文/陳志嘉 高雄市科技與工程教育學會理事長、林永昌 國立高雄師範大學工業科技教育學系博士生

網路世代的多螢傳播科技

傳播的目的是人類為了與他人進行溝通、分享以及處理訊息的技術或方法,而網路、電腦、平版、手機、電視、廣播與報章雜誌正是在生活環境中常見的傳播媒介。

隨著資訊的數位化,現代人相當倚賴網路來取得資訊,人們可以透過多種的裝置來取得網路資訊。而顯示資訊的畫面,也從過去單純的電腦螢幕,縮小延伸到小尺寸的智慧型手機、平板電腦與電子紙,也放大延伸至家用電視的畫面,甚至即將延伸至眼鏡與手錶,這就是多螢(multi-screen) 的傳播概念。

就顯示裝置而言,除了追求畫面尺寸與畫質的細緻度外,行動性的穿戴式科技、3D立體的視覺效果、與追求省電、輕量、可彎曲與閱讀舒適性的電子紙和可彎曲的有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode, OLED) 顯示器皆是當前顯示科技的發展重點。

行動傳播科技:穿戴式傳播顯示裝置
即將上市的Google 眼鏡,是當前穿戴式科技所矚目的焦點,也是傳播科技的重要突破之一,透過眼鏡,使用者的眼睛可以看見來自網路的資訊。如圖1 與圖2 所示,透過眼鏡右前方的微型投影機,將影像畫面投射出,再經由稜鏡將影像轉投影至使用者的視網膜上,由圖3 畫面,可以看見微型投影機所投射的影片,然後使用者可同時看見真實世界的影像與來自Goole眼鏡的影像重疊在一起,如圖4 所示。

Google 眼鏡功能圖

圖1:Google 眼鏡功能圖,圖片來源:修改自Google 官方網站( 註1)

Google 眼鏡投影原理

圖2: Google 眼鏡投影原理, 圖片來源: 修改自 Brillensehhilfen網站( 註2)

Google 眼鏡稜鏡投影畫面

圖3:Google 眼鏡稜鏡投影畫面,圖片來源:Google 官方網站( 註3)

使用者配戴眼鏡所看見的景象

圖4:使用者配戴眼鏡所看見的景象,圖片來源:Google 官方網站( 註3)

而Google 的眼鏡要如何運作呢?首先Google 眼鏡可以透過WiFi 與網路取得連結,同時又可以透過藍芽與手機取得連結。Google 眼鏡之使用者介面採用時間軸影像卡的設計概念,如圖4 所示,影像卡依照使用者的使用時間與頻率呈現顯示位置。要如何操控眼鏡呢? 使用者只要輕觸眼鏡右方的觸控區,即可控制影像卡,例如手指輕碰觸控區並往前滑,影像卡則會往左移動,當要選用的畫面移至正中間時,再輕碰觸控區,即可選用該功能。同時也可以透過聲控,控制Google 眼鏡的功能,例如搜尋或錄影功能。
視覺與聽覺是人類辨別外在世界的重要感官,透過Google 眼鏡的亮相,雲端世界的資源,將與真實世界的互動更加密切,這也是傳播科技新的里程碑。

