不戴眼鏡也能看的3D技術(shù)
在幾年前，2010年伊始，大家討論《阿凡達(dá)》的頻率甚至已經(jīng)超過(guò)了吃飯和天氣。因?yàn)椤栋⒎策_(dá)》，3D技術(shù)在那個(gè)寒冬徹底的火了起來(lái)。而在現(xiàn)在的消費(fèi)電子領(lǐng)域中，3D無(wú)疑成為了當(dāng)之無(wú)愧的核心關(guān)鍵詞。電視、顯示器到投影機(jī)等顯示設(shè)備已經(jīng)全部推出了3D產(chǎn)品；世界杯實(shí)現(xiàn)3D轉(zhuǎn)播；持3D的游戲已經(jīng)數(shù)以百計(jì)；互聯(lián)網(wǎng)上已經(jīng)有了3D網(wǎng)頁(yè)……D是英文Dimension(線度、維)的字頭，3D便是指三維空間。相比普通的2D畫(huà)面，3D更加立體逼真，讓觀眾有身臨其境的感覺(jué)。目前的3D技術(shù)可以分為裸眼式和眼鏡式兩種，裸眼式3D技術(shù)目前主要應(yīng)用在工業(yè)商用顯示方面(以后還將應(yīng)用于手機(jī)等顯示設(shè)備中)；本次將重點(diǎn)分析裸眼3D顯示技術(shù)。目前，裸眼式3D技術(shù)大多處于研發(fā)階段，并且主要應(yīng)用在工業(yè)商用顯示市場(chǎng)。從技術(shù)上來(lái)看，裸眼式3D可分為光屏障式(Barrier)、柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)和指向光源(Directional Backlight)三種。裸眼式3D技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)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需要再度提升。
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裸眼3D顯示技術(shù) |
裸眼3D：光屏障式(Barrier)技術(shù)
光屏障式3D技術(shù)也被稱為視差屏障或視差障柵技術(shù)，其原理和偏振式3D較為類似，是由夏普歐洲實(shí)驗(yàn)室的工程師十余年的研究成功。光屏障式3D產(chǎn)品與既有的LCD液晶工藝兼容，因此在量產(chǎn)性和成本上較具優(yōu)勢(shì)，但采用此種技術(shù)的產(chǎn)品影像分辨率和亮度會(huì)下降。光屏障式3D技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法是使用一個(gè)開(kāi)關(guān)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?yàn)?0°的垂直條紋。
這些條紋寬幾十微米，通過(guò)它們的光就形成了垂直的細(xì)條柵模式，稱之為“視差障壁”。而該技術(shù)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(yīng)該由左眼看到的圖像顯示在液晶屏上時(shí)，不透明的條紋會(huì)遮擋右眼;同理，應(yīng)該由右眼看到的圖像顯示在液晶屏上時(shí)，不透明的條紋會(huì)遮擋左眼，通過(guò)將左眼和右眼的可視畫(huà)面分開(kāi)，使觀者看到3D影像。
優(yōu)點(diǎn)：與既有的LCD液晶工藝兼容，因此在量產(chǎn)性和成本上較具優(yōu)勢(shì)。
缺點(diǎn)：畫(huà)面亮度低，分辨率會(huì)隨著顯示器在同一時(shí)間播出影像的增加呈反比降低。
裸眼3D：柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)
柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)也被稱為雙凸透鏡或微柱透鏡3D技術(shù)，其最大的優(yōu)勢(shì)便是其亮度不會(huì)受到影響。柱狀透鏡3D技術(shù)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(gè)柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個(gè)子像素，這樣透鏡就能以不同的方向投影每個(gè)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(guò)像素間的間隙也會(huì)被放大，因此不能簡(jiǎn)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(fù)投射視區(qū)，而不是只投射一組視差圖像。
之所以它的亮度不會(huì)受到影響，是因?yàn)橹鶢钔哥R不會(huì)阻擋背光，因此畫(huà)面亮度能夠得到很好地保障。不過(guò)由于它的3D顯示基本原理仍與視差障壁技術(shù)有異曲同工之處，所以分辨率仍是一個(gè)比較難解決的問(wèn)題。
優(yōu)點(diǎn)：3D技術(shù)顯示效果更好，亮度不受到影響。
缺點(diǎn)：相關(guān)制造與現(xiàn)有LCD液晶工藝不兼容，需要投資新的設(shè)備和生產(chǎn)線。
裸眼3D：指向光源(Directional Backlight)技術(shù)
對(duì)指向光源(Directional Backlight)3D技術(shù)投入較大精力的主要是3M公司，指向光源(Directional Backlight)3D技術(shù)搭配兩組LED，配合快速反應(yīng)的LCD面板和驅(qū)動(dòng)方法，讓3D內(nèi)容以排序(sequential)方式進(jìn)入觀看者的左右眼互換影像產(chǎn)生視差，進(jìn)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(fā)成功的3D 光學(xué)膜，該產(chǎn)品的面試實(shí)現(xiàn)了無(wú)需佩戴 3D 眼鏡，就可以在手機(jī)，游戲機(jī)及其他手持設(shè)備中顯示真正的三維立體影像，極大地增強(qiáng)了基于移動(dòng)設(shè)備的交流和互動(dòng)。
優(yōu)點(diǎn)：分辨率、透光率方面能保證，不會(huì)影響既有的設(shè)計(jì)架構(gòu)，3D顯示效果出色。
缺點(diǎn)：技術(shù)尚在開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品不成熟。
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裸眼3D：光屏障式技術(shù)示意圖 |
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裸眼3D：柱狀透鏡技術(shù)示意圖 |
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裸眼3D：3M的指向光源技術(shù)示意圖 |
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裸眼3D：任天堂 |
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裸眼3D：實(shí)體觸摸 |
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京東方裸眼3D顯示屏 |