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裸眼3D立体显示技术简析

2013-08-14 11:10
Hsiao Chen
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  ——如今主流的3D立体显示技术,仍然不能使我们摆脱特制眼镜的束缚,这使得其应用范围以及使用舒适度都打了折扣。而且不少3D技术会让长时间的体验者有恶心眩晕等感觉,而且3D眼镜的卫生条件也很差,甚至有报道说某观众在观看3D影片时因为使用了上一个观众刚刚留下的眼镜而不幸感染了红眼病。于是,3D立体显示能够持续发展的动力,就落到了裸眼3D显示技术这一前沿科技身上。

  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。它也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,从而达到立体的视觉效果。由于观察着可以不佩戴眼镜,因此这些技术非常适合在公共场所展示的大屏幕显示器,便于多人观赏。不过,裸眼3D显示技术的缺点也非常明显:人们在观看屏幕时,必须位于一定的范围内才能观察到立体画面,若距离屏幕位置太远,或观察角度太大的时候,3D效果并不明显。此外,若离屏幕距离太近,人会有明显的头晕现象,因此该技术暂时还不适合在小尺寸显示器上使用。此外,这种技术在显示效果方面相对较差。

  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。当前市面中裸眼3D显示技术主要有视差障壁技术、柱状透镜技、MLD技术等,下面我们具体讲解一下这些技术的简单原理。

  视差障壁技术

  我们知道电影院在放映3D电影时,广泛采用的是偏振眼镜法。而视差障壁与偏振眼镜法有些相似,不过一个需要通过眼镜,另一个却不需要。视差障壁技术是由夏普欧洲实验室的工程师经过十年研究所得。它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。缺陷:由于背光遭到视差障壁的阻挡,所以亮度也会随之降低,要看到高亮度的画面比较困难。除此之外,分辨率也会随着显示器在同一时间播出影像的增加成反比降低,导致清晰度的降低。

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