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【解析】主流3D顯示技術你真的了解嗎?

發表時間:2010-03-22      點擊量:1365      來源:

主流3D顯示技術解析

    最近熱映的3D電影引爆了全世界觀眾對3D娛樂的無限熱情與強烈渴望。我們必須承認,3D正在以極快的速度正在全球范圍內普及。而世界上行動最快的國家當數英國,在轉播阿森納和曼聯隊的比賽首次應用3D技術之后,SKY TV英國天空廣播公司顯然想再度擴大3D英超轉播的受眾數,從而獲得更大的觀看人數。

    隨著南非世界杯將采用3D技術轉播的消息不斷流出,使得大眾對3D顯示的興趣更加濃厚。繼1080p全高清之后,3D儼然已經成為顯示設備下一個發展方向。


3D時代來到 南非世界杯將采用3D直播

    然而面對這樣一個逐漸興起的觀看理念,您真的做好準備了嗎?對于3D顯示技術,能給我們帶來什么?3D究竟是什么?面對這一連串的疑問,相信不少朋友還不能心知肚明。今天,我們就和大家一起對3D技術進行一個大致的介紹,對3D技術的分類進行較為系統的了解。

    準備好了嗎?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近,產生立體的視覺。3D電視正是利用這個原理,把左右眼所看到的影像分離,從而產生呼之欲出的立體視界。相比普通的2D畫面,3D畫面的縱深感更強、更逼真,讓觀眾有身臨其境的感覺。也正是由于這種身臨其境的視覺效果使得3D娛樂備受消費者推崇。

3D技術分類

    目前的3D技術可以分為裸眼式和眼鏡式兩大類別,裸眼式3D技術目前主要應用在商用顯示方面(以后還將應用于手機等顯示設備中);眼鏡式3D技術則集中于消費級市場,此次風靡全球的影片《阿凡達》采用的全部是眼鏡式3D技術。


3D你真的了解嗎?主流3D顯示技術解析

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

    色差式3D技術

 

  最早出現3D顯示技術就是色差式,從技術層面上來看也是最為初級的一種3D效果顯示方法,這種3D顯示的輔助設備只需購買一付紅青(紅淡藍)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,是用兩臺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面中。用肉眼觀看的話會呈現模糊的重影圖像,只有通過對應的紅藍等立體眼鏡才可以看到立體效果,就是對色彩進行紅色和藍色的過濾,紅色的影像通過紅色鏡片藍色通過藍色鏡片,兩只眼睛看到的不同影像在大腦中重疊呈現出3D立體效果。

 

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


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    快門式3D技術

 

  快門式3D技術可以為家庭用戶提供高品質的3D顯示效果,這種技術的實現需要一付主動式LCD快門眼鏡,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實現,從而產生了單幅圖像的3D深度感。其成本也比色差式3D顯示技術昂貴很多。

 

  快門式3D技術的原里是根據人眼對影像頻率的刷新時間來實現的,通過提高畫面的快速刷新率(至少要達到120Hz)左眼和右眼個60Hz的快速刷新圖象才會讓人對圖象不會產生抖動感,并且保持與2D視像相同的幀數,觀眾的兩只眼睛看到快速切換的不同畫面,并且在大腦中產生錯覺,便觀看到立體影像。

 

  不足:由于技術成本的制約其成本也較高,如果是同時約幾個朋友來看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,如果是每人獨自觀看的話那互動性就差了。

    偏光式3D技術

    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。

 

    在技術方式上,偏光式3D技術是被動接收所以也被稱為屬于被動式3D技術,輔助設備方面的成本較低,但對輸出設備的要求較高,所以非常適合商業影院等需要眾多觀眾的場所使用。

    不足:光線偏振系統的價格卻不菲對于家庭用戶來說實現起來并不容易。
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裸眼式3D技術

    裸眼式3D技術大多處于研發階段,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。

    目前已經有包括三星 在內的多家顯示器廠商都推出了免佩戴專業眼鏡就能看到3D立體畫面的顯示設備,它們最大的優勢就是可以人們完全不需要佩戴眼鏡就能體驗到身臨其境的效果。


