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【解析】主流3D顯示技術(shù)你真的了解嗎?

發(fā)表時(shí)間:2010-03-22      點(diǎn)擊量:1366      來(lái)源:

主流3D顯示技術(shù)解析

    最近熱映的3D電影引爆了全世界觀眾對(duì)3D娛樂(lè)的無(wú)限熱情與強(qiáng)烈渴望。我們必須承認(rèn),3D正在以極快的速度正在全球范圍內(nèi)普及。而世界上行動(dòng)最快的國(guó)家當(dāng)數(shù)英國(guó),在轉(zhuǎn)播阿森納和曼聯(lián)隊(duì)的比賽首次應(yīng)用3D技術(shù)之后,SKY TV英國(guó)天空廣播公司顯然想再度擴(kuò)大3D英超轉(zhuǎn)播的受眾數(shù),從而獲得更大的觀看人數(shù)。

    隨著南非世界杯將采用3D技術(shù)轉(zhuǎn)播的消息不斷流出,使得大眾對(duì)3D顯示的興趣更加濃厚。繼1080p全高清之后,3D儼然已經(jīng)成為顯示設(shè)備下一個(gè)發(fā)展方向。


3D時(shí)代來(lái)到 南非世界杯將采用3D直播

    然而面對(duì)這樣一個(gè)逐漸興起的觀看理念,您真的做好準(zhǔn)備了嗎?對(duì)于3D顯示技術(shù),能給我們帶來(lái)什么?3D究竟是什么?面對(duì)這一連串的疑問(wèn),相信不少朋友還不能心知肚明。今天,我們就和大家一起對(duì)3D技術(shù)進(jìn)行一個(gè)大致的介紹,對(duì)3D技術(shù)的分類進(jìn)行較為系統(tǒng)的了解。

    準(zhǔn)備好了嗎?Here we go!
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什么是3D?

    3D即三維立體影像,由于人的雙眼觀察物體的角度略有差異,因此能夠辨別物體遠(yuǎn)近,產(chǎn)生立體的視覺(jué)。3D電視正是利用這個(gè)原理,把左右眼所看到的影像分離,從而產(chǎn)生呼之欲出的立體視界。相比普通的2D畫(huà)面,3D畫(huà)面的縱深感更強(qiáng)、更逼真,讓觀眾有身臨其境的感覺(jué)。也正是由于這種身臨其境的視覺(jué)效果使得3D娛樂(lè)備受消費(fèi)者推崇。

3D技術(shù)分類

    目前的3D技術(shù)可以分為裸眼式和眼鏡式兩大類別,裸眼式3D技術(shù)目前主要應(yīng)用在商用顯示方面(以后還將應(yīng)用于手機(jī)等顯示設(shè)備中);眼鏡式3D技術(shù)則集中于消費(fèi)級(jí)市場(chǎng),此次風(fēng)靡全球的影片《阿凡達(dá)》采用的全部是眼鏡式3D技術(shù)。


3D你真的了解嗎?主流3D顯示技術(shù)解析

    如果細(xì)分的話,眼鏡式3D技術(shù)可分為色差式、快門(mén)式和偏光式(也叫色分法、時(shí)分法、光分法)三種,而裸眼式3D技術(shù)可分為透鏡陣列、屏障柵欄和指向光源三種,每種技術(shù)的原理和成像效果都有一定的差別。
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眼鏡式3D技術(shù)介紹

    色差式3D技術(shù)

 

  最早出現(xiàn)3D顯示技術(shù)就是色差式,從技術(shù)層面上來(lái)看也是最為初級(jí)的一種3D效果顯示方法,這種3D顯示的輔助設(shè)備只需購(gòu)買(mǎi)一付紅青(紅淡藍(lán))色差眼鏡就可以了。成本也最為低廉。

    色差式3D顯可以稱為分色立體成像技術(shù),是用兩臺(tái)不同視角上拍攝的影像分別以兩種不同的顏色印制在同一副畫(huà)面中。用肉眼觀看的話會(huì)呈現(xiàn)模糊的重影圖像,只有通過(guò)對(duì)應(yīng)的紅藍(lán)等立體眼鏡才可以看到立體效果,就是對(duì)色彩進(jìn)行紅色和藍(lán)色的過(guò)濾,紅色的影像通過(guò)紅色鏡片藍(lán)色通過(guò)藍(lán)色鏡片,兩只眼睛看到的不同影像在大腦中重疊呈現(xiàn)出3D立體效果。

 

  不足:顯示效果有限,3D效果體驗(yàn)不足但是其低廉的成本卻使很多財(cái)力有限的3D影片愛(ài)好者選擇他的一個(gè)主要原因。


3D你真的了解嗎?主流3D顯示技術(shù)解析

    快門(mén)式3D技術(shù)

