與此前的快門(mén)式、偏振式3D顯示屏一起,LED 3D顯示屏有了更多競(jìng)爭(zhēng)性的技術(shù)樣式。究竟那一種才是3D顯示屏的未來(lái)主流,三種技術(shù)各有優(yōu)劣,都需要著重完善。尤其是偏振式和裸眼3D的市場(chǎng)斗艷為L(zhǎng)ED顯示屏的視覺(jué)享受帶來(lái)了新的升級(jí),二者也是目前備受市場(chǎng)看好的3D技術(shù)。
概念
主動(dòng)快門(mén)式3D技術(shù),英文為Active Shutter 3D,配合主動(dòng)式快門(mén)3D眼鏡使用。這種3D技術(shù)在電視和投影機(jī)上面應(yīng)用得最為廣泛,資源相對(duì)較多,而且圖像效果出色,受到很多廠商的采用,不過(guò)其匹配的3D眼鏡價(jià)格較高。
這種利用快門(mén)式3D技術(shù)設(shè)計(jì)的3D眼鏡主要通過(guò)提高畫(huà)面的快速刷新率(通常要達(dá)到120Hz)來(lái)實(shí)現(xiàn)3D效果,屬于主動(dòng)式3D技術(shù),又叫時(shí)分法遮光技術(shù)或液晶時(shí)分技術(shù)。當(dāng)3D信號(hào)輸入到顯示設(shè)備(諸如顯示屏、投影機(jī)等)后,圖像便以幀序列的格式實(shí)現(xiàn)左右?guī)惶娈a(chǎn)生,通過(guò)紅外發(fā)射器,藍(lán)牙等無(wú)線方式將這些幀信號(hào)傳輸出去,負(fù)責(zé)接收的3D電子眼鏡在刷新同步實(shí)現(xiàn)左右眼觀看對(duì)應(yīng)的圖像,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。
偏振式3D是一種應(yīng)用偏振光原理將左右眼圖像分離的技術(shù),在上世紀(jì)二十、三十年代,提出此原理時(shí)采用的是水平和垂直線偏振,很快人們就發(fā)現(xiàn)了采用垂直和水平線偏振由于人眼在水平和垂直這兩個(gè)方向上的視覺(jué)靈敏度不同,因而產(chǎn)生的效果不對(duì)稱,因此,隨即改為了左上45度和右上45度,這兩個(gè)方向上實(shí)現(xiàn)偏振使得雙眼的視覺(jué)完全對(duì)稱;但是,以上很快就又在實(shí)際應(yīng)用中被淘汰,原因是,使用線偏振系統(tǒng)當(dāng)人頭偏斜時(shí)“失偏”現(xiàn)象嚴(yán)重,當(dāng)偏斜接近45度時(shí)完全失去立體感覺(jué),因而,圓偏振技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,采用圓偏振系統(tǒng)時(shí),人頭偏斜對(duì)于立體視覺(jué)無(wú)影響。目前,仍然有不少的科普知識(shí)教育仍然使用水平、垂直的線偏振來(lái)描述偏振原理,是出于淺顯易懂,另外,在液晶顯示的很多場(chǎng)合仍然利用線偏振,和這里所述的立體顯示偏振技術(shù)的用途不同。
兩只眼睛除了瞄準(zhǔn)正前方以外,看任何一樣?xùn)|西,兩眼的視覺(jué)角度都不會(huì)相同。雖然差距很小,但經(jīng)視網(wǎng)膜傳到大腦里,腦子就用這微小的差距,產(chǎn)生遠(yuǎn)近的深度,從而產(chǎn)生立體感。一只眼睛雖然能看到物體,但對(duì)物體遠(yuǎn)近的距離卻不易分辨。根據(jù)這一原理,如果把同一景像,用兩只眼睛視角的差距制造出兩個(gè)影像,然后讓兩只眼睛一邊一個(gè),各看到自己一邊的影像,透過(guò)視網(wǎng)膜就可以使大腦產(chǎn)生景深的立體感了。各式各樣的立體演示技術(shù),也多是運(yùn)用這一原理。
裸眼3D,即是利用人兩眼具有視差的特性,在不需要任何輔助設(shè)備(如3D眼鏡,頭盔等)的情況下,即可獲得具有空間、深度的逼真立體形象的顯示系統(tǒng)。
目前,LED顯示屏的3D技術(shù)主要包含快門(mén)式、偏振式和裸眼式三種,但應(yīng)用前景更為光明的則屬于偏振式和裸眼式兩種了。本文將主要從偏振式和裸眼式兩種來(lái)討論LED 3D顯示屏的技術(shù)和市場(chǎng)對(duì)決。
早在上個(gè)世紀(jì)三十年代末,3D技術(shù)就已經(jīng)開(kāi)始被關(guān)注甚至研發(fā)出來(lái),但是LED顯示屏的3D技術(shù)卻是在我國(guó)最早出現(xiàn)的,其中,鄭州中原顯示成為全球第一家。
