在開始介紹前，先稍為釐清一下名詞的問題。目前對於這方面的名詞，一般比較常見的有兩個，一個是「3D」，也就是三維、或是三度空間；另一個則是「stereoscopy」，也就是立體視覺。立體視覺
實際上，一般來說講 3D 的話，所指的應該會是電腦圖學（3D Computer Graphics），也就是透過電腦，將 3D 模型這類的東西，繪製出來的技術（參考維基百科）；最普遍的例子，就是現在的 3D 遊戲了～所以其實單講 3D Display 要來描述立體螢幕，其實算是不夠充分的；要講 stereoscopy 才是真正直指「立體」這項關鍵。不過目前大部分的廠商，都還是以 3D Display 來講立體顯示就是了…
在介紹立體成像技術前，Heresy 在這一篇先稍微來談一下，什麼是立體視覺。首先，人類為什麼能透過視覺看出深度、並感覺到立體感呢？最主要的一點就是，人眼的視覺是可以感覺出深度的，也就是「深度知覺（depth perception）」；而有了深度的資訊後，才能判斷出立體空間中的相對位置。重現立體
像右圖就是一個兩眼視差的簡單例子。由於紅色的三角形位於藍色的方塊之前，所以左眼看到的畫面會是紅三角稍微偏右一點，而相對的，右眼看的到就會是紅色三角稍微偏左一些。而當這兩張不同的照片給人腦處理後，就會產生「紅色三角形在藍色方塊前」這樣的立體空間的感覺。怎麼做到的呢？一般最簡略的講法，就是「因為人有兩個眼睛」。由於兩個眼睛的位置不一樣（一般人兩眼間距約 5 到 7 公分），所以看到的東西會有兩眼視差（binocular parallax），而人腦會再將這兩個影像做融合（convergence），而產生出立體的感覺；而這就是所謂的「binocular cues」。
雙眼視覺這個說法用來解釋立體視覺基本上是沒問題；但是實際上，還有很多其他的因素，會對人類的立體視覺有影響。就算在單眼的情況下，人類依然可以依靠「monocular cues」的各種性質，感覺出場景中的深度；這主要包括了：
而其他像是被觀測物體間的大小關係、光影、材質等等，也都有可能影響到對於物體在立體空間中位置的判斷。
- 人眼本身的調適性（accommodation），眼睛本身在調整遠近焦距時的變化
- 動態視差（motion parallax），因位置的前後差異，而產生的移動時的差異；比如說在坐車時，會覺得較近的物體移動地比較快。
- 透視（perspective），主要是「線性透視（linear perspective）」和「空氣透視（aerial perspective）」。
以線性透視來說，最好的例子就是站在火車軌道上往遠方看，兩條平行的鐵軌會在遠方交接。而空氣透視則是指在地球的大氣中，因為空氣的影響使遠方的物體會有蒙上一層霧的感覺，而近距離的物體相形之下則顯得清晰。
所以一般來說，就算是單眼，雖然沒有雙眼來的好，但是人類也還是可以大致判斷出深度、產生立體感的～像我們一般看到電腦產生的立體畫面、或是一般的照片、繪畫等，也都是透過 monocular depth cues 的性質，讓觀察者可以判斷出空間中的相對位置。但是真正要有比較完整的立體感，還是要有兩隻眼睛的。
既然對於人類的立體視覺最重要的是雙眼視覺的部分，那麼，要怎麼重現立體呢？其實，不管是任何的成像方法，要重新呈現出立體的感覺，目前最重要的方向，大多還是想辦法讓兩隻眼睛看到左右眼各自不同的畫面；而為了做到這一點，也衍生出了各式各樣不同的方法。
不過也由於立體成像的技術非常多元，所以似乎也還沒有一個統一的分類方法；到目前為止，Heresy 也已經看過不少人的介紹，但是分類方法都不盡相同。不過一般來說，第一層是用「要不要帶眼鏡」這個條件來做區分的，似乎是比較普遍的。
而在這裡，Heresy 參考一些廠商的分類，稍微自己整理了一下目前立體顯示技術的方法分類：
需要配戴眼鏡（with glasses）裸眼立體系統了～而在這邊，先大致將裸眼立體的技術分為兩大類：
