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3D为何让人身临其境?
chinacir.com.cn   2011年4月13日      文字大小:[ ]  收藏本页

  《阿凡达》来袭,让3D显示技术在全球彻底火了一把。“太逼真了”、“绝对身临其境”,赞美之词纷纷而至。那么,3D显示技术为什么如此神奇呢?


  “D”是英文Dimension(线度、维)的字头,3D便是指三维空间。相比普通的2D画面,3D更加立体逼真,让观众有身临其境的感觉。目前的3D技术可以分为裸眼式和眼镜式两种,裸眼式3D技术目前主要应用在工业商用显示方面,以后还将应用于手机等显示设备中;眼镜式3D技术则集中于消费级市场,《阿凡达》采用的全部是眼镜式3D技术。


  首先我们来看一下眼镜式3D技术。眼镜式3D技术可分为色差式、快门式和偏光式三种。


  色差式3D历史最为悠久,成像原理简单,实现成本低廉,但是3D画面效果也是最差的,需要配合色差式3D眼镜才能看到3D效果。色差式3D先由旋转的滤光轮分出光谱信息,使用不同颜色的滤光片进行画面滤光,使得一个图片能产生出两幅图像,人的每只眼睛都看见不同的图像,目前采用这种技术的影院已经越来越少了。


  快门式3D技术主要是通过提高画面的快速刷新率(至少要达到120Hz)来实现3D效果,属于主动式3D技术。当3D信号输入到显示设备后,120Hz的图像便以帧序列的格式实现左右帧交替产生,通过红外发射器将这些帧信号传输出去,负责接收的3D眼镜在刷新同步实现左右眼观看对应的图像,并且保持与2D视像相同的帧数,观众的两只眼睛看到快速切换的不同画面,并且在大脑中产生错觉,便观看到立体影像。


  偏光式3D也叫偏振式3D技术,属于被动式3D技术,目前3D电影院、3D液晶电视等大多采用的是偏光式3D技术。和快门式3D技术一样,偏光式3D也细分出了很多种类,比如应用于投影机行业的偏光式3D需要两台以上性能参数完全相同的投影机才能实现3D效果,而应用于电视行业的偏光式3D技术则需要画面具有240Hz或者480Hz以上的刷新率,实现的方式二者也存在很多差别。


  接下来我们看看裸眼式3D技术。裸眼式3D技术可分为光屏障式、柱状透镜和指向光源技术。


  光屏障式3D技术其原理和偏振式3D较为类似,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,通过将左眼和右眼的可视画面分开,使观者看到3D影像。


  柱状透镜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。


  指向光源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。优点是分辨率、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,但技术尚在开发,产品不成熟。


  对于3D显示技术,消费者也并非一片叫好声,目前,3D市场比较混乱,且缺乏统一的标准。在体验方面,部分观众观看3D容易导致眩晕,而且戴3D眼镜有很多不便之处;在片源方面,3D资源稀少,因此3D的大规模应用尚需时日。