鄭州中原顯示技術(shù)有限公司始建于1988年,是我國(guó)大屏幕顯示的鼻祖,開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)大型彩色顯示的先河。1997年,中原顯示研發(fā)出世界上第一套電子快門(mén)型LED三維大屏幕,并在2010年4月份與中國(guó)圖像圖形學(xué)會(huì)立體專業(yè)技術(shù)委員會(huì)合作,首次制成了裸眼LED大屏幕。2011年,中原顯示宣告其研制的、具有完全獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白及具有中顯獨(dú)特技術(shù)的我國(guó)第一套偏光型(偏振型)三維LED大屏幕樣機(jī)完成。至此,中顯成為了世界上第一家可以生產(chǎn)“電子快門(mén)型、偏振型和裸眼型”這三大類三維LED大屏幕的企業(yè)。
經(jīng)過(guò)幾年的產(chǎn)品驗(yàn)證和市場(chǎng)推廣,三種技術(shù)類型的3D顯示屏都得到了快速的提升,也獲得了一定的市場(chǎng)應(yīng)用,但是需要解決的問(wèn)題也越來(lái)越迫切。
其中,快門(mén)型LED 3D顯示屏有幾大短板:
1. 立體顯示原理就是雙目視神經(jīng)給大腦中樞神經(jīng)報(bào)告看到了物象的不同視角,由中樞神經(jīng)主導(dǎo)隨時(shí)進(jìn)行高速運(yùn)算在“第三眼”產(chǎn)生立體圖像,但是對(duì)于電子快門(mén)型雙目不是同時(shí)看到物象,而是順序的,那么 怎樣進(jìn)行運(yùn)算呢,這就需要存儲(chǔ)器,拿什么作為存儲(chǔ)器呢?大腦細(xì)胞責(zé)無(wú)旁貸地?fù)?dān)當(dāng)了存儲(chǔ)器的任務(wù),因此,快門(mén)型立體顯示需要反覆地利用大腦細(xì)胞作為存儲(chǔ)器,因此看時(shí)間長(zhǎng)了疲乏感嚴(yán)重。
2. 在物象不是靜止的而是在進(jìn)行二維和三維運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生左右錯(cuò)位,而三維分辨率下降,為避免較大篇幅,這里不予贅述,但這明顯對(duì)于立體顯示效果而言是一個(gè)問(wèn)題。
3. 電子眼鏡的問(wèn)題,眼鏡是需要配備電池的,但是眼鏡必須要帶著才能欣賞電視節(jié)目,但是LED大屏幕是供公眾欣賞的,很多人同時(shí)配戴眼鏡,會(huì)不時(shí)地產(chǎn)生眼鏡問(wèn)題,比如電池接觸不良或者開(kāi)關(guān)失效等,這樣公眾場(chǎng)合下的使用眼鏡管理就成了問(wèn)題。
4. 再是畫(huà)面閃爍的問(wèn)題,3D眼鏡閃爍主要體現(xiàn)在主動(dòng)快門(mén)式3D眼鏡,3D眼鏡左右兩側(cè)開(kāi)閉的頻率均為50/60Hz,也就是說(shuō)兩個(gè)鏡片每秒各要開(kāi)合50/60次,即使是如此快速,用戶眼鏡仍然是可以感覺(jué)得到,如果長(zhǎng)時(shí)間觀看,眼球視神經(jīng)的負(fù)擔(dān)將會(huì)進(jìn)一步增加。
5. 其他的還有眼鏡的造價(jià)問(wèn)題,以及有人提出了電子快門(mén)系統(tǒng)由于顯示器需要發(fā)送電磁波,會(huì)不會(huì)誘發(fā)病變的問(wèn)題等,這比起前面而言是次要的了。偏振型LED 3D顯示屏存在著水平或垂直方向分辨率減半、亮度損失和成本較高兩方面壓力。因偏光原理,在普通情況下,使畫(huà)面在水平或者垂直這兩個(gè)方向上的一個(gè)分辨率減半,給實(shí)現(xiàn)雙路全高清分辨率3D影像帶來(lái)了困難,同時(shí)畫(huà)面亮度因偏振光原理受到損失,所以偏振式3D技術(shù)對(duì)顯示設(shè)備的要求較高。必須在面板外層加裝偏光層,所以造成面板成本增加,具體的解決辦法參見(jiàn)下述。
裸眼3D顯示屏最大的優(yōu)點(diǎn)在于解決了眼鏡問(wèn)題,但是在3D畫(huà)面呈現(xiàn)方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到其他形式的視覺(jué)效果。
從應(yīng)用終端來(lái)看,快門(mén)型和偏振型LED 3D顯示屏主要應(yīng)用于電影院線、教課演練、科學(xué)館、博物館等等場(chǎng)合,而裸眼3D顯示屏則主要應(yīng)用于戶內(nèi)外廣告宣傳,這是由于戶內(nèi)外廣告宣傳是給路人觀看,而過(guò)路人是不可以每人都佩戴立體眼鏡的,此時(shí)戴不戴眼鏡變?yōu)榱酥饕獑?wèn)題了。無(wú)論是哪一種形式,應(yīng)用空間存在較大前景,是LED顯示屏行業(yè)一個(gè)新興的細(xì)分市場(chǎng)。