立體傳播科技:3D 視覺傳播科技
現在坊間電影院或劇場常見3D 立體電影的播放,觀眾戴著紅藍色片的眼鏡或是特殊的偏光眼鏡觀看大螢幕時,影片中立體奔跑的動物、交通工具以及人物,彷彿讓您伸手就可以碰觸。現在,3D 立體特效更從電影院延伸到家庭的劇院、甚至是隨身的手機,可見3D 視覺效果已經從專業昂貴的設備,變成生活週遭常見的傳播科技。
在現實的世界中,人們的立體感來自於雙眼視覺差異以及移動視覺的差異,進而造成視覺上的物體深度效果與空間感。一般而言,在視覺上所看見的影像是具有層次與深度結合的立體影像,而立體感來自於雙眼視覺差異( 簡稱視差) 以及移動視差所產生的視覺效果,也就是人類眼中透過視覺真實成像後的立體影像。以人類的雙眼來說,因為兩眼瞳孔之間的水平距離,使人們即使兩眼同時觀看同一個方向,所看到的事物與角度也會有方向與角度的視覺差異( 即雙眼視差與移動視差),進而產生不同的影像,最後大腦將左右眼所見兩個不同的影像合併成一個影像時,便會產生立體影像。
了解真實3D 成像的原理後,來看看3D 電影的製作方式。3D 電影在製作過程中,為了讓影像更貼近真實,製作過程會使用較為特殊的多鏡頭攝影機或一部以上的單鏡頭攝影機來拍攝電影。每個鏡頭模擬左眼與右眼的角度去錄製電影情節。因此電影的放映是採雙投影的方式播放,將代表兩眼所視的影像以兩組投影機同時投影至電影布幕上,此時若不戴上特殊眼鏡,銀幕上的影像會呈現偏移與重疊,讓人看了眼花撩亂。當配戴紅藍色片眼鏡( 如圖5) 或偏光眼鏡( 如圖6) 等的設備後,透過紅藍色片眼鏡或偏光眼鏡的作用原理,我們的左右眼會各自得到一組影像,此時便回到前段所述,最後透過大腦的組合,使我們感受到3D 電影所呈現的立體視覺震撼與樂趣。

 紅藍色差眼鏡運作原理

圖5: 紅藍色差眼鏡運作原理, 圖片來源:HowStuffWorks 網站( 註4)

偏光眼鏡運作原理

圖6: 偏光眼鏡運作原理, 圖片來源:HowStuffWorks 網站( 註4)

一般的3D 電影或遊戲媒體,多數都是將影像數位化後,再經由雙投放影機或平面2D 螢幕來呈現立體效果,但其未具備移動所必須的空間( 例如人物向前跑動所需的距離),因此並非真實的立體影像。由於缺少了第三度空間感,因此不具有空間感的非真實立體影像又稱為「平面3D」。以技術面而言,如果數位技術或類比技術能讓左右眼在視覺環境下同時接收不同的影像,就能夠讓人們在2D 螢幕上看到有如3D 立體畫面,並具有「景深、第三度空間感」的效果。這就是目前市面上,不論是眼鏡式(stereoscopic) 或裸視(autostereoscopic)3D 的基礎原理。
拜傳達科技的進步所賜,3D 的體驗已經不再是電影院的專利,雖然大銀幕的聲光設備所產生的效果確實令人震撼,但與時俱進的科技已將這項震撼搬進教室與家庭,甚至是手持設備上。目前3D 液晶電視技術,常見透過偏光眼鏡( 如圖7) 以及主動式快門眼鏡( 如圖8),讓使用者享受到3D 的視覺效果。主動式的快門眼鏡是利用眼鏡鏡片遮蔽的功能,液晶螢幕會間隔的顯示專供左右眼的影像,眼鏡則同步遮蔽另外一隻眼睛,透過人體視覺暫留的因素,感受的畫面的連貫性。使用一般的螢幕,畫面的輸出速度為每秒60 個畫面,但透過3D 眼鏡,單一眼睛每秒就只能接受30 個畫面,因此3D 的液晶顯示器都具有倍頻的功能,讓畫面輸出的速度達每秒120 個畫面,因此使用者的視覺流暢性就不會受到影響。
主動式快門眼鏡運作原理

圖7: 主動式快門眼鏡運作原理,圖片來源:修改自日本夏普官方網站( 註5)

3D 裸視- 視差屏障運作原理

圖8: 3D 裸視- 視差屏障運作原理,圖片來源:修改自英文版維基百科( 註6)

另外,智慧型手機也已經開始提供3D的效果,利用裸視3D 技術,讓手持設備的使用者不需要戴上偏光鏡等特殊設備就可以看到3D 效果。如圖8 所示,藉由視覺屏障技術,讓左右眼看到不同的畫面,使用者不用配戴眼鏡即可直接觀看3D 影像。這技術目前也已經應用在大尺寸的液晶電視,只不過價格目前是比較高昂。

