED顯示屏在舞臺中早已應用在傳統(tǒng)的表演平臺上，但過去對屏幕的應用一般是在演出者的下方和后方，無法真正和演出者融合，表演背景過于平面生硬缺少趣味性。如今在裸眼3D 技術的加持下，可以將劇本中的千山萬水以擬真擬態(tài)的形象呈現(xiàn)在觀眾面前，讓坐在觀眾席上的觀看者也加入表演者的行列中去，使得觀眾沉浸其中，提升舞臺文化傳播力，加深觀眾對表演的理解和記憶，從而獲得上佳的口碑。在沉浸式的演出下，觀眾獲得了極為享受的觀感?！盎贸恰背尸F(xiàn)給觀眾的已經(jīng)不再是簡單的舞臺劇，而是具備極高欣賞價值的藝術品，顛覆了傳統(tǒng)的表達形式。2022 年北京冬奧會中“黃河之水天上來”“再戰(zhàn)”及冰雪花牌漫天飛舞和點燃圣火的場景都是由裸眼3D 技術實現(xiàn)的。觀眾們坐在又高又遠的觀眾席上，卻能零距離感受冬奧會精心準備的節(jié)目，融入熱鬧的氣氛，感嘆祖國的科技發(fā)展之迅速。裸眼3D 的舞臺不僅帶來了高質(zhì)量的節(jié)目，也宣傳了中國文化，樹立了國際形象，向世界展示了中國審美。

三、裸眼3D視覺設計中的設計原則

裸眼3D 技術有諸多優(yōu)秀特性，可以實現(xiàn)人文文化和藝術設計與科學技術的融合，是一種新型業(yè)態(tài)，在設計應用時需要考慮對文化的呈現(xiàn)形式和藝術表達的表現(xiàn)方式，遵循一定的設計原則。

（一）對于劇情設計的合理性

由于裸眼3D 效果的虛擬場景十分真實，觀者會有極強的參與感，對自己扮演的角色會高度情感融合，感同身受，因此在對作品交互環(huán)節(jié)的設計應該格外重視，考慮到用戶體驗。首先裸眼3D 效果的呈現(xiàn)一般需要巨幕配合，在高精度的屏幕顯示下，人們一般需要遠距離觀賞。高頻率的交互容易加重觀者眼球負擔，造成三維眩暈等不適癥狀，若單一交互環(huán)節(jié)出現(xiàn)多視點互動，觀者在多次轉換視角的情況下，很大概率會感到立體式視覺疲勞，思維跟不上或視線來不及轉移錯過重要情節(jié)。其次，交互設計的劇情情節(jié)設計也十分關鍵，不同于傳統(tǒng)二維設計和佩戴眼鏡式的普通3D情景設計，裸眼3D因為可以從多角度觀看，對劇情的完整性和合理性也有了更大的考研，簡單的交互情節(jié)可能因為觀者角度不同而出現(xiàn)不能理解和接受的劇情漏洞，故而劇情設計需要高標準的完善，考慮整體故事，必要增加故事完整性。

（二）滿足三維空間的協(xié)調(diào)性

目前的裸眼3D 技術仍被一定程度的限制，但三維的效果卻可以無限延伸，因此在進行場景塑造時，人們可能會從多個不同于配戴眼鏡的3D 電影的角度，看到場景中物體的多個面，不同的視角可能會看到設計中容易被遺漏的陰影面，對場景設計能力的需求也大幅度提高。觀者的水平視角一般情況是不會獨立存在的，常常會被垂直視角影響，從而影響畫面的透視，這樣也就需要將透視程度加大，那么場景塑造時可能會對一部分的場景元素造成畸形形變，出現(xiàn)重影或不合理的現(xiàn)象，但如果不改變透視，則會減弱立體感，影響立體效果。對于這種情況可以尋找平衡點，使得立體感和場景元素合理都能得到實現(xiàn)，最大化優(yōu)化視覺體驗。

四、裸眼3D技術在視覺設計中的展望

（一）改變傳統(tǒng)教育的新形式

教育教學與現(xiàn)代科技結合已經(jīng)是現(xiàn)在必備的課堂氛圍，多媒體加入教學設備時就為教學提供了相當程度的便利，大幅度推進了教師授課能力和學生學習效率。運用裸眼3D 技術呈現(xiàn)一些較為危險的教學環(huán)節(jié)例如化學實驗等，也可以避免真實場景所帶來的安全隱患。

（二）移動設備實現(xiàn)裸眼3D效果

現(xiàn)有的裸眼3D 技術不論是柱透鏡技術或是視差障柵技術等，都存在不能與市面上大多屏幕兼容的缺點。人們?nèi)粘＝佑|最多的屏幕歸根到底是手機、電腦和電視，但裸眼3D 效果在這些設備上暫時還不能很好的實現(xiàn)，戶外大屏的創(chuàng)意設計或精美的舞臺效果大多是通過觀者用手機記錄下來，進行二次傳播，對現(xiàn)場的裸眼3D 效果并不能很好地在手機上呈現(xiàn)出來，但又因為距離限制不能實現(xiàn)所有人都到現(xiàn)場欣賞作品，所以若能解決屏幕兼容問題，實現(xiàn)手持裸眼3D，將會對裸眼3D的技術發(fā)展帶來傳播交流的可能。

（三）博物館展廳新模式

根據(jù)裸眼3D 技術的原理，將博物館上方屋頂空間或正廳墻面進行組裝屏幕，通過多個屏幕輔助，構建出虛擬場景。通過完整、連續(xù)而且逼真的畫面塑造，將人們代入構建的虛擬場景中，改變過去靜態(tài)的表達方式，讓人們有身臨其境的感覺，更能增強歷史氛圍感。另外還可以增加定點交互體驗，當人們走在不同的區(qū)域時，場景也會隨之轉換，隨著場景的遞進，帶動人們的思維更加直觀的理解歷史背景。

五、結語

自從裸眼3D 藝術作品問世，就頻頻引發(fā)大眾高度關注，上文根據(jù)對廣告媒體和藝術表演兩類在視覺設計中常見的應用場景的研究探討，總結出裸眼3D 的特性，從而展望未來裸眼3D技術的發(fā)展應用場景。研究裸眼3D技術的應用可以突破傳統(tǒng)視覺展現(xiàn)形式，為視覺設計帶來更多不同方向的發(fā)展可能，促進技術發(fā)展和藝術革新。未來裸眼3D 技術經(jīng)過對不足的完善和放大自身優(yōu)勢特點，走進日常生活，成為主流媒介指日可待。