 

  快門(mén)式3D技術(shù)可以為家庭用戶提供高品質(zhì)的3D顯示效果,這種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要一付主動(dòng)式LCD快門(mén)眼鏡,交替左眼和右眼看到的圖象以至于你的大腦將兩幅圖像融合成一體來(lái)實(shí)現(xiàn),從而產(chǎn)生了單幅圖像的3D深度感。其成本也比色差式3D顯示技術(shù)昂貴很多。

 

  快門(mén)式3D技術(shù)的原里是根據(jù)人眼對(duì)影像頻率的刷新時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的,通過(guò)提高畫(huà)面的快速刷新率(至少要達(dá)到120Hz)左眼和右眼個(gè)60Hz的快速刷新圖象才會(huì)讓人對(duì)圖象不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)感,并且保持與2D視像相同的幀數(shù),觀眾的兩只眼睛看到快速切換的不同畫(huà)面,并且在大腦中產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué),便觀看到立體影像。

 

  不足:由于技術(shù)成本的制約其成本也較高,如果是同時(shí)約幾個(gè)朋友來(lái)看3D電影的話就要每人都有一付這樣的眼鏡,這就需要花很多錢(qián),如果是每人獨(dú)自觀看的話那互動(dòng)性就差了。

    偏光式3D技術(shù)

    偏光式3D也叫偏振式3D技術(shù),屬于被動(dòng)式3D技術(shù),眼鏡價(jià)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(shù)。和快門(mén)式3D技術(shù)一樣,偏光式3D也細(xì)分出了很多種類,比如應(yīng)用于投影機(jī)行業(yè)的偏光式3D需要兩臺(tái)以上性能參數(shù)完全相同的投影機(jī)才能實(shí)現(xiàn)3D效果,而應(yīng)用于電視行業(yè)的偏光式3D技術(shù)則需要畫(huà)面具有240Hz或者480Hz以上的刷新率,從實(shí)現(xiàn)的方式二者也存在很多差別。

 

    在技術(shù)方式上,偏光式3D技術(shù)是被動(dòng)接收所以也被稱為屬于被動(dòng)式3D技術(shù),輔助設(shè)備方面的成本較低,但對(duì)輸出設(shè)備的要求較高,所以非常適合商業(yè)影院等需要眾多觀眾的場(chǎng)所使用。

    不足:光線偏振系統(tǒng)的價(jià)格卻不菲對(duì)于家庭用戶來(lái)說(shuō)實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不容易。
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裸眼式3D技術(shù)

    裸眼式3D技術(shù)大多處于研發(fā)階段,主要應(yīng)用在工業(yè)商用顯示市場(chǎng),所以大眾消費(fèi)者接觸的不多。從技術(shù)上來(lái)看,裸眼式3D可分為光屏障式(Barrier)、柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)和指向光源(Directional Backlight)三種。裸眼式3D技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)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。

    目前已經(jīng)有包括三星 在內(nèi)的多家顯示器廠商都推出了免佩戴專業(yè)眼鏡就能看到3D立體畫(huà)面的顯示設(shè)備,它們最大的優(yōu)勢(shì)就是可以人們完全不需要佩戴眼鏡就能體驗(yàn)到身臨其境的效果。


3D你真的了解嗎?主流3D顯示技術(shù)解析

    這項(xiàng)技術(shù)一般被稱為“裸眼多視點(diǎn)”技術(shù),也就是不通過(guò)任何工具就能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(huà)面,將它們反射到大腦,人就會(huì)產(chǎn)生立體感。它也利用了人眼的視差原理,通過(guò)給觀看者左右兩眼分別送去不同的畫(huà)面,從而達(dá)到立體的視覺(jué)效果。由于觀察著可以不佩戴眼鏡,因此這些技術(shù)非常適合在公共場(chǎng)所展示的大屏幕顯示器,便于多人觀賞。

    不過(guò),裸眼3D顯示技術(shù)的缺點(diǎn)也非常明顯:人們?cè)谟^看屏幕時(shí),必須位于一定的范圍內(nèi)才能觀察到立體畫(huà)面,若距離屏幕位置太遠(yuǎn),或觀察角度太大的時(shí)候,3D效果并不明顯。此外,若離屏幕距離太緊,人會(huì)有明顯的頭暈現(xiàn)象,因此該技術(shù)暫時(shí)還不適合在小尺寸顯示器上使用。此外,這種技術(shù)在顯示效果方面相對(duì)較差。
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3D電影技術(shù)原理

