3D就是潮?1952年就有人在看3D電影了

3D就是潮?1952年就有人在看3D電影了
Photo Credit:時報文化

我們想讓你知道的是

第一項深度錯覺的技術運用到1950 年代很普及的紅藍色差眼鏡,由發明家岡茲柏格首創,1952 年3D 電影《非洲歷險記》(Bwana Devil)上映時,他把這種眼鏡提供給電影院裡的觀眾。

工程師如何讓一棟大樓安全夷為平地?哪三件過失造成車諾比核電廠爆炸?人造衛星如何隨時朝著正確方向?

這些值得深思的問題,只是這本圖文並茂的書中提及的幾個例子。工程師一手打造我們的現代世界。他們在各自崗位,多半隱身幕後,不會大張旗鼓。要是少了這些工程師,我們就會回到石器時代。

西元1952年:3D眼鏡

  • 事件人物:米爾頓.岡茲柏格(Milton Gunzberg,1910~1991年)
工程P124
Photo Credit:時報文化
電影史上第一部彩色3D長片《非洲歷險記》首映之夜,盛裝出席的觀眾都戴上3D眼鏡。

由於人類的雙眼視覺系統,我們看向外面的真實世界時能看到深度。其中一眼從一個視角看出去,另一眼從稍微不同的視角看,然後由我們的大腦計算出所見到的物體距離多遠。但我們在看照片或電視螢幕時,就缺乏那樣的深度資訊,所以照片和電視螢幕看起來是平面的。如果要讓平面影像具有深度,關鍵就是把稍有不同的影像同時傳送到我們的兩隻眼睛,這樣大腦裡的雙眼計算器就能夠產生深度錯覺。工程師把四個可製造深度錯覺的技術帶進市場。

第一項技術運用到1950年代很普及的紅藍色差眼鏡,由發明家岡茲柏格首創,1952年3D電影《非洲歷險記》(Bwana Devil)上映時,他把這種眼鏡提供給電影院裡的觀眾。這個技術非常簡單,它需要同時放映出兩種稍有出入的黑白影像,其中一張打上紅光,另一張用藍光,而紅色鏡片可讓藍光影像進到一隻眼睛,藍色鏡片則讓紅光影像進到另一隻眼睛。

更好的技術是偏光鏡片。其中一個鏡片只讓垂直偏振光通過,而另一片可讓水平偏振光通過,有兩台放映機透過偏光濾鏡,把略微不同的電影畫面投射到同一個銀幕上,眼鏡上的鏡片會解讀這兩種影像。價格便宜的彩色3D影像就此誕生。

第三種技術使用的是液晶顯示快門眼鏡(LCD shutter glasses)。電視會用交替的方式播放兩種視角的畫面,第一個畫面是給左眼看,下一個畫面給右眼看,而眼鏡也會交替遮住進入各眼睛的光。畫面每秒可切換120次,所以每隻眼睛每秒會看60個畫面,而大腦可以看見立體的影像。

最後還有內建兩個小電視螢幕的3D眼鏡。其中一個螢幕投射到左眼,另一個投射到右眼,而戴上眼鏡的人會看到雙眼的影像。這項技術是這些當中最貴的,但做到身歷其境的真實感。新開發出來的小尺寸AMOLED螢幕,是這項技術能夠成功的重要因素。

西元1976年:VHS錄影帶

工程P173
Photo Credit:時報文化
此圖是VHS錄影帶的內部。

電視剛開始出現時,一切都是直播的,這是因為那時候沒辦法儲存電視訊號。想想看,電視訊號含有那麼多資訊─遠遠超過廣播電台的聲音訊號。電視訊號包含節目的音訊,再加上要製作出每秒30幅完整畫面的所有資訊。

解決方案顯然是把視訊儲存在磁帶上。但要怎麼儲存?那個時候,錄音的方法就是把聲音訊號順著磁帶直線式錄製下來。若要以同樣的方法錄製電視訊號,就需要讓磁帶以嚇人的轉速通過錄放磁頭,這根本不可行。

