裸眼3D来了

2012-08-21  InfoAV China  本刊编辑 芦伟  
简述:导语:前不久出差在北京首都国际机场三号航站楼偶然发现一款路虎汽车广告,让笔者为之一惊。为什么呢?因为此广告牌并非我们通常见到的灯箱、液晶或LED显示,而是立体的...……

  导语:前不久出差在北京首都国际机场三号航站楼偶然发现一款路虎汽车广告,让笔者为之一惊。为什么呢?因为此广告牌并非我们通常见到的灯箱、液晶或LED显示,而是立体的裸眼3D广告牌。虽然裸眼3D在各类展会笔者已见过多次,并不觉新奇,但在公众场合以大屏幕形式显示还是头一次看到。看来裸眼3D已真切来到我们身边。

北京首都国际机场裸眼3D广告

  对于立体3D,想必公众并不陌生。自《阿凡达》给观众带来了震撼3D体验之后,3D浪潮再次来袭。3D电影、3D游戏层出不穷、3D内容大量涌现、3D频道正式开通,3D投影机、3D电视、3D显示器和3D笔记本等产品也快速进入到了市场当中,政府、机构、厂商的共同推动让普通公众在此次浪潮中切切实实感受到了2D与3D迥然不同的、喷屏而出的感觉,近几年3D已超越高清、数字化成为市场最热的科技变革。然而如今流行的3D立体显示技术,虽然带来的视觉冲击让人享受,但是需要专用眼镜才能观看的方式却让人感觉有些遗憾,这使得3D的应用范围以及使用舒适度都大打折扣。于是人们对3D立体显示技术有了更高的期盼,希望能够不带眼镜、自由观看3D影像,这就是裸眼3D。

  裸眼3D显示技术一般被称为“裸眼多视点”技术,也就是不通过任何工具就能让左右两只眼睛从显示屏幕上看到两幅具有视差的、有所区别的画面,将它们反射到大脑,人就会产生立体感。它同样利用了人眼的视差原理,通过给观看者左右两眼分别送去不同的画面,达到立体的视觉效果。由于观察者可以不佩戴眼镜,因此这些技术非常适用于公共场所展示的大屏幕显示器,便于多人观赏。

  裸眼3D目前存在多种技术解决方案,比较常见也相对成熟的有两种,一种是视差障壁(Barrier)式,另一种是柱状透镜(Lenticular Lens)式。

  视差障壁也被称为视障式,其原理和偏振式3D较为类似,是由夏普欧洲实验室的工程师经过十余年才研究成功。通过使用开关液晶屏、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°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”。利用安置在背光模块及LCD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,使观者看到3D影像。该技术与既有的LCD液晶工艺兼容,因此在量产性和成本上较具优势,不足是背光因遭视差障壁阻挡,故亮度也将随之降低;另外,分辨率会因显示器同时呈现影像的多寡,而呈等比例降低。

  柱状透镜也被称为柱镜式。柱状透镜通常放置在LCD面板最上方,原理是在液晶显示屏的前面加上一层柱状透镜,每个柱透镜下面的图像的像素被分成几个子像素,这样透镜就能以不同的方向投影每个子像素。于是双眼从不同的角度观看显示屏,就看到不同的子像素。不过像素间的间隙也会被放大,因此不能简单地叠加子像素。柱透镜与像素列不是平行的,而是成一定的角度,这样就可以使每一组子像素重复投射视区,而不是只投射一组视差图像。柱状透镜技术优点是,因其不会阻挡背光,故显示器亮度不受影响;但由于其3D显示基本原理与视差障壁技术相同,故分辨率仍将降低。

柱镜式(左)可明显看出比视障式(右)亮度高,但视障式现场感觉景深感更好

  目前市面上绝大部分厂商生产的裸眼3D产品都基于以上两大技术延伸而来。当然也有创新者,如3M的指向光源裸眼3D技术、美国PureDepth公司的MLD(multi-layer display多层显示)裸眼3D技术,二者均已研发出成品并进行了展示,不过因开发成熟度和成本等原因,尚未被其他厂商大量采用,并且有待市场实践验证。

  裸眼落后眼镜3D之谜

  事实上,3D浪潮已潮起潮落数次,但站在数字化基础上的这一轮3D潮最为猛烈,裸眼3D也在此次浪潮中获得技术突破。2008年日企爱普生率先推出了2.57英寸的8视点裸眼3D液晶显示器,东芝紧随其后将9视点的裸眼3D显示器导入12.1英寸LCD显示器应用,不久韩企三星、LG也发布了相关产品。我国在此方面与国际厂商几乎同步,TFT LCD厂商华映在2008年6月即有推出4视点裸视3D LCD显示器,友达则采用视差障壁式开发出5视点的24英寸3D LCD显示器,同时该公司也开发了采用柱状透镜技术2D/3D自由转换影像的显示器。

  裸眼3D发展至今各种产品层出不穷,从几英寸的小屏幕到103英寸的大屏幕产品,从手机、电脑到电视、公用显示应用应有尽有。不过这份热闹和繁荣仅局限在业内,公众对之却知之甚少,与眼镜3D如日中天的火热更是不可同日而语。

  与眼镜3D相比,裸眼3D最大的优势就是摆脱了眼镜的束缚,让使用者观看3D显示器有更高的便利性,观赏影像时可看到的立体影像范围更广。然而在实际演示中,我们发现裸眼3D无论是在分辨率、亮度、视角范围,还是内容制作、舒适度方面都与眼镜3D存在不小的差距。

  在分辨率和亮度方面,考虑到规模成本等原因,大多数厂商选择了视差障壁式裸眼3D,视障式优点是电子可控,可开关使3D/2D切换时对2D显示没有影响,可控制能用于横屏竖屏显示切换,局部3D显示等,缺点是横向分辨率下降一半,亮度有一定损失。柱状透镜式优点是对亮度没有损失,缺点是分辨率也是横向下降一半,而且由于不可开关和控制,所以柱镜多用于大面板,观看距离比较远。

  在视角范围方面,裸眼3D同样存在问题,它的视角范围与视点多少密切相关。视点越多可看到3D影像的视角范围就越广,LG曾展出高达30多个视点数的3D显示器,但从性价比考虑,多数厂商选择了5-9视点,这使得相隔视点之间必然存在3D盲区,需在合适的角度和距离观看,否则会出现3D效果降低或重影现象。 上一页 1 2 下一页


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