你所不知道的裸视式3D显示技术奥秘

2012/2/9
从技术上来看,裸眼式3D可分为光屏障式(Barrier)、柱状透镜(Lenticular Lens)技术和指向光源(Directional Backlight)三种。裸眼式3D技术最大的优势便是摆脱了眼镜的束缚,但是分辨率、可视角度和可视距离等方面还存在很多不足。

在观看的时候,观众需要和显示设备保持一定的位置才能看到3D效果的图像(3D效果受视角影响较大)3D画面和常见的偏光式3D技术和快门式3D技术尚有一定的差距。不过液晶面板行业巨头友达光电,研发巨头3M等已经在积极进行研发,预计部分裸眼式3D显示设备将于今明两年实现量产。

光屏障式

光屏障式3D技术也被称为视差屏障或视差障栅技术,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十余年的研究成功。光屏障式3D产品与既有的LCD液晶工艺兼容,因此在量产性和成本上较具优势,但采用此种技术的产品影像分辨率和亮度会下降。光屏障式3D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°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。

优点: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。

缺点:画面亮度低,分辨率会随着显示器在同一时间播出影像的增加呈反比降低。

柱状透镜

柱状透镜(Lenticular Lens)技术也被称为双凸透镜或微柱透镜3D技术,其最大的优势便是其亮度不会受到影响。柱状透镜3D技术的原理是在液晶显示屏的前面加上一层柱状透镜,使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上,这样在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。让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。

之所以它的亮度不会受到影响,是因为柱状透镜不会阻挡背光,因此画面亮度能够得到很好地保障。不过由于它的3D显示基本原理仍与视差障壁技术有异曲同工之处,所以分辨率仍是一个比较难解决的问题。

优点:3D技术显示效果更好,亮度不受到影响。

缺点:相关制造与现有LCD液晶工艺不兼容,需要投资新的设备和生产线。

指向光源

3M的指向光源3D技术

对指向光源(Directional Backlight)3D技术投入较大精力的主要是3M公司,指向光源(Directional Backlight)3D技术搭配两组LED,配合快速反应的LCD面板和驱动方法,让3D内容以排序(sequential)方式进入观看者的左右眼互换影像产生视差,进而让人眼感受到3D三维效果。前不久,3M公司刚刚展示了其研发成功的3D 光学膜,该产品的面试实现了无需佩戴 3D 眼镜,就可以在手机,游戏机及其他手持设备中显示真正的三维立体影像,极大地增强了基于移动设备的交流和互动。

优点:分辨率、透光率方面能保证,不会影响既有的设计架构,3D显示效果出色。

    缺点:技术尚在开发,产品不成熟。

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