你所不知道的裸視式3D顯示技術奧秘

2012/2/9
從技術上來看,裸眼式3D可分為光屏障式(Barrier)、柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術和指向光源(Directional Backlight)三種。裸眼式3D技術最大的優勢便是擺脫了眼鏡的束縛,但是分辨率、可視角度和可視距離等方面還存在很多不足。

在觀看的時候,觀眾需要和顯示設備保持一定的位置才能看到3D效果的圖像(3D效果受視角影響較大)3D畫面和常見的偏光式3D技術和快門式3D技術尚有一定的差距。不過液晶面板行業巨頭友達光電,研發巨頭3M等已經在積極進行研發,預計部分裸眼式3D顯示設備將于今明兩年實現量產。

光屏障式

光屏障式3D技術也被稱為視差屏障或視差障柵技術,其原理和偏振式3D較為類似,是由夏普歐洲實驗室的工程師十余年的研究成功。光屏障式3D產品與既有的LCD液晶工藝兼容,因此在量產性和成本上較具優勢,但采用此種技術的產品影像分辨率和亮度會下降。光屏障式3D技術的實現方法是使用一個開關液晶屏、偏振膜和高分子液晶層,利用液晶層和偏振膜制造出一系列方向為90°的垂直條紋。

這些條紋寬幾十微米,通過它們的光就形成了垂直的細條柵模式,稱之為“視差障壁”。而該技術正是利用了安置在背光模塊及LCD面板間的視差障壁,在立體顯示模式下,應該由左眼看到的圖像顯示在液晶屏上時,不透明的條紋會遮擋右眼;同理,應該由右眼看到的圖像顯示在液晶屏上時,不透明的條紋會遮擋左眼,通過將左眼和右眼的可視畫面分開,使觀者看到3D影像。

優點:與既有的LCD液晶工藝兼容,因此在量產性和成本上較具優勢。

缺點:畫面亮度低,分辨率會隨著顯示器在同一時間播出影像的增加呈反比降低。

柱狀透鏡

柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術也被稱為雙凸透鏡或微柱透鏡3D技術,其最大的優勢便是其亮度不會受到影響。柱狀透鏡3D技術的原理是在液晶顯示屏的前面加上一層柱狀透鏡,使液晶屏的像平面位于透鏡的焦平面上,這樣在每個柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個子像素,這樣透鏡就能以不同的方向投影每個子像素。于是雙眼從不同的角度觀看顯示屏,就看到不同的子像素。不過像素間的間隙也會被放大,因此不能簡單地疊加子像素。讓柱透鏡與像素列不是平行的,而是成一定的角度。這樣就可以使每一組子像素重復投射視區,而不是只投射一組視差圖像。

之所以它的亮度不會受到影響,是因為柱狀透鏡不會阻擋背光,因此畫面亮度能夠得到很好地保障。不過由于它的3D顯示基本原理仍與視差障壁技術有異曲同工之處,所以分辨率仍是一個比較難解決的問題。

優點:3D技術顯示效果更好,亮度不受到影響。

缺點:相關制造與現有LCD液晶工藝不兼容,需要投資新的設備和生產線。

指向光源

3M的指向光源3D技術

對指向光源(Directional Backlight)3D技術投入較大精力的主要是3M公司,指向光源(Directional Backlight)3D技術搭配兩組LED,配合快速反應的LCD面板和驅動方法,讓3D內容以排序(sequential)方式進入觀看者的左右眼互換影像產生視差,進而讓人眼感受到3D三維效果。前不久,3M公司剛剛展示了其研發成功的3D 光學膜,該產品的面試實現了無需佩戴 3D 眼鏡,就可以在手機,游戲機及其他手持設備中顯示真正的三維立體影像,極大地增強了基于移動設備的交流和互動。

優點:分辨率、透光率方面能保證,不會影響既有的設計架構,3D顯示效果出色。

    缺點:技術尚在開發,產品不成熟。

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