這些技術都算是目前比較普及或是知名的了～而各種方法也都有各自的優缺點。詳細的介紹，請參考各項的說明（會慢慢補上）；而 Heresy 這邊真正在用的，主要是需要配戴眼鏡的立體系統，包括了主動式眼鏡、彩色眼鏡式立體、偏光眼鏡式立體以及波長多路式。其他的系統，大多是有看過實際的呈像結果，但是卻沒有真的有認真玩到了。被動式眼鏡（passive glasses）其他裸眼式立體（without glasses, autostereoscopic）平面顯示器多層深度式螢幕（depth-fused multi-layer）全像式（holographic）
容積式（volumetric）
- 一種是用一般的平面顯示器（LCD 螢幕、電視）來作立體呈現
- 另一種則是用特殊的裝置，真正產生三度空間立體影像的技術
平面式裸眼立體顯示系統
在前面介紹要戴眼鏡的立體技術時，各項技術不管是用什麼方法，最基本的概念，其實都是一樣的，那就是：「在同一個顯示的平面區域上，同時顯示兩眼不同的影像，再透過對應的眼鏡做過濾，讓兩眼各自只看到鼠於自己的影像」。（HMD 不是這樣就是了。）
而在平面的裸眼立體顯示系統裡，最大的問題，就是「怎樣在不用眼鏡過濾的情況下，讓兩隻眼睛看到不同的影像」了！
要做到這件事，目前的技術就是透過精密的光學計算、控制，讓左右兩眼影像的每個畫素所發出的光線，只會射向空間中的特定位置，進而讓觀賞者在特定的區域時，左眼接受到的都是左眼影像、右眼接受到的都是右眼的影像！
在這篇文章裡，主要是先介紹所謂「空間多工」的方法。這種方法主要的原理，就是是透過在同一個畫面、以畫素交錯的方式，同時顯示左右眼的影像，然後再搭配特殊的光線控制技術來讓兩眼看到不同的畫素。而要做到這樣的光線控制技術，又有許多種不同的方法，目前主要的方法，有「空間多工（Spatial-multiplexed）」和「分時多工（time-multiplexed）」兩種。
像左邊的示意圖就是一種交錯式（interlace）的排列方法；最上方的 L、R 是代表一般螢幕上顯示出來的左右眼原始影像；而中間的圖，則是代表螢幕個別用奇數／偶數垂直線上的畫素、分別顯示左右眼影像的樣子。最下方，則就是透過這種方法，將左右眼影像一起顯示出來的樣子（奇數列是左眼的眼鏡、偶數列是右眼的影像）了～
也就是說，在這種顯示模式下，如果兩眼影像的原始解析度是 16 x 16 的話（最上方的圖），那兩眼各自的取出來的解析度就會變成一半、也就是是 8 x 16（中間的圖）；而實際上在螢幕顯示時，就是會像最下方的圖一樣，交錯地顯示兩眼的影像，而這時後的解析度會和原來一樣，是 16 x 16。
而因為這樣的顯示裝置經過精密的光學設計，所以使用者在正確的位置觀看時，左眼只會看到奇數列的畫素（左眼的影像、中間右邊的圖）、右眼只會看到偶數列的畫素（右眼的影像、中間左邊的圖）；也由於兩隻眼睛可以看到不同的影像，所以也可以產生立體的效果！不過，實際上在看的時候，是會覺得畫面比較粗的～這是兩眼各自看到的影像，解析度都只是一半、也就是 8 x 16 而已。
這邊這種畫素的排列方法只是一種簡單的範例，實際上還有許多種不同的排列方式（例如棋盤式的排列）；但是基本上這類的方法就是在同一個畫面、透過不同的像素同時顯示兩眼的影像，所以實際上都是會犧牲解析度的～
在一個畫面裡面同時顯示左右兩眼的影像的技術有了之後，接下來就是要控制光現了～目前這類型的立體顯示器控制光線方向的方法，基本上有 lenticular（透鏡）和 barrier（屏障）這兩類，接下來會大概介紹一下這兩種技術。
使用 lenticular（透鏡）的立體顯示器顧名思義，這種技術就是透過在面板前方放置經過精密計算、設計的透鏡，來改變光線的方向了～
右圖是簡單的示意圖，下方是螢幕的面板，下方紅色的點，是代表用來顯示右眼影像的畫素、綠色的點則是代表用來顯示左眼影像的畫素。這種技術的基本原理就是在面板前方，放上經過精確計算的透鏡（藍色的部分），來改變光線的方向了。在這樣的設計之下，由左眼影像像素（綠色）發出的光，會經過透鏡的折射，都進入左眼的區域、而不會跑到右眼去；同樣的右眼的像素也不會被左眼看到，所以可以控制兩眼各自看到螢幕上不同的像素，進而讓兩眼看到不同的影像、產生立體效果。
而這些透鏡的製作，又有不同的技術，像是 active lens、passive lens、LC lens 等等，各自都有各自的優缺點，不過在這邊就不詳談這些差異了（Heresy 不是做這行的，也沒辦法解是多少…）。