最後成功做到視訊錄製的工程技術突破,是螺旋掃描法。錄放磁頭放在略微傾斜的旋轉圓筒(磁鼓)上,磁帶的路徑是讓磁帶在中途去繞過這個磁鼓。磁帶慢速捲動,磁頭的轉速是每分鐘1,800轉,節目的每個畫格就呈斜向軌跡寫入磁帶,而聲道是呈直線式寫在磁帶的底部。有了這種方法,工程師就能以恰到好處的磁帶轉速錄製視訊。

接下來的發展出乎意料:視訊格式大戰。市場上有兩派人馬,同時推出螺旋掃描模式的兩種變形,其中一種格式是Sony推出的Betamax,另一個是JVC推出的VHS,雙方爭奪市場優勢,結果消費者用鈔票來投票表決。看起來有兩個原因讓VHS勝出:硬體成本較低,能夠錄製的時間長度也比較長。第一個可播放VHS卡式錄影帶的家用產品,在1976年上市。

這是工程師第一次讓消費者自己掌控收視體驗。人人都能租借預錄的影帶,或是把電視節目錄下來稍後再看。這兩項功能對消費者很具吸引力,VHS在格式大戰一取得勝利,就掀起卡式錄影機(VCR)狂銷熱潮。工程師可說創造出幾乎像電視一樣受歡迎的產品。

西元1985年:虛擬實境

  • 事件人物:傑朗.雷尼爾(Jaron Lanier,生於1960年)
工程P202
Photo Credit:時報文化
太空人使用虛擬實境硬體,為即將到來的國際太空站任務進行演練。

幾世紀以來,工程師及工程思維模式一直在幫助世人應付真實世界,但虛擬實境(virtual reality)則要讓我們彷彿身臨其境般去體驗人造的世界。

創造虛擬實境體驗所需的技術,分為四個部分。首先需要一副頭戴式裝置,要能在你的眼前顯示雙眼三維影像。其次,要有辦法準確靈敏地追蹤頭部動作。第三,還需要一個軟體,能夠製造出讓人身臨其境的人造世界。第四,要能在那個人造世界裡四處移動─可以像電玩遙控器那麼簡單,或是複雜得像全向踏步機(omnidirectional treadmill)一樣。

1985年剛開始出現虛擬實境時,這些部件都相當陽春。電腦科學家雷尼爾讓「虛擬實境」一詞廣為人知,而他創辦的公司VPL Research則致力於生產各種虛擬實境商品。隨後,雷尼爾最初的一些發明陸續有工程設計的重大改良。頭戴式裝置有更好的解析度、更廣的視角、周邊視野,這表示畫面會填滿整個視野,讓你感覺更加身臨其境。頭部動作追蹤也變得更準確迅速,所以你的頭部一移動,顯示畫面瞬間就會精準地做出反應,這又再提升身歷其境的感覺。此外,遊戲產業的軟體工程師運用越來越強大的CPU和GPU功能,做出超現實人造世界,以每秒60格畫面的速度輸入到頭戴裝置中。這些成本已經顯著下降。

把這些進展放在一起看,虛擬實境體驗隨時都在改進。遊戲會蛻變,但也有一些事,過去不可能做到,而未來幾乎辦得到。你有沒有想過,為什麼親自去商場、博物館、展場或旅遊景點,會比看這些場所的影片更有豐富感?不用多久,我們就能獲得如臨現場的視覺體驗,或是移動頭部去看自己想看的東西,新的虛擬實境系統將做到這件事,讓視覺體驗宛若真實場景。

書籍介紹

《工程之書》,時報出版
.透過以上連結購書,《關鍵評論網》由此所得將全數捐贈兒福聯盟

作者:馬歇爾.布雷恩
譯者:畢馨云

史上最強系列第7集《工程之書》,從拋石器到好奇號火星車。250則趣味故事+詳解歷史+精采圖片,從閱讀中學習工程知識的百科。本書為圖文並茂的豐富百科、博古通今的中外歷史、趣味橫生的常識故事、條理分明的資料寶典。

本書內容依年代順序撰寫,每則史上工程大事包含一幅令人驚豔的全彩圖像,並附上圖說與參照條目,提供更深入的資訊,是工程知識入門的最佳讀物。

工程之書封面-300dpi-02
Photo Credit:時報文化

責任編輯:朱家儀
核稿編輯:楊之瑜


Tags: