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NVIDIA的3D stereo、德州儀器的DLP Link還有XPAND 3D系統都是均屬于快門式3D技術。從片源來看,快門式3D技術的資源也最為豐富,刷新率提升到120Hz的視頻和游戲均可實現3D立體效果。得益于 NVIDIA在顯卡市場中的領先地位,和德州儀器DLP在投影機市場占據半壁江山優勢,快門式3D技術在電腦和投影機行業已經成了3D技術的代名詞。但是 快門式3D技術的一大制約便是眼鏡的價格,由于屬于主動式眼鏡,所以成本和售價較高,很多消費者難以接受。
優點:資源相對較多,廠商宣傳推廣力度大,3D效果出色
缺點:快門眼鏡價格昂貴
偏光式
偏光式3D也叫偏振式3D技術,屬于被動式3D技術,眼鏡價格也較為便宜,目前3D電影院、3D液晶電視等大多采用的是偏光式3D技術。和快門式3D技術 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的偏光式3D需要兩臺以上性能參數完全相同的投影機才能實現3D效果,而應用于電視行業的偏光 式3D技術則需要畫面具有240Hz或者480Hz以上的刷新率,從實現的方式二者也存在很多差別。
在偏光式3D系統中,目前市場中較為主流的有RealD 3D系統、MasterImage 3D、杜比3D系統三種。特別是RealD 3D技術,其市場占有率最高,而且不受面板類型的影響,可以幫助任何支持3D功能的電視和顯示器產生出高清3D影像,擁有這項技術的RealD公司主要是 通過技術授權進行推廣,目前已經和東芝、索尼、JVC、三星等公司達成了合作,在3D影院方面其占有率也遙遙領先。
杜比3D數字影院由內置了3D顏色管理的杜比服務器、杜比3D濾光輪組件和杜比3D眼鏡組成,其設計理念和優勢就是采用被動式眼鏡和適用于白色銀 幕。需要注意的是,杜比3D系統可以直接安裝在數字放映機的燈泡和成像元器件之間,其濾光便相當于DLP投影機中的色輪,換言之,杜比3D數字影院使用了 德州儀器DLP投影機的成像核心。
使用中,杜比3D濾光輪置于現行標準數字放映機內部,在燈泡和光引擎之間,可以減輕光引擎的壓力,而且成像之前已完成分色,所以不會降低圖像質量;旋轉的 濾光輪分出光譜信息不同的兩份紅、綠、藍,經過特殊設計的眼鏡則在左右眼只能分別接收到各自的光譜信號;使用杜比3D數字電影系統,2D和3D電影只需使 用一個文件包即可,通過1U大小的杜比3D濾光輪控制器(DFC)保持濾光輪與放映機同步,杜比3D濾光輪可下降進入光路、呈現3D效果,也可上升避開光 路、呈現2D效果,避免了雙母版帶來的麻煩;而且DFC操作極為簡便,通過面板一鍵控制濾光輪的升降,并且面板可直觀顯示三種工作狀態。
優點:偏光式眼鏡價格低廉,3D效果出色,市場份額大
缺點:安裝調試繁瑣,成本不便宜
裸眼式3D技術
在前文中我們提到了裸眼式3D技術大多處于研發階段,并且主要應用在工業商用顯示市場,所以大眾消費者接觸的不多。從技術上來看,裸眼式3D可分為光屏障 式(Barrier)、柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術和指向光源(Directional Backlight)三種。裸眼式3D技術最大的優勢便是擺脫了眼鏡的束縛,但是分辨率、可視角度和可視距離等方面還存在很多不足。
在顯示行業新品展會上,筆者已經有幸見到了近十款裸眼式3D顯示設備。在觀看的時候,觀眾需要和顯示設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技術和快門式3D技術尚有一定的差距。不過可以告訴讀者的是,液晶面板行業巨頭友達光電,研發巨頭3M等已 經在積極進行研發,預計部分裸眼式3D顯示設備將于今明兩年實現量產。
光屏障式(Barrier)
光屏障式3D技術也被稱為視差屏障或視差障柵技術,其原理和偏振式3D較為類似,是由夏普歐洲實驗室的工程師十余年的研究成功。光屏障式3D產品與既有的 LCD液晶工藝兼容,因此在量產性和成本上較具優勢,但采用此種技術的產品影像分辨率和亮度會下降。光屏障式3D技術的實現方法是使用一個開關液晶屏、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,應該由左眼看到的圖像顯示在液晶屏上時,不透明的條紋會遮擋右眼;同理,應該由右眼看到的圖像顯示在液晶屏上時,不透明的條紋會遮擋左 眼,通過將左眼和右眼的可視畫面分開,使觀者看到3D影像。
優點:與既有的LCD液晶工藝兼容,因此在量產性和成本上較具優勢
缺點:畫面亮度低,分辨率會隨著顯示器在同一時間播出影像的增加呈反比降低
柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術
柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術也被稱為雙凸透鏡或微柱透鏡3D技術,其最大的優勢便是其亮度不會受到影響。柱狀透鏡3D技術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,而不是只投射一組視差圖像。
之所以它的亮度不會受到影響,是因為柱狀透鏡不會阻擋背光,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有異曲同工之處,所以分辨率仍是一個比較難解決的問題。
優點:3D技術顯示效果更好,亮度不受到影響
缺點:相關制造與現有LCD液晶工藝不兼容,需要投資新的設備和生產線。
指向光源(Directional Backlight)技術
對指向光源(Directional Backlight)3D技術投入較大精力的主要是3M公司,指向光源(Directional Backlight)3D技術搭配兩組LED,配合快速反應的LCD面板和驅動方法,讓3D內容以排序(sequential)方式進入觀看者的左右眼互 換影像產生視差,進而讓人眼感受到3D三維效果。前不久,3M公司剛剛展示了其研發成功的3D 光學膜,該產品的面試實現了無需佩戴 3D 眼鏡,就可以在手機,游戲機及其他手持設備中顯示真正的三維立體影像,極大地增強了基于移動設備的交流和互動。
優點:分辨率、透光率方面能保證,不會影響既有的設計架構,3D顯示效果出色
缺點:技術尚在開發,產品不成熟