另外，這種技術目前面也可以做到能夠切換透鏡的狀態，讓螢幕可以在 2D（平面）和 3D（立體）模式中做切換，如此一來，立體螢幕也可以在一般非立體的場合時，也可以當作一般的螢幕使用。（如果不能切換的話，在一般平面顯示時，會有部分的像素看不到）
使用 barrier（屏障）的立體顯示器和 lenticular 是去改變光線方向的原理不同，parallax barrier 的基本設計，是在螢幕前再加上一些遮蔽物，把部分方向的光遮住，只讓某些角度的光可以傳出去。lenticular 和 barrier 的比較
右圖就是簡單的示意圖，barrier 就是在眼睛和面板中間的黑色方塊了～這些方塊的位置是經過精密地計算的，可以檔掉由左眼影像畫素（綠色）發出、本來會進入右眼的光，讓這些畫素只被左眼看到；同樣的情況也會發生在右眼影像的畫素（紅色）上，所以右眼的畫素也只會被右眼看到。如此一來，也可以和使用 lenticular 時一樣，控制兩眼各自看到螢幕上不同的畫素。
在實作上，除了將 barrier 放在面板前，似乎也有將 barrier 放在面板之後、介於面板和背光之間的設計。而對於 barrier 的製作，同樣也有不同的材質與方法；像是如果採用可切換狀態的 LC Barrier 的話，同樣也可以做到 2D / 3D 的顯示模式切換，讓螢幕的通用性更廣、可以當作一般螢幕使用。
整體來說，由於這兩者的差異，只在於控制光線方向的方法，所以其實算是相當接近的。2-View 以及 Multi-View
兩者技術最大的差異應該會是在亮度的部分。在於使用 lenticular 的技術，由於是改變光線的方向，所以螢幕的亮度不會被犧牲太多；而採用 barrier 的話，則會因為需要把相當多的光線給檔掉，所以會讓螢幕的亮度降低不少（不過廠商一般也會提高背光亮度，把損失的部分補回來）。
當然，除了亮度以外，由於技術、設計的不同，在立體呈現的效果上，也是會有些差異的，不過在 Heresy 來看，差異並不會非常明顯。而目前台灣的面板廠商有在製作的這類型立體顯示螢幕，主要應該都是使用 barrier 技術的。
另外，這種類型的螢幕，還有視角數目的分別。由於立體顯示的原理就是讓人的兩眼看到不同視角的影像，所以前面在講的，也都是以左眼影像和右眼影像來做說明；不過實際上，在看這類型的立體螢幕的規格的時候，可以發現除了有透過左右眼影像（兩個視角、2-view）來做顯示的螢幕之外，還有所謂的多視角（Multi-view）的螢幕。
為什麼要 multi-view 呢？這點要先從 2-View 在實際使用的狀況來講。
平面式的裸眼立體顯示系統，由於是要精確地控制光線，所以大多是先設定好一個距離、以及幾個預設的觀賞位置後，再來做光學上的設計；而根據設計，可以讓每一個畫素的光線在這些位置，可以如預期般地被看到。也就是只要在這些預設的位置裡，理論上都是可以看到正確的立體效果的～不過相對的，如果不是在這些位置看的話，也就看不到正確的立體效果了。
在 2-view 的情形下，大致上可以用下圖來表示。下方的綠色長條是代表螢幕、上方則是螢幕的前方，而螢幕所發出的光線，則是會射到空間中的不同位置；圖中上方的 R 或 L，即是代表該區域看到的畫面是左眼或右眼的畫面，而紅線則是兩個區域間的間隔。不過實際上由於螢幕的光源不只一個點，所以左右眼各自的視區實際上不會是像下圖一樣的扇形，而是根據視角、位置的不同，有更複雜的形狀；同時，在實際狀況中，這些視區也會更小。
在這樣的一個系統裡，如果一個人的右眼在 R 的區域、同時左眼也在 L 個區域的話（也就是位於圖上方綠色弧形的位置），那他的右眼就可以看到右眼的影像、左眼則會看到左眼的影像，所以在這個情況下，就可以看到正確立體的效果！而要能達到這樣的狀況，除了和螢幕的距離要在設計的觀賞距離的範圍內以外，和螢幕的相對位置，也是需要調整的～不然就有可能會變成左眼看到右眼的影像、右眼看到左眼的影像（上圖中紅色弧形打叉的區域），這樣的話，看到的立體效果就會是完全相反的了！
而參考上圖的正確區域（綠色弧形）和錯誤區域（紅色弧形），可以發現其時會看到錯誤的立體的地方，其實是相當多的！也就是你隨便在 2-view 立體螢幕前一站、直接往螢幕看的話，會有超過一半的機會，是看不到正確的立體效果的！
