高解析/大尺寸需求大增
而電視攝影機的技術也不停地進步，由最早的大型真空管攝影機進展到1970年代時，NASA成功研發出CCD技術，大幅減少攝影機體積，且不用將影片記錄在底片，可記錄在可抹除式的媒體，也使得電視節目拍攝更容易，各式各樣的電視節目更容易製作，不見得須在攝影棚內進行拍攝，可在更多不同的外景地點攝影。而台灣也於1969年開始正式播放彩色電視節目。
電視由黑白進展到彩色耗時約40年的時間，但人們對真實視覺的追求仍不夠，1981年NHK提出HDTV電視標準，掃描線高達一千一百二十五條，是人們對極致的追求，然而，推動該標準也花了約20年的時間。時至二十一世紀，LCD的出現更是大幅降低傳統陰極射線管的體積，將顯示介面平板化。也因為增加尺寸不須再增加其厚度，不似傳統陰極射線管要射得越寬則需越厚的加速距離，所以大尺寸電視也不停地出現。2007年42吋以上1,920×1,080p的Full HD電視比比皆是，色彩更高達十億多色，同時，攝影機也升級至Full HD，且能提供觀眾非常清晰的節目，即便是拍攝動物的毛髮，也能根根清晰。人類追求真實的速度仍在加速中，如圖1所示，液晶電視(LCD TV)和電漿電視(PDP TV)目前不斷地向高解析度及高尺寸發展，人類到底要追求的是怎樣的極致呢？對人類而言，雙眼視覺才能提供真正的真實且自然的感受。
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| 資料來源：拓墣產業研究所(2006) 圖1 電視的極致發展 |
3D立體蔚為風尚
立體視覺才是人類的真實視覺。即便是液晶螢幕或電漿電視的解析度再高，畫面仍是平面；即便音效技術再怎樣地使用多聲道立體化，看到的畫面仍局限電視盒子。而電視解析度再高，則只會造成設備突飛猛進，內容卻來不及跟上的情形。此時惟有改變根本的觀賞習慣，才能再對電視造成畫時代革命。黑白到彩色電視，花了40年；標準畫質電視(Standard Definition TV, SDTV)到高畫質電視(High Definition TV, HDTV)，花了20年；下一步是可預測的數位劇院(Digital Cinema)，而這終極的真實視覺體驗則應該是3D顯示器。
目前如飛利浦(Philips)、東芝(Toshiba)、恩益禧(NEC)、樂金(LG)等各大液晶廠皆已開發出能呈現三維立體視覺感的液晶螢幕，每一台立體液晶螢幕都期望給觀眾不須配戴眼鏡就能感受到立體感的畫面。在如此的潮流下，立體影像(3D Video)內容的提供及壓縮也將會成為新時代電視的必備條件。立體影像即為同時擁有不同視點的影像，在雙視點三維電視(3D TV)系統上，可帶給觀眾立體的視覺感受，在呈現音樂會、電影、運動、景點導覽的影片時尤其特別。3D的影像在電影業來說，也是一個初開發的寶地。隨著網路和影像壓縮技術的發達，影片內容在YouTube及DVD裡是唾手可得，電影工業開始有力猶未逮的感覺。鐵達尼號導演James Cameron就曾說過，今後將會是立體電影的天下。於是IMAX立體電影院開始與日俱增，立體電影亦從1997年的每年兩部提升到2006年一年就有七部，其中不乏是超人、聖誕夜驚魂等當紅電影由IMAX轉換成3D於電影院播放。其票房都增加相當多，由此可見立體電影風潮漸起。
3D顯示技術突飛猛進
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| 圖2 飛利浦WOWVx 3D LCD |
不僅在電影界不停地進步，家用3D顯示器也不斷突破。如同彩色電視之於電晶體一樣熱門；在LCD偏光特性之下，LCD不單能做到彩色電視的功能，它可讓每個點改變偏光方向，甚至可直接讓每個像點的光線射到不同的地方。若每個點能改變偏光方向，使用者則可以直接配戴雙眼不同偏振方向的偏光眼鏡，只要適當分配不同視角的像點位置，就能在畫面上看到立體的畫面。而飛利浦和東芝等大廠更是直接開發新技術，如飛利浦的WoWVX(圖2)可直接讓畫面折射到九種以上不同的角度，於是只要雙眼個別看到兩個不同角度的畫面，便可以感受到畫面浮出來的立體感。物件從螢幕浮現出來給人的震撼，不只單單提升畫面解析度就可以達到的。也因此，隨著3D技術的突飛猛進，人類對3D顯示器的接受度也會很快增加，伴隨著就是3D影像內容的需求量大增了。