    在看3D電影時(shí),我們不僅能看到上下、左右方向的運(yùn)動(dòng),還能夠看到離我們而去或者向我們而來(lái)的動(dòng)作。3D電影會(huì)有這種效果,是因?yàn)槲覀兛吹降氖澜纾呀?jīng)過(guò)大腦處理。因?yàn)閮芍谎劬ξ恢玫膮^(qū)別,每只眼睛看到的圖像都有細(xì)微的不同。大腦會(huì)將這些圖像處理成立體視覺(jué),讓我們能夠分辨出距離感。3D電影原理就是如此———讓兩只眼睛分別接收到不同的圖像,剩下的就讓大腦自動(dòng)完成吧。

  最常見(jiàn)的電影3D效果,是用“光分技術(shù)”來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它依賴于偏振光和濾光片,讓每只眼睛只接收到一部分光,而濾掉另一部分。在上世紀(jì)拍攝3D電影時(shí),人們會(huì)在一個(gè)鏡頭前加一塊水平方向的偏振片,只讓水平方向振動(dòng)的光透過(guò);另一個(gè)鏡頭前加垂直方向的偏振片。再將這兩個(gè)鏡頭并列,之間的距離和人眼之間距離差不多,就可以開(kāi)始拍攝了。在播放時(shí),讓觀眾戴上帶有偏振片的眼鏡,偏振方向和攝像機(jī)偏振片的方向相同。這樣,左眼的眼鏡就會(huì)完全濾掉右側(cè)攝像機(jī)拍攝的畫(huà)面,而右眼的眼鏡則濾掉左側(cè)攝像機(jī)的畫(huà)面。這種3D電影要求觀眾必須坐得筆直。


3D你真的了解嗎?主流3D顯示技術(shù)解析

  光分技術(shù)是被動(dòng)式的3D電影技術(shù)。也就是說(shuō),它不需要控制眼鏡。色分技術(shù)也是這樣。可能有些人還會(huì)對(duì)上世紀(jì)80年代的立體電影記憶猶新———它的兩片眼鏡片顏色不同。如果不戴眼鏡的話,這種電影投影出來(lái)像是印刷有偏差的彩色畫(huà)冊(cè)。戴上濾光眼鏡之后,眼前就能出現(xiàn)色彩鮮艷的立體場(chǎng)景。它最大的弱點(diǎn)是容易引起視覺(jué)疲勞,已經(jīng)淡出電影制作領(lǐng)域了。直到2007 年,Dolby公司開(kāi)發(fā)出Dolby 3D系統(tǒng),色分技術(shù)才重新熱起來(lái)。借助放在放映機(jī)前的濾光片將投影機(jī)射出的光線分成紅綠藍(lán)三原色光,并分別投影到屏幕上。通過(guò)濾光眼鏡來(lái)分別接收這些光譜的高頻部分和低頻部分,同樣可以實(shí)現(xiàn)立體效果。該技術(shù)比傳統(tǒng)色分技術(shù)好得多。最重要的是,放映機(jī)裝上濾光片就可以放映3D電影,而取下濾光片,還可以放映傳統(tǒng)電影。《阿凡達(dá)》首映禮上,采用的就是Dolby 3D+IMAX。

  只要讓兩只眼睛看到的圖像精確的不同,我們就會(huì)看到一個(gè)立體的世界。所以主動(dòng)式3D電影技術(shù)采用了另一種思路———控制眼鏡的透光,讓每只眼睛看到其中一半的畫(huà)面。只要鏡片變黑的程序與顯示畫(huà)面同步,就能構(gòu)成立體視覺(jué)。現(xiàn)在顯卡大廠Nvidia已經(jīng)在家用電腦上提供了這種產(chǎn)品,有些電影院也開(kāi)始使用這種技術(shù)。但是它的成本較高。

  3D電影并非電影技術(shù)發(fā)展的唯一方向。例如“巨型超大銀幕”IMAX屏的可視面積比普通電影屏大上10倍左右,且通過(guò)多種技術(shù)革新來(lái)保證在大屏幕上依然能獲得清晰良好的視覺(jué)效果,更容易讓觀眾產(chǎn)生身臨其境之感。在經(jīng)過(guò)30年的發(fā)展之后,IMAX屏幕開(kāi)始成為人們觀影的重要標(biāo)準(zhǔn)。這也是許多文章鼓勵(lì)大家去看3D+IMAX《阿凡達(dá)》的原因。

    寫(xiě)在最后:目前我們所能接觸到的3D技術(shù)仍是眼鏡式3D技術(shù)居多,然而片源+眼鏡的額外開(kāi)銷(xiāo),一定不是3D所能帶給我們的最佳解決方案。據(jù)稱XpanD推出的新款3D眼鏡價(jià)格在125美金-150美金之間,約800-900多人民幣,6月份發(fā)售。只是不知道如此的價(jià)格,會(huì)有多少用戶為之買(mǎi)單?

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