顯示技術(shù)未來走向 裸眼3D技術(shù)成大勢(shì)所趨

    如今主流的3D立體顯示技術(shù)，仍然不能使我們擺脫特制眼鏡的束縛，這使得其應(yīng)用范圍以及使用舒適度都打了折扣。而且不少3D技術(shù)會(huì)讓長(zhǎng)時(shí)間的體驗(yàn)者有惡心眩暈等感覺.

    于是，3D立體顯示能夠持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力，就落到了裸眼3D顯示技術(shù)這一前沿科技身上。

    裸眼3D是發(fā)展的必然趨勢(shì)

    目前來看，裸眼3D技術(shù)還處于起步階段，但是各大操作系統(tǒng)都已經(jīng)意識(shí)到了3D顯示在未來的重要性。此前惠普個(gè)人系統(tǒng)集團(tuán)執(zhí)行副總裁ToddBradley透露，他們發(fā)現(xiàn)WebOS是第二大3D游戲平臺(tái)；諾基亞和英特爾都聲稱MeeGo是研發(fā)移動(dòng)裝置3D體驗(yàn)的最佳平臺(tái)。近日移動(dòng)研究院院長(zhǎng)黃曉慶也表示OPhone3.0也將加入裸眼3D技術(shù)。

    從上述信息來看，無論是硬件廠商還是軟件廠商，都將目光投向了3D技術(shù)，這對(duì)用戶來說，未來智能手機(jī)不僅會(huì)有更多優(yōu)質(zhì)的3D游戲誕生，其技術(shù)范圍還將延伸至更炫的UI界面，以及其他功能和應(yīng)用中。

    由于佩戴眼鏡觀看3D影片，局限性太強(qiáng)。使用感受也不是很好，未來裸眼3D將會(huì)是大趨勢(shì)。

    美國(guó)好萊塢導(dǎo)演詹姆斯?卡梅隆曾預(yù)測(cè)：裸眼3D技術(shù)將在8到10年內(nèi)普及。但是，就目前的市場(chǎng)形勢(shì)而言，裸眼3D現(xiàn)在只能算一個(gè)噱頭，距離真正進(jìn)入大眾消費(fèi)者生活，它還有很長(zhǎng)的路要走。

       計(jì)算機(jī)屏幕是平面二維的，我們之所以能欣賞到真如實(shí)物般的三維圖像，是因?yàn)轱@示在計(jì)算機(jī)屏幕上時(shí)色彩灰度的不同而使人眼產(chǎn)生視覺上的錯(cuò)覺，而將二維的計(jì)算機(jī)屏幕感知為三維圖像。基于色彩學(xué)的有關(guān)知識(shí)，三維物體邊緣的凸出部分一般顯高亮度色，而凹下去的部分由于受光線的遮擋而顯暗色。這一認(rèn)識(shí)被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)頁或其他應(yīng)用中對(duì)按鈕、3D線條的繪制。比如要繪制的3D文字，即在原始位置顯示高亮度顏色，而在左下或右上等位置用低亮度顏色勾勒出其輪廓，這樣在視覺上便會(huì)產(chǎn)生3D文字的效果。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可用完全一樣的字體在不同的位置分別繪制兩個(gè)不同顏色的2D文字，只要使兩個(gè)文字的坐標(biāo)合適，就完全可以在視覺上產(chǎn)生出不同效果的3D文字。   

  3D是three-Dimensional的縮寫，就是三維圖形。在計(jì)算機(jī)里顯示3D圖形，就是說在平面里顯示三維圖形。不像現(xiàn)實(shí)世界里，真實(shí)的三維空間，有真實(shí)的距離空間。計(jì)算機(jī)里只是看起來很像真實(shí)世界，因此在計(jì)算機(jī)顯示的3D圖形，就是讓人眼看上就像真的一樣。人眼有一個(gè)特性就是近大遠(yuǎn)小，就會(huì)形成立體感。

    主流裸眼3D顯示技術(shù)