以深度資訊進行立體影像傳輸
傳統3D影像內容的錄製與立體聲相似。立體聲音樂的錄製需要兩個麥克風，各位於其適當的位置始能發出立體聲。傳統立體影像內容擷取則需要至少兩台攝影機，兩台攝影機各位於其適當位置錄製影像，之後置於3D電視上，始得立體效果。然而此攝影方式需要兩台攝影機，其硬體成本較高，且攝影機的適當位置校正並不容易，為提供多一個視道的影像，須要付出極大的硬體成本及儲存空間。因此歐洲2002年的ATTEST 3D電視系統即提出以單一視道配合深度資訊來進行立體影像的傳輸。也因此提點出深度資訊(Depth Map)的重要性。
深度資訊的運算在目前也已成為各種拍攝系統的重點(表1)，其所示有三種不同種類的深度擷取設備，其一為近紅外光閃燈配合互補金屬氧化半導體(CMOS)紅外線感應器，此設備近日由夏普(Sharp)提出，其操作原理為利用近紅外線對被攝物進行照射，經過照射後再計算照射前後來回的相位差及CMOS紅外線感應器所感應到的紅外線量，稱為Time of Field(TOF)技術，再由此計算出被攝物的深度，其有效範圍約只有0～3公尺。
| 表1 各類拍攝系統的深度資訊 | ||
| 設備 | 適用範圍 | 體積 |
| 近紅外光閃燈配合互補金屬氧化半導體紅外線感應器 | 0～3公尺 | 大 |
| 多鏡頭相機 | 20公分～100公尺 | 中 |
| 單鏡頭自動對焦擷取相機 | 1～4.5公尺 | 小 |
其二為多鏡頭相機，為使用雙鏡頭進行立體影像攝影，再由兩個以上視點及畫面上像點的三角形公式去推算出畫面的深度。此種設備體積為中等，且雙鏡頭相機依照不同的擺設方式，可擁有範圍最廣的可見距離，但此一距離亦正比於其體積。
最後，單鏡頭擷取則是透過影像訊號處理(Video Signal Processing)達成。人眼對於立體感的知覺來自於頭動、物體移動、物體位置、物體大小、材質、顏色深淺、陰影及空間感等等訊息。3D影像訊號處理晶片將這種資訊綜合在一起，模擬大腦的運算，尤其以對焦點不同的資訊來進行推算，則可輕易算出深度資訊，由一4mm f/2, 1/3”CCD的相機來說，按照圖3的流程，約可在1～4.5公尺內有著很高的景深變化，故其體積可以很小，為一適用範圍極佳之設計。
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| 圖3 多焦點單鏡頭3D攝影流程 |
於是3D內容的成長及拍攝，不再像過去由黑白跳至彩色電視、SDTV跳至HDTV時會有等待攝影設備成熟的過渡期。現在開始3D攝影設備就可以隨著3D顯示器一同研發成長，要鼓勵新拍攝的影片多以3D攝影設備拍攝，如此使得3D內容的取得也會越來越容易，人類也越來越接近真實記錄每件事情。
應用多元化
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| 圖4 3D家庭劇院 |
出現3D顯示器及3D環繞音響之後，真實的3D體驗便可在使用者的家中實現。如圖4的3D家庭劇院，便是提供使用者最大最細緻及最立體的顯示，同時輔以多聲道身歷聲，即便在家中觀賞電影的體驗也會有如置身電影當中。在這樣的影音環境下所能獲得的滿足感和刺激感都不是現在所能比擬的。
在3D影像技術逐漸成熟的今日，不僅是3D顯示器可帶給使用者真正真實的視覺感受，3D攝影技術更是可應用在各種不同層面。如圖5所示，在強調主動安全性的今日汽車產業，都不得不在其車身四周加裝感應器，車身後方面裝設倒車雷達避免倒車撞到牆壁，車身前方裝設雷達提醒駕駛員與前車的安全距離及道路偏離狀態，車身側邊裝設感應器以避免汽車死角造成的危險。這些感應器在3D攝影技術更趨成熟後，便可直接使用3D攝影機進行拍攝及訊號處理，不再須要搭載昂貴及龐大的毫米波雷達，裨使得一般車種都可以搭載此類型主動安全系統，落實道路上真正的安全。
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| 圖5 汽車需要3D攝影技術提升安全性 |
而這一切3D影像科技，有賴大家一起推動，全民一起支持，惟有大家一同追求最真實的視覺體驗，從顯示設備到影像內容製作及觀看，全體一同3D化，便可達到另外一個新的感官境界。
(本文作者就讀於台大電子所)
