[科普中国]-三维空间

定义

点的位置由三个坐标决定的空间。

客观存在的现实空间就是三维空间，具有长、宽、高三种度量。数学、物理等学科中引进的多维空间的概念，是在三维空间的基础上所做的科学抽象。也叫三度空间。1

长、宽、高便构成“三维空间”。三维即前后—上下—左右。三维的东西能够容纳二维。三维空间的长、宽、高三条轴是说明在三维空间中的物体相对原点O的距离关系。

三维空间，日常生活中可指由长、宽、高三个维度所构成的空间。而且日常生活中使用的“三维空间”一词，常常是指三维的欧几里得空间。在历史上很长的一段时期中，三维空间被认为是我们生存的空间的数学模型。当时的物理学家认为空间是平坦的。二十世纪以来，非欧几何的发现使得实际空间的性质有了其它的可能性。而相对论以及相应的数学描述：闵可夫斯基时空将时间和空间整体地作为四维的连续统一体进行看待。弦理论问世以后，用三维空间来描述现实中的宇宙已经不再足够，而需要用到更高维的数学模型，例如十维的空间。

验证方法将一些橡皮绳按经纬线的样式编成一张网，将之张平，我们可以将之近似看做是二维平面，然后将一个小球放在网上，橡皮网在小球的重力作用下凹陷，这就形成了三维空间。

三维简介“维”这里表示方向。由一个方向确立的直线模式是一维空间，一维空间具有单向性，由Х向两头无限延伸而确立。由两个方向确立的平面模式是二维空间，二维空间具有双向性，由X,Y两向交错构成一平面，由双向无限延伸而确立。同理，三维空间呈立体性，具有三向性，分别为X,Y,Z三向构成一空间立体，由三向无限延伸而确立。四维空间呈时空流动性，被X,Y,Z和时间(T)四个方向共同确立。23

三维解说日常生活所提及的“四维空间”，大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。根据爱因斯坦的概念，我们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系，是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又加了一条时间轴，而这条时间的轴是一条虚数值的轴。

四维空间是一个时空的概念。简单来说，任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”。

根据爱因斯坦相对论所说：我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间。由于我们在地球上所感觉到的时间很慢，所以不会明显的感觉到四维空间的存在，但一旦登上宇宙飞船或到达宇宙之中，使本身所在参照系的速度开始变快或开始接近光速时，我们能对比的找到时间的变化。这里有一种势场所在，物质的能量会随着速度的改变而改变。所以时间的变化及对比是以物质的速度为参照系的。这就是时间为什么是四维空间的要素之一。

ACG宅类定义中，三次元与物理方面的三维空间并无太大的联系，而是对现实世界的一种略带贬义的称呼。宅男宅女们把动漫，游戏，漫画，小说以及相关作品，人物定义为二次元（小说也有称为一次元的），把现实世界以及相关的电视剧，电影称为三次元。御宅族或多或少的都有一定对现实世界的逃避倾向，情况严重的人只对于ACG当中登场的虚拟角色抱持兴趣或感情，而对现实中的异性没有兴趣，就被戏称为“二次元世界的主人”，被戏称为“二次元禁断综合症”。这种对三次元的厌恶也导致一些ACG相关的QQ群，论坛禁止发三次元图片。

应用——3D技术3D电视2010年，3D电视凭借着《阿凡达》的隆重上映而火爆整个彩电市场，不仅有三星、索尼、LG、TCL、海信、康佳、创维、长虹等多家彩电厂商推出了带有3D功能的平板电视，而且出众的立体画面效果，也逐步得到了广大消费者的认可。在3D电视陆续进入消费者家庭的同时，不妨我们先一起来了解一下3D电视技术方面的相关信息。

与3D电影相比，3D 电视具有更加明显的优势。观看3D电影时，观众必须戴上沉重的眼镜才能看到电影。而随着3D技术的不断精进，搬进家庭客厅的3D电视机，在不需要配戴眼镜的情况下也可用肉眼很好地观看。即将推出的新一代3D电视机，更有望在可视角度，屏幕解析度方面有长足的进步。

3D显示技术可以分为眼镜式和裸眼式两大类，眼镜式3D技术，又可以细分为色差式、偏光式和主动快门式，也就是平常所说的色分法、光分法和时分法。其中色差式、偏光式3D技术主要为投射式屏幕（电影、投影机）所使用，主动快门式3D技术在3D电视、3D电影上都有使用，裸眼3D技术则基本为3D电视专有。4

