裸眼3D顯示技術(shù)探究

很多影迷都在問(wèn)同樣一個(gè)問(wèn)題，何時(shí)才可以不依賴(lài)3D眼鏡就能方便地欣賞3D電影？其實(shí)針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，很多科技公司已經(jīng)研究出相應(yīng)的技術(shù)解決方案了，這就是一項(xiàng)被稱(chēng)為裸眼3D顯示的技術(shù)，這種技術(shù)能夠不通過(guò)任何工具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，并將其傳遞給大腦，從而使人產(chǎn)生立體感。它不僅能夠讓3D電影擺脫眼鏡的束縛，而且還能夠走進(jìn)我們的生活，應(yīng)用到電視機(jī)、顯示器、數(shù)碼相框上，使我們的影像生活變得更加精彩。

在剛剛過(guò)去的夏季電影市場(chǎng)，3D動(dòng)畫(huà)片與氣溫一樣火爆，《飛屋歷險(xiǎn)記》、《冰河世紀(jì)3》等重量級(jí)影片逼真的3D效果給觀眾帶來(lái)了前所未有的視覺(jué)享受。但是要欣賞這些3D電影，觀眾必須帶上特制的3D眼鏡，這讓很多人覺(jué)得不方便，而且長(zhǎng)時(shí)間觀看還可能導(dǎo)致某些觀眾出現(xiàn)雙眼疲勞甚至頭昏。

裸眼3D產(chǎn)品雖然層出不窮，但是在分辨率、可視角度和可視距離方面仍然存在不足，這也是未來(lái)各個(gè)廠商都要努力突破的技術(shù)難點(diǎn)。由于技術(shù)的原理所限，目前裸眼3D顯示產(chǎn)品的分辨率普遍不太高，顯示效果要進(jìn)行提升比較困難，這對(duì)于習(xí)慣了高清節(jié)目的觀眾來(lái)說(shuō)就比較難以忍受?？梢暯嵌纫彩且粋€(gè)急待解決的問(wèn)題，目前的產(chǎn)品，人們?cè)谟^看屏幕時(shí)，必須位于一定的范圍內(nèi)才能觀看到立體畫(huà)面，若觀看角度太大，3D效果就會(huì)顯得不那么明顯。另外可視距離也是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題，如果觀看者距離屏幕位置太遠(yuǎn)同樣會(huì)使3D效果大打折扣，而離屏幕距離太近的話，人又容易出現(xiàn)明顯的頭暈現(xiàn)象。

裸眼3D顯示在觀看的時(shí)候，觀眾需要和顯示設(shè)備保持一定的位置才能看到3D效果的圖像（3D效果受視角影響較大），3D畫(huà)面和常見(jiàn)的偏光式3D技術(shù)和快門(mén)式3D技術(shù)尚有一定的差距。不過(guò)可以告訴讀者的是，液晶面板行業(yè)巨頭友達(dá)光電，研發(fā)巨頭3M等已經(jīng)在積極進(jìn)行研發(fā)，預(yù)計(jì)部分裸眼式3D顯示設(shè)備將于今明兩年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。當(dāng)前市面中裸眼3D顯示技術(shù)主要有以下幾種？

光屏障式（Barrier）

光屏障式3D技術(shù)也被稱(chēng)為視差屏障或視差障柵技術(shù)，其原理和偏振式3D較為類(lèi)似，是由夏普歐洲實(shí)驗(yàn)室的工程師十余年的研究成功。光屏障式3D產(chǎn)品與既有的LCD液晶工藝兼容，因此在量產(chǎn)性和成本上較具優(yōu)勢(shì)，但采用此種技術(shù)的產(chǎn)品影像分辨率和亮度會(huì)下降。光屏障式3D技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法是使用一個(gè)開(kāi)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。

光屏障式（Barrier）技術(shù)

這些條紋寬幾十微米，通過(guò)它們的光就形成了垂直的細(xì)條柵模式，稱(chēng)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(guò)將左眼和右眼的可視畫(huà)面分開(kāi)，使觀者看到3D影像。

優(yōu)點(diǎn)：與既有的LCD液晶工藝兼容，因此在量產(chǎn)性和成本上較具優(yōu)勢(shì)

缺點(diǎn)：畫(huà)面亮度低，分辨率會(huì)隨著顯示器在同一時(shí)間播出影像的增加呈反比降低

柱狀透鏡（Lenticular Lens）技術(shù)

柱狀透鏡（Lenticular Lens）技術(shù)也被稱(chēng)為雙凸透鏡或微柱透鏡3D技術(shù)，其最大的優(yōu)勢(shì)便是其亮度不會(huì)受到影響。柱狀透鏡3D技術(shù)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(guò)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。

柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)示意圖

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(huà)面亮度能夠得到很好地保障。不過(guò)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(wèn)題。

優(yōu)點(diǎn)：3D技術(shù)顯示效果更好，亮度不受到影響

缺點(diǎn)：相關(guān)制造與現(xiàn)有LCD液晶工藝不兼容，需要投資新的設(shè)備和生產(chǎn)線。

指向光源（Directional Backlight）技術(shù)

3M的指向光源3D技術(shù)

對(duì)指向光源（Directional Backlight）3D技術(shù)投入較大精力的主要是3M公司，指向光源（Directional Backlight）3D技術(shù)搭配兩組LED,配合快速反應(yīng)的LCD面板和驅(qū)動(dòng)方法，讓3D內(nèi)容以排序（sequential）方式進(jìn)入觀看者的左右眼互換影像產(chǎn)生視差，進(jìn)而讓人眼感受到3D三維效果。前不久，3M公司剛剛展示了其研發(fā)成功的3D 光學(xué)膜，該產(chǎn)品的面試實(shí)現(xiàn)了無(wú)需佩戴 3D 眼鏡，就可以在手機(jī)，游戲機(jī)及其他手持設(shè)備中顯示真正的三維立體影像，極大地增強(qiáng)了基于移動(dòng)設(shè)備的交流和互動(dòng)。

優(yōu)點(diǎn)：分辨率、透光率方面能保證，不會(huì)影響既有的設(shè)計(jì)架構(gòu)，3D顯示效果出色

缺點(diǎn)：技術(shù)尚在開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品不成熟

其他裸眼3D技術(shù)

在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-layer display多層顯示），這種技術(shù)能夠通過(guò)一定間隔重疊的兩塊液晶面板，實(shí)現(xiàn)在不使用專(zhuān)用眼鏡的情況下，觀看文字及圖畫(huà)時(shí)所呈現(xiàn)3D影像的效果。

另外，國(guó)內(nèi)廠商歐亞寶龍旗下的Bolod裸眼3D顯示器如今已經(jīng)發(fā)展到第四代，產(chǎn)品也全部實(shí)現(xiàn)高清顯示，在國(guó)內(nèi)的3D顯示行業(yè)處于領(lǐng)先位置。當(dāng)然，由于非市場(chǎng)主流，對(duì)于MLD技術(shù)和Bolod裸眼3D顯示器，我們此次只做簡(jiǎn)單的了解，不做深入技術(shù)性探討。

縱觀3D技術(shù)已成功應(yīng)用到了數(shù)字顯示領(lǐng)域，而作為新起之秀的裸眼3D顯示技術(shù)必將青出于藍(lán)而勝于藍(lán)，未來(lái)裸眼3D顯示技術(shù)發(fā)展前景不可限量！