    目前主要的裸眼3D顯示技術(shù)都是在以下這兩種技術(shù)的基礎(chǔ)上改良而成的。一是視差障壁技術(shù)，另一個(gè)為柱狀透鏡技術(shù)。

    視差障壁技術(shù)

    還記得高中物理的朋友，應(yīng)該知道電影院在放映3D電影時(shí)，廣泛采用的是偏振眼鏡法。而視差障壁(ParallaxBarrier)技術(shù)(它也被稱為視差屏障或視差障柵技術(shù))，與偏振眼鏡法有些相似，不過一個(gè)需要通過眼鏡，另一個(gè)卻不需要。視差障壁技術(shù)是由夏普歐洲實(shí)驗(yàn)室的工程師經(jīng)過十年研究所得。它的實(shí)現(xiàn)方法是使用一個(gè)開關(guān)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?yàn)?0°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(xì)條柵模式，稱之為“視差障壁”。而該技術(shù)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(yīng)該由左眼看到的圖像顯示在液晶屏上時(shí)，不透明的條紋會(huì)遮擋右眼；同理，應(yīng)該由右眼看到的圖像顯示在液晶屏上時(shí)，不透明的條紋會(huì)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。缺陷：由于背光遭到視差障壁的阻擋，所以亮度也會(huì)隨之降低，要看到高亮度的畫面比較困難。除此之外，分辨率也會(huì)隨著顯示器在同一時(shí)間播出影像的增加成反比降低，導(dǎo)致清晰度的降低。

    柱狀透鏡技術(shù)

    另一項(xiàng)名為柱狀透鏡(LenticularLens)的技術(shù)，也被稱為雙凸透鏡或微柱透鏡。它相比視差障壁技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是其亮度不會(huì)受到影響。它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(gè)柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個(gè)子像素，這樣透鏡就能以不同的方向投影每個(gè)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(huì)被放大，因此不能簡(jiǎn)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(fù)投射視區(qū)，而不是只投射一組視差圖像。

    之所以它的亮度不會(huì)受到影響，是因?yàn)橹鶢钔哥R不會(huì)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(shù)有異曲同工之處，所以分辨率仍是一個(gè)比較難解決的問題。

    另外補(bǔ)充一則改進(jìn)版的新技術(shù)：MLD技術(shù)  

    2009年4月，美國(guó)PureDepth公司宣布研發(fā)出改進(jìn)后的裸眼3D技術(shù)——MLD（multi-layerDisplay多層顯示），這種技術(shù)能夠通過一定間隔重疊的兩塊液晶面板，實(shí)現(xiàn)在不使用專用眼鏡的情況下，觀看文字及圖畫時(shí)所呈現(xiàn)3D影像的效果。與以往采用柱狀透鏡技術(shù)的裸眼3D顯示器相比，MLD技術(shù)具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

    一、觀看3D影像時(shí)，用戶不會(huì)產(chǎn)生眩暈、頭疼及眼睛疲勞等副作用；

    二、3D顯示時(shí)，屏幕的分辨率不會(huì)降低；

    三、可組合顯示文字等二維影像和3D影像；

    四、對(duì)觀看3D影像的視野及角度沒有太大的限制，通俗點(diǎn)說就是可視角度夠大。據(jù)悉，采用MLD技術(shù)的顯示設(shè)備已經(jīng)在美國(guó)拉斯維加斯的部分娛樂場(chǎng)所得到了應(yīng)用，并取得了良好的效果。

    還原世界的本質(zhì)，是人類永遠(yuǎn)的追求。從這個(gè)意義上說，3D的普及是一個(gè)大趨勢(shì)。但這個(gè)普及不是一蹴而就的，需要一個(gè)發(fā)展過程。就目前情況而言，雙目立體已經(jīng)被越來越多的人所了解和接受，雖然有“閃和不閃”技術(shù)之爭(zhēng)、戴眼鏡的不方便、播放內(nèi)容缺乏等因素，3D電視在家庭的占有率還是在穩(wěn)步增長(zhǎng)的。隨著立體拍攝技術(shù)的提高，片源庫的積累，制約3D普及的瓶頸問題正在被慢慢化解。裸眼3D的發(fā)展道路同樣要經(jīng)過漸進(jìn)的過程，一項(xiàng)新技術(shù)從被人了解到接受，需要市場(chǎng)的培育并檢驗(yàn)。  