色差式3D技术色差式3D技术，英文为Anaglyphic 3D，配合使用的是被动式红-蓝（或者红-绿、红-青）滤色3D眼镜。这种技术历史最为悠久，成像原理简单，实现成本相当低廉，眼镜成本仅为几块钱，但是3D画面效果也是最差的。色差式3D先由旋转的滤光轮分出光谱信息，使用不同颜色的滤光片进行画面滤光，使得一个图片能产生出两幅图像，人的每只眼睛都看见不同的图像。这样的方法容易使画面边缘产生偏色。5

偏光式3D技术偏光式3D技术也叫偏振式3D技术，英文为Polarization 3D，配合使用的是被动式偏光眼镜。偏光式3D技术的图像效果比色差式好，而且眼镜成本也不算太高，比较多电影院采用的也是该类技术，不过对显示设备的亮度要求较高。在液晶电视上，应用偏光式3D技术要求电视具备240Hz以上刷新率。6

快门式3D技术快门式3D技术，英文为Active Shutter 3D，配合主动式快门3D眼镜使用。这种3D技术在电视和投影机上面应用得最为广泛，资源相对较多，而且图像效果出色，受到很多厂商推崇和采用，不过其匹配的3D眼镜价格较高。包括LG、三星、松下、创维等品牌推出的3D电视，都是采用快门式3D技术。7

虽然被普遍使用，但是快门式也存在着些缺点：

一：眼镜的问题，首先眼镜是需要配备电池的，但是眼镜必须要带着才能欣赏电视节目，那么电池产生电流的同时发射出来的电磁波产生辐射，会诱发想不到的病变。

二：画面闪烁的问题，3D眼镜闪烁的问题，主要体现在快门式3D眼镜，3D眼镜左右两侧开闭的频率均为50/60Hz，也就是说两个镜片每分钟各要开合50/60次，即使是如此快速，用户眼镜仍然是可以感觉得到，如果长时间观看，眼球的负担将会增加。

三：亮度大大折扣，带上这种加入黑膜的3D眼镜以后，每只眼睛实际上只能得到一半的光，因此快门式看出去，就好像戴了墨镜看电视一样，并且眼睛很容易疲劳。6

不闪式3D技术不闪式的原理

不闪式3D电视方式是最接近我们实际感受立体感，最自然的方式。如同在电影院里享受生龙活虎的3D影像，能够同时看两个影像把分离左侧影像和右侧影像的特殊薄膜贴在3D电视表面和眼镜上。通过电视分离左右影像后同时送往眼镜，通过眼镜的过滤，把分离左右影像后送到各个眼睛，大脑再把这两个影像合成让人感受3D立体感。

不闪式3D的优越性

不闪式的优越性归纳下来有几个方面

1.没有闪烁，能体现让眼睛非常舒适的3D影像。不闪式3D没有电力驱动，可舒适佩戴眼镜并且全然没有闪烁感。因此可以尽情享受让眼睛非常舒适的3D影像。看实际测量闪烁程度的数据就能知道数据几乎是零，不会有头晕的状态出现。

2.可视角度广，观看不闪式3D电视时只要是在推荐距离内，在任何角度观看，它的画面效果、色彩表现力都不打折扣，可以在没有角度限制的情况下去享受完美震撼的3D影像。

3.能够用轻便舒适的眼镜享受3D影像。不闪式3D眼镜轻便、价格合理，还可以使用夹套眼镜让配戴眼镜的人也能舒服使用。

4.体现没有重叠画面的3D影像。画面重叠现象是因为右侧影像进入左侧眼睛或左侧影像进入右侧眼睛而发生的。不闪式3D所使用的特殊薄膜分离左右影像后体现3D影像，所以不会发生画面重叠现象享受好像看到活生生的真实物体的立体影像。通过实际测量画面重叠的数据就能知道不闪式3D的重叠数据是人无法感知的水平。

5.体现没有画面拖拉现象的高清晰3D影像。不闪式3D能够体现1秒钟240张3D合成影像。所以在相同的时间里，不闪式3D能表现更多的画面情报而体现没有拖拉的高清晰立体影像。所以不闪式3D也被称作世界唯一的240赫兹3D电视。

不闪式3D的特点

有关视角方面，在视听推荐距离内观看时不闪式3D全然不成问题。比如，除了在一米以内站着、坐着或者用非常不正常的姿势观看电视以外，在3D电视视听推荐距离内观看时没有任何问题的。反而，担心子女过分贴近电视而影响眼健康的聪明父母而言，更喜欢遵守视听推荐距离我这个不闪式3D。而且，因为采用IPS硬屏面板所以在左右视角上都没有限制，不管是在哪个角度看都很鲜明，没有色变现象，而且不闪式3D电视在任何角度都能享受3D影像。7