3D顯示器的新應(yīng)用

目前的3D影像顯示技術(shù)大致可分為兩類(lèi)：戴眼鏡式和裸眼式。究其原理通?；谌祟?lèi)以通過(guò)右眼和左眼所看到的物體的細(xì)微差異來(lái)感知物體的深度，從而識(shí)別出立體圖像的原理。問(wèn)題的關(guān)鍵在于如何將“右眼用”和“左眼用”兩組影視分別分配給左右眼。以往所使用的專(zhuān)用眼鏡便是用來(lái)解決這一問(wèn)題的一個(gè)工具。其原理是通過(guò)把兩組圖像和鏡頭分別設(shè)為不同的顏色，使其中的一組影視只進(jìn)入左眼或右眼即可。

曾經(jīng)出現(xiàn)的各種立體眼鏡有很多，如Anaglyph 3D Glasses——紅綠或紅藍(lán)眼鏡，被用于3D網(wǎng)站、立體電影或電視節(jié)目、立體電玩以及立體照片；Polarized 3D Glasses——包含線偏極或圓偏極的3D眼鏡，主要用于立體雷射秀、立體動(dòng)感電影院及3D電影；Pulfrich3D Glasses——由一片深色鏡片及一片透明鏡片組成，用于立體電視節(jié)目、錄影帶及多媒體電腦影片；Shutter 3D Glasses——包含有線或無(wú)線液晶偏極3D眼鏡、同步信號(hào)發(fā)射器等，主要用于立體雷射秀、3D虛擬實(shí)境、立體電視節(jié)目；HMD頭盔式顯示器—使用微型顯示面板(micro-display)，用于立體電子游戲、3D虛擬實(shí)境。

自2004年夏普及飛利浦等廠商陸續(xù)開(kāi)發(fā)并成功量產(chǎn)3D顯示器以來(lái)，距今已數(shù)年，然而始終苦于價(jià)差懸殊及缺乏影像內(nèi)容，難以開(kāi)拓市場(chǎng)規(guī)模。奇美與三星雖相繼與PC游戲廠商合作，推出具備3D功能的顯示器及PDP TV，但采用傳統(tǒng)的技術(shù)，消費(fèi)者仍需配掛特殊眼鏡，方能觀賞3D影像，也降低了消費(fèi)者采用意愿。
飛利浦為無(wú)須配掛特殊眼鏡的3D顯示技術(shù)先驅(qū)之一，其雙凸透鏡技術(shù)相較于夏普發(fā)展的視差障壁技術(shù)(parallax barrier)，雖有制程較困難的缺點(diǎn)，但擁有較自然的畫(huà)質(zhì)及較高的輝度。此次Digital Signage Expo 2008展場(chǎng)中，飛利浦除展出其早已量產(chǎn)的42英寸及20英寸3D顯示器外，還展出由9片42英寸面板拼貼而成，約達(dá)126英寸的3D顯示器，這些3D顯示器均采用雙凸透鏡技術(shù)。其中，42英寸機(jī)型在2D模式下分辨率為Full HD(1920×1080)，而在3D模式下，由于飛利浦將上下左右均劃分為3個(gè)次像素，以提升可觀測(cè)3D影像的角度，分辨率減為640×360。而126英寸機(jī)型由于擁有尺寸較大的優(yōu)勢(shì)，相較舊有機(jī)型可觀測(cè)3D效果范圍更廣。

曾與飛利浦合資成立LPL的LG，亦展出了同樣采用雙凸透鏡技術(shù)的42英寸3D顯示器。相較于飛利浦的展品，LG的展品在2D模式下分辨率同樣是Full HD，亦為提升可觀測(cè)3D效果的距離，3D模式下其分辨率降為VGA(640×480)，但可觀測(cè)3D距離提升為7公尺。另外，LG的展品面板額緣較窄，僅29mm，使顯示器整機(jī)的重量與體積有效降低。