    隨著技術(shù)的提升，曾被公認(rèn)為是3D普及瓶頸的3D眼鏡已不再是最大的影響，但如今3D能不能有日常化的“潛質(zhì)”，專業(yè)人士提出內(nèi)容制作是關(guān)鍵，立體顯示專家、天祿光電常務(wù)副總吳仲麟認(rèn)為，3D的發(fā)展會(huì)遵循“2D--雙目3D--裸眼3D--真3D”的過程。由于裸眼3D液晶屏前有光柵的阻擋，獲得的圖像分辨率下降，導(dǎo)致文字等一些信息“看不清楚”，而動(dòng)態(tài)圖像對(duì)分辨率的要求不高，因此目前裸眼立體顯示器應(yīng)用局限于商業(yè)領(lǐng)域，還無法進(jìn)入家庭普及，作為娛樂終端使用。同樣，內(nèi)容制作也是普及應(yīng)用的攔路虎之一。天祿光電作為業(yè)界的領(lǐng)軍企業(yè)，普及裸眼立體、造福消費(fèi)者必定責(zé)無旁貸。吳總透露目前天祿光電的研發(fā)團(tuán)隊(duì)一方面是改進(jìn)硬件以獲得更清晰的圖像，另一方面是把內(nèi)容制作軟件做成“傻瓜化”，并考慮在條件具備時(shí)，向?qū)I(yè)制作團(tuán)隊(duì)開放軟件，使內(nèi)容制作不再成為普及裸眼3D的障礙，真正的實(shí)現(xiàn)。

    眼鏡是最致命弱點(diǎn)

    電影畫面暗淡可能只是為3D電影減分，必須戴眼鏡則是3D電影最致命的弱點(diǎn)。《阿凡達(dá)》熱映同時(shí)也出現(xiàn)“暈3菜”這個(gè)網(wǎng)絡(luò)熱詞，佩戴3D眼鏡使觀眾出現(xiàn)的頭暈現(xiàn)象并不是個(gè)案。雖然目前已經(jīng)出現(xiàn)所謂“裸眼”3D技術(shù)，但目前還看不到大規(guī)模商用的跡象，未來幾年上映的3D電影，觀眾要想體驗(yàn)到3D效果，眼鏡仍然需要佩戴。

    要得到3D效果，立體觀看的方式有很多種，一般有時(shí)分式、互補(bǔ)色、偏振光、全息式等，但無論哪一種，以目前的技術(shù)水平，都需要用到對(duì)應(yīng)的3D眼鏡才能看到立體效果。3D眼鏡也一直在演變，從以前厚重鏡框到現(xiàn)在的輕便塑料或是硅膠套，佩戴舒適度應(yīng)該說比以前要好了許多，但是要看3D電影，這副眼鏡目前仍無法取掉。

    據(jù)悉，3D電影可以讓長(zhǎng)時(shí)間焦距固定在某個(gè)距離的眼睛得到鍛煉，但如果超過5分鐘，就會(huì)造成眼部疲勞。這和看電腦看多了是一個(gè)道理，而由于3D電影比普通的2D電影更刺激眼睛，一些人的不適感便會(huì)加重，比如可能出現(xiàn)頭暈、惡心等不適癥狀，這是“暈3菜”的由來。而為了保護(hù)兒童，意大利甚至禁止6歲以下的兒童觀看3D電影。

    我們相信，無論3D的普及有多大的困難，裸眼立體顯示技術(shù)部分替代雙目立體技術(shù)畢竟是大勢(shì)所趨。