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抛开眼镜束缚,裸眼看3D(1)
http://www.100md.com 2013年4月1日 《百科知识》 2013年第7期
     随着3D电影《阿凡达》的上映带来席卷全球的3D热潮后,3D技术也成为当前科技发展的焦点之一。目前市场上可以支持3D技术的显示设备有很多,包括投影机、显示器、平板电视等。可是观看3D影片需要3D眼镜的支持,这样给用户带来诸多不便。很多人在考虑一个问题:能否丢掉眼镜直接看3D画面呢?2010年,在汉诺威消费电子、信息及通信博览会(CeBIT)上,一种新型的3D技术——“裸眼3D”成为那次会展的焦点。从此裸眼看3D成为该领域发展的一大趋势。

    裸眼3D显示技术的原理

    谈起裸眼3D显示技术首先要说立体显示技术。我们之所以能感受到立体视觉,是因为我们的双眼是横向并排,之间大约有 3厘米的间隔,因此左眼所看到的影像与右眼所看到的影像会有些微的差异,这个差异被称为“视差”,大脑会解读双眼的视差并籍以判断物体远近与产生立体视觉。由于立体视觉是基于视差而来,因此立体显示技术就是以人工方式来重现视差,简单来说就是想办法让左右两眼分别看到不同的影像,以此模拟出立体视觉。
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    立体显示技术主要分为眼镜式3D显示技术和无辅助立体显示技术(即裸眼3D显示技术),后者是从前者的基础上发展而来。

    裸眼3D显示技术,顾名思义就是不需要借助眼镜等辅助设备就能直接观看到立体画面。裸眼3D显示技术一般被称为“裸眼多视点”技术,该显示技术结合了目前已有的面板技术和引擎技术,同时利用人眼的视差原理,通过给观看者左右两眼分别送去不同的两幅画面,从而达到立体的视觉效果。

    裸眼3D显示技术的分类

    从目前的技术角度来讲,裸眼3D显示技术主要包括光屏障技术、柱状透镜技术和指向光源技术3种。

    光屏障技术

    看过3D电影的朋友都知道,电影的3D效

    果是通过眼镜来实现的。这种眼镜叫作被动式偏光眼镜。这种眼镜对显示设备的亮度要求较高,要求显示设备具备240赫兹或者更高的刷新率。是不是有了这种眼镜就能实现3D效果呢?其实不然,播放3D电影时,电影院还要配置两部带偏振镜的放映机同步放映两路视差影像,观众再佩戴上被动式偏光眼镜后才能看到3D画面。如果你将眼镜摘掉看到的画面就是重影效果。
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    光屏障技术就是在此技术的基础上发展而来的。光屏障技术的实现方法是使用一个开关液晶屏、偏振膜和高分子液晶层,利用液晶层和偏振膜制造出一系列方向为90度的垂直条纹,这些条纹宽几十微米,通过它们的光就形成了垂直的细条栅模式,称之为“视差障壁”。而该技术正是利用了安置在背光模块及液晶面板间的视差障壁,在立体显示模式下,应该由左眼看到的图像显示在液晶屏上时,不透明的条纹会遮挡右眼;同理,应该由右眼看到的图像显示在液晶屏上时,不透明的条纹会遮挡左眼,通过将左眼和右眼的可视画面分开,使观看者形成立体影像。

    优点:与既有的液晶面板工艺兼容,因此在量产性和成本上较具优势。

    缺点: 3D画面亮度低;分辨率会随着显示设备在同一时间播出影像的增加成反比降低,导致清晰度下降。

    柱状透镜技术

    柱状透镜技术也被称作双凸透镜或微柱透镜3D技术。这一技术的实现原理是在液晶显示屏前加上一层柱状透镜,当液晶屏显示图像光线经过这层透镜时,图像中每个子像素以不同的方向投影,这样我们从不同角度看显示屏,就会看到不同的子像素。
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    优点:3D显示效果好,亮度不受影响。

    缺点:该技术和目前液晶面板工艺不兼容,因此无法广泛使用。

    指向光源技术

    指向光源技术搭配两组发光二极管(LED),配合快速反应的液晶面板和驱动方法,让3D画面以排序方式进入观看者的左右眼,从而产生视差,让人眼感受到立体显示效果。在这种3D设备上,后面使用一个方向可以改变的引导光源。在第一个时间帧,光线被引导到左眼,因而左边的图像被显示;在第二个时间帧,光线被引导到右眼,因而右边的图像被显示,两幅画面都拥有全分辨率。对指向光源技术投入较大精力的主要是3M公司。该公司已经成功研制出3D 光学膜,该产品的面世实现了无需佩戴 3D 眼镜就可以在手机、游戏机及其他手持设备中显示三维立体影像,极大地增强了基于移动设备的交流和互动。

    优点:画面亮度和清晰度高,3D显示效果出色,不会影响既有的设计架构。
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    缺点:技术尚在开发,产品不成熟。

    裸眼3D显示技术相关产品

    随着裸眼3D显示技术的日渐发展,各大厂商纷纷跻身裸眼3D产品开发,成功推出了液晶电视、显示器、数码相机、数码摄像机等裸眼3D产品,初步实现了商业化应用。

    裸眼3D电视

    为了让观众摆脱眼镜的负累,直接就可以看到3D炫动的画面体验,裸眼3D电视应运而生。

    TCL在2009年就推出了全球首款商用裸眼3D电视,这款电视可以兼容播放2D/3D内容,在2D/3D画面之间可自由转换。它拥有全高清分辨率,采用了视点合成专利算法,用户可从8个角度获得不同的图像。

    2011年,东芝公司也发布了全球首款56英寸裸眼3D电视,这款电视应用了东芝特有的完整成像技术,向不同位置和角度的观众同时放映出复数影像,使得观看者无需佩戴眼镜就可以在左右眼中分别看到不同的画面,并在大脑中形成立体影像。同时通过高性能图像处理引擎和柱面透镜屏,实现了高画质的裸眼3D显示效果,并可以让多人在不同角度都能欣赏到完美的3D画面。
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    此外,裸眼3D显示器市场也日渐火热。国内厂商欧亚宝龙旗下的裸眼3D显示器如今已经发展到第四代,产品也全部实现高清显示,在

    国内的3D显示器行业处于领先位置。

    裸眼3D笔记本电脑

    东芝公司在2011年发布了全球首款裸眼3D笔记本电脑Qosmio F750,Qosmio F750配备15.6英寸全高清3D炫彩屏,采用全新的光学技术,在3D效果、清晰度、亮度等画质表现上趋于完美。Qosmio F750采用激活式光学防抖透镜,实现裸眼3D显示,并通过摄像头和人脸识别技术实时追踪观赏者眼睛所处位置,动态调整透镜透光角度,使观赏者能够在改变观赏角度时也能观看到最佳的3D效果,同时Qosmio F750还可以支持3D /2D 同屏显示功能,将3D图像显示在屏幕任意位置的窗口中,并不影响其他区域的2D画面显示,极大丰富了3D视觉的应用领域。, http://www.100md.com(小武)
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