而要解決這種可視範圍過少的情形，目前比較普遍的方法，就是在原來只有左右眼的兩個視角，加入更多不同角度的視角！這樣的話，可以正確看到立體效果的區域，大概就會如下方的示意圖：
這個示意圖是代表一個5-view 的系統，圖中的 1 ~ 5 就是代表由右到左的五個不同視角的影像、數字不同就是代表不同的視角（view）；而這樣的 5 個 view 大致會是像下圖這樣子（如果是 2-view 的話，可能就是儘有 2 和 4 兩個視角來當作右眼和左眼）。
由於變成五個 view 了，所以只要順序是對的，像是右眼看到 1、左眼看到 2，或是右眼看到 4、左眼看到 5 的時候，都會有正確的立體效果～唯一會有問題的組合，就變成剩下「右眼看到 5、左眼看到 1」這種左右相反的情況了！也因此，使用 multi-view 的情況下，不但可以讓看到正確立體效果的區域變大，某種程度上也可以讓使用者在用不同角度看的時候，感覺到不同的立體效果（View + View 2 的立體效果會和 View 4 + View 5 差滿多的）～
不過相對的，使用 multi-view 的缺點，第一個就是在來源端要能夠有多視角的影像。這也增加了訊號源取得的難度～不過實際上，這點在某種程度上是可以用軟體的模擬來做掉的。
第二個問題則又是解析度方面的影響。本來 2-View 時為了在同一塊面版上，顯示左右眼的影像，是會把面板的話素分一半給左眼、一半給右眼，這樣兩眼影像的解析度只有螢幕面板實際解析度的一半；而在 n 個 view 的情況下，為了能同時顯示 n 個 view 的影像，就變成每個 view 都只有面板解析度的 1/n 了！也就是 view 越多，實際上的影像解析度就越低～而這樣的問題雖然可以透過增加面板的解析度來解決，但是實際上還是有其限制的…
實際上，這類型的裸眼立體顯示方案的限制也是相當地多的。大部分的裸眼立體顯示方案，都需要在特定的距離、特定的位置，才會有比較好的立體顯示效果；在這些以外的位置看的話，則是有可能會看到不佳或錯誤的立體效果、甚至完全感覺不到立體感。
所以除非有辦法限制觀賞者的位置，不然 Heresy 是覺得效果不會非常好。而在 Heresy 來看，裸演式立體系統就算是最好的立體效果，也還是遠遠比不上需要配帶立體眼鏡的顯示系統的立體效果。空間多工的顯示方法，最主要的缺點，就是會犧牲螢幕的解析度了～而在目前的裸眼立體顯示技術裡，除了這種會降低解析度的方法外，也還有所謂的「分時多工（time-multiplexed）」的方法，可以用面板全解析度來呈現立體效果！
這種方法目前主要是以指向性背光的方法為主，他的基本原理，主要是透過和主動式立體的液晶螢幕一樣的 120hz 高速面板，交錯地顯示左右眼畫面；不過由於在裸眼的立體系統裡，沒有快門眼鏡可以來做左右眼的屏蔽，所以他是使用背光元件來控制光線的方向。而就 Heresy 所知，這方面的技術，主要是使用 3M 的「指向性背光 3D 膜（directional back light unit 3D flim）」來做的。
基本上，這種類型的立體顯示系統會有兩組背光，分別給左眼和右眼來使用；而由於背光的模組經過特殊的設計，所以在使用不同背光模組的時候，光線行進的方向也會不同。下圖就是簡單的示意圖：
如此，只要使用者位於正確的位置（左眼在左眼的光線區、右眼在右眼的光線區），就可以像使用主動式立體系統時一樣，在極短的時間內，左右眼各自看到左右眼不同的影像，進而達到立體的效果了！
相較於之前提過的空間多工的裸眼立體顯示系統，這種時間多工的裸眼立體顯示系統的最大優勢，在於他不會犧牲面板的解析度；由於他是在時間軸上交錯地顯示左右眼的影像，所以觀看者看到的左右眼影像，都會是全解析度的，不像空間多工的系統，解析度會因為視角的數目而降低。
但是相對的，這種技術目前應該也只能做到 2-view 而已，而沒辦法做到 multi-view；同時，他在顯示的範圍上，限制也會比較多，所以基本上會是比較適合小型的顯示裝置的。另外，由於他是採用兩組背光來做左右眼的切換，所以要做到 2D / 3D 的切換，基本上也相當簡單
