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【讨论】关于3DS屏幕在2D模式和3D模式下的显示原理解释

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很多人一直在争论到底是3D还是2D更清晰、是2DS的面板还是其它机型更好,这件事细说起来还有点复杂。


IP属地:湖北1楼2021-03-08 21:25回复
    首先明确几个事实,3DS的屏幕面板是800*240分辨率的;3DS显示3D的方式是parallax barrier;3DS屏幕的像素是矩形的而非正方形;大部分3DS游戏的画面是针对3D模式设计的。
    知道了这几件事之后我们从头来看。当你打开3D开关,parallax barrier开始工作,这时候整个面板上事实上生成了两张略有不同的400*240分辨率的图像,也就是各使用了一半的像素,分别由parallax barrier作用投射到左眼的方向和右眼的方向,这两张略有不同的图像在脑中经过处理产生了一副400*240分辨率的带有景深信息的3D图像。当然如果你离得近了离得远了,偏左了偏右了,这两个方向上的图片没有正确到达你的左眼右眼,3D图像就会出错,后期的New 3DS使用了眼部跟踪一定程度上解决了这个问题。
    值得注意的是当前这种状况下,左眼右眼看到的都是400*240像素的图像,图像中的像素排布如下图所示:

    可以看出两个问题,首先像素是长方形,而非传统的正方形像素;其次,每个像素点之间的间隔是很大的,等于两份的面板像素间隔加上一个像素宽度。当然事实上由于parallax barrier的遮挡和角度的不同,像素不会是如此规则的形状,会更窄小一些。


    IP属地:湖北2楼2021-03-08 21:26
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      当关闭3D开关,系统会按照一定的算法,将3D画面,也就是制作者想要呈现出的立体图像,转换成一张无景深信息的2D图像,分辨率是400*240。那么如何将一张400*240分辨率的图像显示在800*240的面板上呢,很简单,水平方向上,相邻的两个像素显示一样的颜色就好了,这也就是多像素合成的方法。如下图所示:

      图中横向的相邻的两个像素合成为一个,近似正方形的像素,可以正常显示400*240的图像。注意在这样的情况下,每个合成像素之间的间隙,只有一份的面板像素间隔。量化来说,如果将面板像素间隔记为x,将像素本身的宽度记为y,那么在3D模式下像素的间隔是2x+y,而在2D模式下是x,两者有很大的差距。这种差距造成的结果是,在2D模式下的像素看起来横向密度会更高,而3D模式下则更离散,这种连续和离散的区别,某些玩家认为是离散的更锐利,但其实也可以理解成连续的更平滑,孰优孰劣,见仁见智。
      对比一下,我们可以看一下3DS的下屏的像素排列,也就是2DS屏幕的排列:

      可以看出是比较完美的正方形RGB排列,至于各种排列方式的异同,我这里就不展开讲了。


      IP属地:湖北3楼2021-03-08 21:27
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        那么问题来了,除了更锐利和更平滑这种区别以外,很明显3DS上两种模式下的图像的区别不仅于此,在2D的显示下,我们很多时候回看到一些类似于像素“错位”或者“平移”的问题,这种现象又是什么原因引发的呢。回到前面我说的部分,上面的过程描述中我提到了一个在3D转2D时候系统应用的算法,也就是当你关闭3D滑块,或者2DS一直处于的模式下会执行的过程。而这个算法就是我认为导致2D模式下像素错位的根本原因,这种算法大概率并不是每个制作者为每一款游戏单独制作的,而是由任天堂的开发工具,或者在机器内置的固件中写好的程序来自动完成的,是一种具有通用性,但略显brute force的算法。
        这个算法需要完成的是从3D到2D的映射,而这种映射看来无法避免地会产生像素级的误差,在算法的作用下,很多游戏的2D画面都会出现细节上的错位,而在3D模式下则没有类似的问题。
        总结,一切搭载3D面板的机型,都会有如下两种显示方面的问题:
        1. 2D模式下图像更加平滑,3D更加锐利。
        2. 2D模式下像素横向错位。


        IP属地:湖北4楼2021-03-08 21:28
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          那么是不是用2DS就没问题了呢,答案自然是否定的,因为虽然2DS没有搭载3D面板进而拥有了完美的正方形等距像素,从而可以解决第一个问题。但第二个问题并不是硬件导致的,而是软件算法造成的,所以这些游戏即便是在2DS上游玩,像素错位的问题依旧存在,这是绝对无法消除的现象。
          所以综上所述,有关于2DS可以提供完美无缺的2D画面这件事我个人是持否定态度的,至少是存疑的,究极根本原因还是很多3DS游戏在生成2D画面的时候有原生的错误,这不是面板可以解决的,也就是说老2DS和新2DSLL的画面会有细微的区别,前者的确会好上一点点,但无关痛痒,看个人喜好。至于很多玩家坚持2DS的画面更精细,我看多半也有ppi更高带来的美化效果的功劳。我本人有五台各种型号的3DS和2DS,上面的问题我也自行验证过,各位感兴趣的话也可以自己多试试,比较一下。至于所有机型里面哪一台的现实效果最好,自然是能提供稳定3D的两台新三,毕竟就像我前面所说,3D画面才是3DS游戏制作过程中想要呈现的效果,2D则是一种略有缺憾的“有损”映射。


          IP属地:湖北5楼2021-03-08 21:28
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            不错的知识贴,不过玩不支持3D的游戏,感官上来说,确实还是2DS给人感觉画面更好,这个应该还是挺明显的,也确实得益于ppi更高,又或者感觉内屏更加贴近外屏,不知是否错觉。3D效果好的游戏,必须新三开启3D模式,瞬间获得高清体验


            IP属地:江苏6楼2021-03-08 21:59
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              拆过老小三和新大二上屏的人表示,谁TM设计的胶水粘屏幕!!!!


              IP属地:北京来自Android客户端8楼2021-03-08 23:15
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                怎么说呢,道理是这样的,这篇文章还是很适合小白理解裸眼3d的原理的,但是楼主注意下一些专业名词,否则有些人可能看不懂。
                文章不错


                IP属地:安徽来自Android客户端9楼2021-03-09 08:16
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                  科普贴,真的非常好,收藏了!


                  IP属地:广东来自Android客户端10楼2021-03-09 08:50
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                    不过很多支持3d的游戏即使不开满3d,只要轻轻把开关拨一点,感觉就比关了3d的效果好。


                    IP属地:广东来自Android客户端11楼2021-03-09 08:52
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                      楼主太强了 喜欢这种认真的文章


                      IP属地:北京来自iPhone客户端12楼2021-03-09 08:53
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                        都是废话,不用3d功能,我为什么不玩模拟器?


                        IP属地:江苏来自Android客户端13楼2021-03-09 12:56
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                          那开3d到底对眼睛有没有伤害呢,老小三,不开3d确实效果没有开3d的效果好


                          IP属地:湖南来自iPhone客户端14楼2021-03-09 13:54
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                            IP属地:湖北来自Android客户端15楼2021-03-09 14:45
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