《阿凡達》來襲,讓3D顯示技術(shù)在全球徹底火了一把。“太逼真了”、“絕對身臨其境”,贊美之詞紛紛而至。那么,3D顯示技術(shù)為什么如此神奇呢?
“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畫面,3D更加立體逼真,讓觀眾有身臨其境的感覺。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)目前主要應用在工業(yè)商用顯示方面,以后還將應用于手機等顯示設(shè)備中;眼鏡式3D技術(shù)則集中于消費級市場,《阿凡達》采用的全部是眼鏡式3D技術(shù)。
首先我們來看一下眼鏡式3D技術(shù)。眼鏡式3D技術(shù)可分為色差式、快門式和偏光式三種。
色差式3D歷史最為悠久,成像原理簡單,實現(xiàn)成本低廉,但是3D畫面效果也是最差的,需要配合色差式3D眼鏡才能看到3D效果。色差式3D先由旋轉(zhuǎn)的濾光輪分出光譜信息,使用不同顏色的濾光片進行畫面濾光,使得一個圖片能產(chǎn)生出兩幅圖像,人的每只眼睛都看見不同的圖像,目前采用這種技術(shù)的影院已經(jīng)越來越少了。
快門式3D技術(shù)主要是通過提高畫面的快速刷新率(至少要達到120Hz)來實現(xiàn)3D效果,屬于主動式3D技術(shù)。當3D信號輸入到顯示設(shè)備后,120Hz的圖像便以幀序列的格式實現(xiàn)左右?guī)惶娈a(chǎn)生,通過紅外發(fā)射器將這些幀信號傳輸出去,負責接收的3D眼鏡在刷新同步實現(xiàn)左右眼觀看對應的圖像,并且保持與2D視像相同的幀數(shù),觀眾的兩只眼睛看到快速切換的不同畫面,并且在大腦中產(chǎn)生錯覺,便觀看到立體影像。
偏光式3D也叫偏振式3D技術(shù),屬于被動式3D技術(shù),目前3D電影院、3D液晶電視等大多采用的是偏光式3D技術(shù)。和快門式3D技術(shù)一樣,偏光式3D也細分出了很多種類,比如應用于投影機行業(yè)的偏光式3D需要兩臺以上性能參數(shù)完全相同的投影機才能實現(xiàn)3D效果,而應用于電視行業(yè)的偏光式3D技術(shù)則需要畫面具有240Hz或者480Hz以上的刷新率,實現(xiàn)的方式二者也存在很多差別。
接下來我們看看裸眼式3D技術(shù)。裸眼式3D技術(shù)可分為光屏障式、柱狀透鏡和指向光源技術(shù)。
光屏障式3D技術(shù)其原理和偏振式3D較為類似,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,但采用此種技術(shù)的產(chǎn)品影像分辨率和亮度會下降。光屏障式3D技術(shù)的實現(xiàn)方法是使用一個開關(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為90°的垂直條紋。這些條紋寬幾十微米,通過它們的光就形成了垂直的細條柵模式,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,通過將左眼和右眼的可視畫面分開,使觀者看到3D影像。
柱狀透鏡最大的優(yōu)勢便是其亮度不會受到影響。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,這樣在每個柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個子像素,這樣透鏡就能以不同的方向投影每個子像素。于是雙眼從不同的角度觀看顯示屏,就看到不同的子像素。不過像素間的間隙也會被放大,因此不能簡單地疊加子像素。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投射視區(qū),而不是只投射一組視差圖像。
指向光源3D技術(shù)搭配兩組LED,配合快速反應的LCD面板和驅(qū)動方法,讓3D內(nèi)容以排序方式進入觀看者的左右眼互換影像產(chǎn)生視差,進而讓人眼感受到3D三維效果。優(yōu)點是分辨率、透光率方面能保證,不會影響既有的設(shè)計架構(gòu),3D顯示效果出色,但技術(shù)尚在開發(fā),產(chǎn)品不成熟。
對于3D顯示技術(shù),消費者也并非一片叫好聲,目前,3D市場比較混亂,且缺乏統(tǒng)一的標準。在體驗方面,部分觀眾觀看3D容易導致眩暈,而且戴3D眼鏡有很多不便之處;在片源方面,3D資源稀少,因此3D的大規(guī)模應用尚需時日。
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文章來源:中國投影網(wǎng)