裸眼3D的发展.doc

裸眼3D的发展学号：13071049 探究学习报告 题目： 裸眼3D的发展 学院名称机械工程及自动化 姓名 周嘉悦 2014年11月19摘要2一、简述2二、裸眼3D的发展22.1为什么要发展裸眼3D22.2裸眼3D的技术原理32.3裸眼3D技术面临的问题及解决方法52.4裸眼3D技术的应用6三、 总结6参考文献7摘要本报告主要讨论裸眼3D技术的主要原理及其发展，以及裸眼3D在发展中所遇到的问题及其解决方法。关键词：裸眼3D 光屏障式技术 柱状透镜技术一、简述 裸眼式3D技术大多处于研发阶段，它的研发分两个方向，一是硬件设备的研发，二为显示内容的处理研发。第二种已经开始小范围的商业运用。所以大众消费者接触的不多。裸眼式3D技术最大的优势便是摆脱了眼镜的束缚，但是分辨率、可视角度和可视距离等方面还存在很多不足。二、裸眼3D的发展2.1为什么要发展裸眼3D长时间佩戴3D眼睛会对人们的眼睛造成一定的伤害，尤其是眼睛尚未发育成熟的未成年人，使用3D眼睛可能造成斜视，弱视以及其他视力问题，其原因是3D电影使用两个镜头从不同方向同时拍摄影像，制成胶片。放映时，用两个放映机将两组胶片同步放映，使略有差别的两幅图像重迭在银幕上。这时如果用眼睛直接观看会有重影。戴上特制的3D眼镜后，左眼只能看到左像，右眼只能看到右像，双眼将左、右的影像重迭在眼底上，由大脑产生三维立体的视觉效果，这对大脑的刺激很大，时常会引发头疼等神经性反应。对人的健康产生了众多不良的影响。 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。它同样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，达到立体的视觉效果。由于观察者可以不佩戴眼镜，使得3D的应用范围以及使用舒适度都大大提高。2.2裸眼3D的技术原理 裸眼3的技术原理主要有以下两种，一种是光屏障式技术，另一种是柱状透镜技术。 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。通过将左眼和右眼的可视画面分开，使观者看到3D影像。 这种技术的优点是在成本上比较有优势，像夏普的3D手机和任天堂的3DS游戏机都是采用这种技术。不过采用这种技术的屏幕亮度偏低。 柱状透镜技术采用的成像原理为视差立体法，该方法采用柱镜状立体光栅或平行线条光栅，其理论基础在于利用立体光栅对光线的折射配合人的双眼视差和会聚形成立体感。柱状透镜技术也被称为微柱透镜3D技术，同时又被称为“柱镜光栅技术”。其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。 这种技术的缺点是相关制造与现有LCD液晶工艺不兼容，需要投资新的设备和生产线。2.3裸眼3D技术面临的问题及解决方法 裸眼3D技术目前面对的两大难题是低分辨率率及有限的视角。 关于低分辨率问题： 解决方法1 多层显示式裸眼3D技术 多层显示式裸眼3D技术就是采用了两层LCD液晶面板，通过两块LCD液晶面板显示左右眼的图像，提供了完整的分辨率以及高亮度。该裸眼3D技术采用了两块LCD，每块屏幕的刷新率不用太高，不会出现头晕等问题，可同时显示3D和2D画面。缺点是成本高，并且机身厚度目前也很难做到非常浅薄。 解决方法2指向光源裸眼3D技术 指向光源加入了两组LED，配合快速响应的LED面板和优化算法的驱动，排序方式将3D内容展示给观看者左右眼，造成左右眼的视觉差，形成3D画面。缺点是技术尚在开发，产品不成熟。 解决方法3与4k或8k技术联姻 使用4K分辨率与裸眼3D技术相结合，这样传输出的裸眼3D画面即便分辨率折半，也能够达到1080p的规格，这样就可以为用户有效的解决画面细腻程度体验性的问题。 关于有限视角问题： 解决方法：裸眼3D设备内置摄像头跟踪人脸，以对应显示出最佳的3D画面。 东芝在2010年世博展会上展出一款能将视角扩大三倍的裸眼3D屏，它采用视野跟踪技术，可进一步扩大屏幕跟踪视角，即使是显示屏进行倾斜，它也会根据用户所处位置自动提供相应视角的立体画面，实现视角的扩大。 东芝裸眼立体屏内置6轴加速计传感器，它通过显示屏的倾斜数据来计算用户的面部位置并进一步确定观看点，内部软件算法则用来变化视角以呈现给用户适宜的立体画面。假设用户总是垂直观看屏幕，当显示屏倾斜时用户看到的仍旧是正常的立体画面视角从之前的30%提高到了90度。2.4裸眼3D技术的应用 现如今应用裸眼3D的产品有很多。 夏普今天宣布已研发出世界上首款高画质裸眼3D移动触摸屏（支持2D/3D转换），该触摸屏的问世也为任天堂研发裸眼3DS掌机计划铺平了道路。 2013年3月，美国惠普公司宣布，他们研发出一种新型裸眼3D技术，可用于安装在移动设备上。未来人们便可用肉眼直接观看手机上的3D图像。 除此之外，还有裸眼3D广告机，裸眼3D灯箱，裸眼3D笔记本等等。3、 总结 裸眼3D技术是图像制作领域的一场技术革命，是一次质的变化，它以新、特、奇的表现手法，强烈的视觉冲击力，良好优美的环境吸引人们的目光。广阔的市场前景，无限拓展的市场空间，数字化的应用技术，成熟完备的工艺技术使立体图像制品有着强大无限的生命力。立体影像技术的出现是在图像领域彩色代替黑白后又一次技术革命，也是电视机及显示器行业未来的发展趋势，掌握了裸眼立体影像技术，就是掌握了影像行业发展的金钥匙。参考文献大屏产业升级：裸眼3d的发展现状与面临的问题 来源 投影时代指向光源式裸眼3D技术-解读裸眼3D技术 来源解决裸眼3D问题或可与4K或8K技术联姻 来源Toshibas