丟掉眼鏡負(fù)累 詳解裸眼3D顯示技術(shù)
裸眼3D顯示雖說(shuō)是摒除了眼鏡的包袱,但是其顯示效果會(huì)如何呢?下面我們就為大家詳細(xì)解讀裸眼顯示技術(shù)?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),所以大眾消費(fèi)者接觸的不多。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存在很多不足。
裸眼3D顯示在觀看的時(shí)候,觀眾需要和顯示設(shè)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(huà)面和常見(jiàn)的偏光式3D技術(shù)和快門(mén)式3D技術(shù)尚有一定的差距。不過(guò)可以告訴讀者的是,液晶面板行業(yè)巨頭友達(dá)光電,研發(fā)巨頭3M等已經(jīng)在積極進(jìn)行研發(fā),預(yù)計(jì)部分裸眼式3D顯示設(shè)備將于今明兩年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。當(dāng)前市面中裸眼3D顯示技術(shù)主要有以下幾種?
光屏障式(Barrier)
光屏障式3D技術(shù)也被稱(chēng)為視差屏障或視差障柵技術(shù),其原理和偏振式3D較為類(lèi)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。
光屏障式(Barrier)技術(shù)
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(chēng)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
柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)
柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)也被稱(chēng)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。
柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)示意圖
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。
指向光源(Directional Backlight)技術(shù)
3M的指向光源3D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
其他裸眼3D技術(shù)
在2009年4月,美國(guó)PureDepth公司宣布研發(fā)出改進(jìn)后的裸眼3D技術(shù)——MLD(multi-layer display多層顯示),這種技術(shù)能夠通過(guò)一定間隔重疊的兩塊液晶面板,實(shí)現(xiàn)在不使用專(zhuān)用眼鏡的情況下,觀看文字及圖畫(huà)時(shí)所呈現(xiàn)3D影像的效果。
另外,國(guó)內(nèi)廠商歐亞寶龍旗下的Bolod裸眼3D顯示器如今已經(jīng)發(fā)展到第四代,產(chǎn)品也全部實(shí)現(xiàn)高清顯示,在國(guó)內(nèi)的3D顯示行業(yè)處于領(lǐng)先位置。當(dāng)然,由于非市場(chǎng)主流,對(duì)于MLD技術(shù)和Bolod裸眼3D顯示器,我們此次只做簡(jiǎn)單的了解,不做深入技術(shù)性探討。
縱觀3D技術(shù)已成功應(yīng)用到了數(shù)字顯示領(lǐng)域,而作為新起之秀的裸眼3D顯示技術(shù)必將青出于藍(lán)而勝于藍(lán),未來(lái)裸眼3D顯示技術(shù)發(fā)展前景不可限量!