3D电视技术.doc

3D技术 【家电英才网】 提供3D显示技术可以分为眼镜式和裸眼式两大类。裸眼3D目前主要用于公用商务场合，将来还会应用到手机等便携式设备上。而在家用消费领域，无论是显示器、投影机或者电视，现在都是需要配合3D眼镜使用。裸眼式3D裸眼式3D可分为光屏障式(Barrier)、柱状透镜(Lenticular Lens)技术和指向光源(Directional Backlight)三种。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。 在观看的时候，观众需要和显示设备保持一定的位置才能看到3D效果的图像(3D效果受视角影响较大)，3D画面和常见的偏光式3D技术和快门式3D技术尚有一定的差距。不过液晶面板行业巨头友达光电，研发巨头3M等已经在积极进行研发，预计部分裸眼式3D显示设备将于今明两年实现量产。 光屏障式 光屏障式3D技术也被称为视差屏障或视差障栅技术，其原理和偏振式3D较为类似，是由夏普欧洲实验室的工程师十余年的研究成功。光屏障式3D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，应该由左眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡右眼;同理，应该由右眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡左眼，通过将左眼和右眼的可视画面分开，使观者看到3D影像。 优点：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 缺点：画面亮度低，分辨率会随着显示器在同一时间播出影像的增加呈反比降低 柱状透镜 柱状透镜(Lenticular Lens)技术也被称为双凸透镜或微柱透镜3D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。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。 之所以它的亮度不会受到影响，是因为柱状透镜不会阻挡背光，因此画面亮度能够得到很好地保障。不过由于它的3D显示基本原理仍与视差障壁技术有异曲同工之处，所以分辨率仍是一个比较难解决的问题。 优点：3D技术显示效果更好，亮度不受到影响 缺点：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。 指向光源 3M的指向光源3D技术对指向光源(Directional Backlight)3D技术投入较大精力的主要是3M公司指向光源(Directional Backlight)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(sequential)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。前不久，3M公司刚刚展示了其研发成功的3D 光学膜，该产品的面试实现了无需佩戴 3D 眼镜，就可以在手机，游戏机及其他手持设备中显示真正的三维立体影像，极大地增强了基于移动设备的交流和互动。 优点：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 缺点：技术尚在开发，产品不成熟。眼睛式3D在眼镜式3D技术中，可以细分出三种主要的类型：色差式、偏光式（不闪式）和主动快门式，也就是平常所说的色分法、光分法和时分法。 色差式3D技术 色差式3D技术，英文为Anaglyphic 3D，配合使用的是被动式红-蓝（或者红-绿、红-青）滤色3D眼镜。这种技术历史最为悠久，成像原理简单，实现成本相当低廉，眼镜成本仅为几块钱，但是3D画面效果也是最差的。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。这样的方法容易使画面边缘产生偏色。由于效果较差，色差式3D技术没有广泛使用。 主动快门式3D技术 原理：主动快门式3D技术：英文为Active Shutter 3D，需要配合主动式快门3D眼镜使用。这种3D技术的原理是根据人眼对影像频率的刷新时间来实现的，通过提高画面的快速刷新率(至少要达到120Hz)左眼和右眼个60Hz的快速刷新图象才会让人对图象不会产生抖动感，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，便观看到全高清的立体影像。