3D你真的了解嗎?主流3D顯示技術解析

    這項技術一般被稱為“裸眼多視點”技術,也就是不通過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、有所區別的畫面,將它們反射到大腦,人就會產生立體感。它也利用了人眼的視差原理,通過給觀看者左右兩眼分別送去不同的畫面,從而達到立體的視覺效果。由于觀察著可以不佩戴眼鏡,因此這些技術非常適合在公共場所展示的大屏幕顯示器,便于多人觀賞。

    不過,裸眼3D顯示技術的缺點也非常明顯:人們在觀看屏幕時,必須位于一定的范圍內才能觀察到立體畫面,若距離屏幕位置太遠,或觀察角度太大的時候,3D效果并不明顯。此外,若離屏幕距離太緊,人會有明顯的頭暈現象,因此該技術暫時還不適合在小尺寸顯示器上使用。此外,這種技術在顯示效果方面相對較差。
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3D電影技術原理

    在看3D電影時,我們不僅能看到上下、左右方向的運動,還能夠看到離我們而去或者向我們而來的動作。3D電影會有這種效果,是因為我們看到的世界,已經過大腦處理。因為兩只眼睛位置的區別,每只眼睛看到的圖像都有細微的不同。大腦會將這些圖像處理成立體視覺,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完成吧。

  最常見的電影3D效果,是用“光分技術”來實現的。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。在上世紀拍攝3D電影時,人們會在一個鏡頭前加一塊水平方向的偏振片,只讓水平方向振動的光透過;另一個鏡頭前加垂直方向的偏振片。再將這兩個鏡頭并列,之間的距離和人眼之間距離差不多,就可以開始拍攝了。在播放時,讓觀眾戴上帶有偏振片的眼鏡,偏振方向和攝像機偏振片的方向相同。這樣,左眼的眼鏡就會完全濾掉右側攝像機拍攝的畫面,而右眼的眼鏡則濾掉左側攝像機的畫面。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顯示技術解析

  光分技術是被動式的3D電影技術。也就是說,它不需要控制眼鏡。色分技術也是這樣??赡苡行┤诉€會對上世紀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,這種電影投影出來像是印刷有偏差的彩色畫冊。戴上濾光眼鏡之后,眼前就能出現色彩鮮艷的立體場景。它最大的弱點是容易引起視覺疲勞,已經淡出電影制作領域了。直到2007 年,Dolby公司開發出Dolby 3D系統,色分技術才重新熱起來。借助放在放映機前的濾光片將投影機射出的光線分成紅綠藍三原色光,并分別投影到屏幕上。通過濾光眼鏡來分別接收這些光譜的高頻部分和低頻部分,同樣可以實現立體效果。該技術比傳統色分技術好得多。最重要的是,放映機裝上濾光片就可以放映3D電影,而取下濾光片,還可以放映傳統電影?!栋⒎策_》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,我們就會看到一個立體的世界。所以主動式3D電影技術采用了另一種思路———控制眼鏡的透光,讓每只眼睛看到其中一半的畫面。只要鏡片變黑的程序與顯示畫面同步,就能構成立體視覺?,F在顯卡大廠Nvidia已經在家用電腦上提供了這種產品,有些電影院也開始使用這種技術。但是它的成本較高。

  3D電影并非電影技術發展的唯一方向。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,且通過多種技術革新來保證在大屏幕上依然能獲得清晰良好的視覺效果,更容易讓觀眾產生身臨其境之感。在經過30年的發展之后,IMAX屏幕開始成為人們觀影的重要標準。這也是許多文章鼓勵大家去看3D+IMAX《阿凡達》的原因。

    寫在最后:目前我們所能接觸到的3D技術仍是眼鏡式3D技術居多,然而片源+眼鏡的額外開銷,一定不是3D所能帶給我們的最佳解決方案。據稱XpanD推出的新款3D眼鏡價格在125美金-150美金之間,約800-900多人民幣,6月份發售。只是不知道如此的價格,會有多少用戶為之買單?

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