裸眼3D顯示技術(shù)探究

很多影迷都在問同樣一個(gè)問題，何時(shí)才可以不依賴3D眼鏡就能方便地欣賞3D電影？其實(shí)針對(duì)這個(gè)問題，很多科技公司已經(jīng)研究出相應(yīng)的技術(shù)解決方案了，這就是一項(xiàng)被稱為"裸眼3D顯示"的技術(shù)，這種技術(shù)能夠不通過任何工具讓左右兩只眼睛從顯示屏幕上看到兩幅具有視差的、有所區(qū)別的畫面，并將其傳遞給大腦，從而使人產(chǎn)生立體感。它不僅能夠讓3D電影擺脫眼鏡的束縛，而且還能夠走進(jìn)我們的生活，應(yīng)用到電視機(jī)、顯示器、數(shù)碼相框上，使我們的影像生活變得更加精彩。

在剛剛過去的夏季電影市場(chǎng)，3D動(dòng)畫片與氣溫一樣火爆，《飛屋歷險(xiǎn)記》、《冰河世紀(jì)3》等重量級(jí)影片逼真的3D效果給觀眾帶來了前所未有的視覺享受。但是要欣賞這些3D電影，觀眾必須帶上特制的3D眼鏡，這讓很多人覺得不方便，而且長(zhǎng)時(shí)間觀看還可能導(dǎo)致某些觀眾出現(xiàn)雙眼疲勞甚至頭昏。?

丟掉眼鏡負(fù)累 詳解裸眼3D顯示技術(shù)

?

　　裸眼3D產(chǎn)品雖然層出不窮，但是在分辨率、可視角度和可視距離方面仍然存在不足，這也是未來各個(gè)廠商都要努力突破的技術(shù)難點(diǎn)。由于技術(shù)的原理所限，目前裸眼3D顯示產(chǎn)品的分辨率普遍不太高，顯示效果要進(jìn)行提升比較困難，這對(duì)于習(xí)慣了高清節(jié)目的觀眾來說就比較難以忍受。可視角度也是一個(gè)急待解決的問題，目前的產(chǎn)品，人們?cè)谟^看屏幕時(shí)，必須位于一定的范圍內(nèi)才能觀看到立體畫面，若觀看角度太大，3D效果就會(huì)顯得不那么明顯。另外可視距離也是一個(gè)不容忽視的問題，如果觀看者距離屏幕位置太遠(yuǎn)同樣會(huì)使3D效果大打折扣，而離屏幕距離太近的話，人又容易出現(xiàn)明顯的頭暈現(xiàn)象。

　　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畫面和常見的偏光式3D技術(shù)和快門式3D技術(shù)尚有一定的差距。不過可以告訴讀者的是，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)也被稱為視差屏障或視差障柵技術(shù)，其原理和偏振式3D較為類似，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，通過它們的光就形成了垂直的細(xì)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，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，通過將左眼和右眼的可視畫面分開，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，因此畫面亮度能夠得到很好地保障。不過由于它的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)能夠通過一定間隔重疊的兩塊液晶面板，實(shí)現(xiàn)在不使用專用眼鏡的情況下，觀看文字及圖畫時(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)，未來裸眼3D顯示技術(shù)發(fā)展前景不可限量！
?