优势：主动快门式3D技术有残影少、3D效果突出的优点，而且该技术实现起来比较容易，屏幕成本较低，不论是电视、电脑屏幕还是投影机，只要更新频率能达到要求，就能导入这个技术，因此现在市面上大部份即将上市的 3D产品基本上都采用这个技术。 缺点：1.亮度大打折扣，带上这种加入黑膜的3D眼镜后，实际亮度差不多能降低一半左右。再者主动式快门眼镜受到液晶层的限制，镜片面积也不能做得太大，对部份的人来说，特别是有戴眼镜的朋友会很容易看到四周粗粗的黑框。 2. 主动快门式3D眼镜一直处于高速的开闭状态，长时间观看很容易造成人眼的疲劳，由于不同的帧变化间断时间和人的个体差异不同，眼镜的疲劳程度和 大脑的劳累速度也是不同的，最严重的长时间观看可能引发呕吐等现象。另外因为我国的日光灯等发光设备频率跟3D眼镜开合频率不同，灯光设备对观看3D画面 影响很大。 3. 3.限于3D眼镜的工作原理，还会引起所谓的“Crosstalk现象”，译成中文就是“串扰现象”，即眼镜快门的开合与左右图像是否完全同步，如果不能够完全同步将产生两幅影像之间的叠加，造成影像模糊，严重影响观看，即串扰现象。 4. 4.观看角度问题，由于液晶电视面板和3D眼镜都是采用液晶分子材质，因为偏转角透光的特性，佩戴3D眼镜观看3D影像时只能水平观看，不能倾斜，否则就欣赏不到3D效果，甚至会因为液晶屏幕和3D眼镜液晶分子偏转角透光冲突造成全黑现象。 5. 还有眼镜成本太高的缺点，市场上的主动快门式3D眼镜的价格基本都在1000人民币以上，而且各个厂商推出的3D眼镜并不能通 用3D眼镜无论是讯号的接收，还是两边液晶的闪动都是要耗去电力的，因此主动式快门眼镜还要不时的充电。另外，3D眼镜的辐射问题也不能不关注，因为快 门式3D眼镜为电子设备，镜片更是由液晶层做成，虽然功率都不大，但也肯定会产生辐射，再加上眼镜紧贴着眼睛，长时间佩戴可能对人眼造成伤害。 不闪式3D技术 原理：也称为偏光式3D技术或偏振式3D技术，英文为Polarization 3D，配合使用的是被动式偏光眼镜，价格比较便宜，很多影院都是采用这种技术。偏振式3D是利用光线有“振动方向”的原理来分解原始图像的，先通过把图像分为垂直向偏振光和水平向偏振光两组画面，然后3D眼镜左右分别采用不同偏振方向的偏光镜片，这样人的左右眼就能接收两组画面，再经过大脑合成立体影像。这种技术对辅助设备的要求较高，需要画面具有240Hz或者480Hz以上的刷新率。 偏光式3D是利用光线有“振动方向”的原理来分解原始图像的，先通过把图像分为垂直向偏振光和水平向偏振光两组画面，然后3D眼镜左右分别采用不同偏振方向的偏光镜片，这样人的左右眼就能接收两组画面，再经过大脑合成立体影像，在同一屏幕下显示两个画面，两只眼睛分别接收两个在屏幕上占一半的的画面导致清晰度减半3D效果也随之减半。 在偏光式3D系统中，市场中较为主流的有RealD 3D、MasterImage 3D、杜比3D三种，RealD 3D技术市占率最高，且不受面板类型的影响，可以使任何支持3D功能的电视还原出3D影像。在液晶电视上，应用偏光式3D技术要求电视具备240Hz以上刷新率，LG、康佳、TCL、海信、创维等品牌采用偏光式3D技术。 不闪式3D 电视方式是最接近实际感受立体感，最自然的方式。如同在电影院里享受生龙活虎的3D影像，能够同时看两个影像把分离左侧影像和右侧影像的特殊薄膜贴在3D电视表面和眼镜上。通过电视分离左右影像后同时送往眼镜，通过眼镜的过滤，把分离左右影像后送到各个眼睛，大脑再把这两个影像合成让人感受3D立体感。 优势：1.没有闪烁，能体现让眼睛非常舒适的3D影像。不闪式3D没有电力驱动，可舒适佩戴眼镜并且全然没有闪烁感。因此可以尽情享受让眼睛非常舒适的3D影像。看实际测量闪烁程度的数据就能知道数据几乎是零，不会有头晕的状态出现。 2. 可视角度广，观看不闪式3D电视时只要是在推荐距离内，在任何角度观看，它的画面效果、色彩表现力都不打折扣，可以在没有角度限制的情况下去享受完美震撼的3D影像。 3.能够用轻便舒适的眼镜享受3D影像。不闪式3D眼镜轻便、价格合理，还可以使用夹套眼镜让配戴眼镜的人也能舒服使用。 4.体现没有重叠画面的3D影像。画面重叠现象是因为右侧影像进入左侧眼睛或左侧影像进入右侧眼睛而发生的。不闪式3D所使用的特殊薄膜分离左右影像后体现3D影像，所以不会发生画面重叠现象享受好像看到活生生的真实物体的