節能傳播科技:省電且可彎曲的電子顯示科技
隨著數位內容的發展需求,家用電腦、手機、PDA 到電子閱讀器裝置的技術也不斷研發與突破。電子紙顯示器(electronicpaper,ePaper) 即是呈現類似紙張的閱讀感,其最大特點是較一般顯示器不傷眼,尤其可以做到如同紙張一般的效果,對於年紀較大或是長時間觀看螢幕的使用者是很棒的閱讀裝置。另外一項優點,由於電子紙只有在換頁的時候才需要電力驅動,因此電力消耗相當低,顯示裝置可以很久才充電一次。
目前電子墨水的電子紙發展進展,由圖9 所示,已經開發出彩色電子紙以及結合塑膠基板的可彎曲軟性電子紙,在未來的生活應用中,除了電子報紙、電子書外,運動用品、手錶、智慧型手機、賣場標籤等也將是電子紙的應用範疇。雖然電子紙與一般常見的顯示器或螢幕相較下,色彩對比度、解析度、與反應速度雖還無法與之相比,但電子紙不僅耗電量小、製造成本低,加上可彎曲,與紙張也十分相似,也非常適合長時間閱讀的需求,在未來的發展而言,仍具有相當發展潛力。

電子墨水顯示電子紙

圖9:電子墨水顯示電子紙,圖片來源:元太科技網站( 註7)

相較於電子墨水的電子紙技術,目前OLED 技術也備受矚目,目前已有結合塑膠基板所開發出的超薄且可彎曲OLED 顯示螢幕, 如圖10 所示, 藉由OLED 顯示器,可以呈現色澤飽滿的畫面。國際上多家手機大廠紛紛預告近期將會推出新一代超薄、可彎曲的智慧型手機,相信在未來會有更多生活產品的應用出現。

OLED 可彎曲顯示螢幕

圖10:OLED 可彎曲顯示螢幕,圖片來源:OLED-INFO 網站( 註8)

科技與未來
介紹了幾種目前熱門的傳播科技後,是否也感覺到傳播科技的擴張力! 身處網路世代的我們,正處於知識大量數位化與網路資訊的隨手可得,透過Google 眼鏡,讓您隨時隨地將現實生活與網路資訊結合在一起;透過3D 顯示技術,讓您的視覺有更立體的饗宴;透過電子紙與可彎曲的超薄OLED 顯示器,讓您輕鬆存取數位化資訊。這就是多螢的傳播科技時代,使用者可以透過各式各樣的螢幕顯示裝置,連結至雲端世界存取資料、溝通訊息與連結朋友。

註釋:
1. Google 眼鏡圖片,取自http://www.google.com/glass/start/what-it-does/
2. M.Missfeldt, Google 眼鏡投影原理, 取自http://www.brillen-sehhilfen.de/google-brille/
3. Google 眼鏡稜鏡投影畫面、使用者配戴眼鏡所看見的景象,取自https://developers.google.com/glass/design/ui/index
4. 紅藍色差眼鏡運作原理、偏光眼鏡運作原理,取自http://science.howstuffworks.com/3-d-glasses2.htm
5. 主動式快門眼鏡運作原理, 取自http://www.sharp.co.jp/aquos/technology/3d-tech/
6. 3D 裸視- 視差屏障運作原理,取自http://en.wikipedia.org/wiki/Parallax_barrier
7. 電子墨水顯示電子紙1,取自http://tw.eink.com/images/product_slideshow_spectra.jpg
http://tw.eink.com/images/product_detail_aurora.jpg
http://tw.eink.com/images/flexible_image.jpg
http://tw.eink.com/images/showcase_slide_jetbook_color_image001.jpg
8. OLED 可彎曲顯示螢幕,取自http://www.oled-info.com/samsung-display-now-mass-producing-57-flexible-oled-will-release-first-flexible-oled-phone-next-week

 

02/11/2014 11:02

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