2008年，三星又發(fā)布了一款46英寸3D液晶顯示器，這款液晶顯示器也無(wú)須佩戴專(zhuān)用的3D眼鏡，只用裸眼就可以欣賞到栩栩如生的三維畫(huà)面了。但在觀看3D內(nèi)容時(shí)，需要和顯示器保持一段有效距離，在和顯示器距離較近時(shí)，我們不會(huì)看到3D的畫(huà)面，因此三星沒(méi)有推出小尺寸、針對(duì)桌面用戶的3D顯示器。
在美國(guó)拉斯維加斯舉辦的公用顯示器展會(huì)Digital Signage Expo 2008上，除傳統(tǒng)平面顯示器外，具備3D顯示功能的大尺寸顯示器亦吸引了眾多廠商目光。除多數(shù)廠商均采用由飛利浦開(kāi)發(fā)，且早已量產(chǎn)的雙凸透鏡(Lenticular)技術(shù)外，Provision更展出投影式3D顯示器，較一般3D平面顯示器更為逼真。美國(guó)廠商Provision推出的采用投影式技術(shù)的3D顯示器，同樣無(wú)須配掛特殊眼鏡，即可看到浮于空中的產(chǎn)品影像，較雙凸透鏡技術(shù)更為逼真。該技術(shù)相較于傳統(tǒng)將平面影像投射于霧中的投影式3D顯示技術(shù)，有效觀測(cè)距離更遠(yuǎn)，可達(dá)30公尺，視角也可達(dá)上下左右各60°。至于該投影式3D顯示器的主要應(yīng)用情境，據(jù)悉將以Kiosk（廣告亭）為主。Provision在Digital Signage Expo 2008展場(chǎng)中的展品即為1臺(tái)推廣飲料的Kiosk，上端透過(guò)3D顯示器展示該商品包裝外觀，而在機(jī)體側(cè)面的TFT-LCD則展示該商品的商品特性，透過(guò)圖文雙管齊下，吸引消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)商品。

現(xiàn)有3D顯示器技術(shù)多半利用人類(lèi)雙眼視差，使消費(fèi)者觀測(cè)出虛擬景深，但如此一來(lái)，長(zhǎng)久盯著3D顯示器容易產(chǎn)生眼睛疲勞、頸部酸痛現(xiàn)象。另外，現(xiàn)有3D顯示技術(shù)多將像素分割以制造視差，使3D模式分辨率將減為2D模式的一半，甚至更低，也影響了消費(fèi)者采購(gòu)意愿。在這些瓶頸短期內(nèi)難以突破狀況下，公用顯示器是否可能成為須需配掛特殊眼鏡的3D平面顯示技術(shù)的另一個(gè)天地呢？

公用顯示器與家用顯示器在應(yīng)用上相當(dāng)不同。首先，為吸引觀眾目光，公用顯示器常尺寸比一般家用電視更大，但由于觀測(cè)距離較遠(yuǎn)，公用顯示器對(duì)分辨率的要求較家用顯示器低。其次，公用顯示器主要功用為廣告，迅速吸引路過(guò)民眾，而非如家用顯示器，以觀賞影片為主要目的，因此，前述現(xiàn)行3D顯示技術(shù)的缺點(diǎn)，在公用顯示器的使用情境下重要性降低，故公用顯示器亦有可能成為3D顯示器邁向規(guī)模經(jīng)濟(jì)的活路。3D顯示器相較一般2D顯示器，有更吸引大眾目光的優(yōu)點(diǎn)，帶動(dòng)廣告效益能力大幅提升；一般而言，公用顯示器采購(gòu)量大，使經(jīng)濟(jì)規(guī)模較家用顯示器更容易建立，但優(yōu)越的質(zhì)量能否抵銷(xiāo)懸殊的價(jià)差仍將是3D顯示器在公用顯示器市場(chǎng)能否開(kāi)疆拓土的重大關(guān)鍵。

如前述，較適合用于公用顯示器的3D顯示技術(shù)，無(wú)論雙凸透鏡或投影技術(shù)，在材料及制程成本上，均遠(yuǎn)高于一般TFT-LCD，也使3D顯示器售價(jià)在現(xiàn)階段尚難降低。約為一般平面顯示器的3～4倍，如此一來(lái)，雖然3D顯示器可呈現(xiàn)一般顯示器無(wú)法顯示的景象，但由于技術(shù)仍有進(jìn)步空間加上價(jià)格難以降低，目前仍未成為消費(fèi)者與廣告主認(rèn)定必須擁有的條件。

正當(dāng)業(yè)界期盼3D技術(shù)能在下一代的電視機(jī)上流行時(shí)，已有日本廠商考慮先一步開(kāi)發(fā)出把3D影像導(dǎo)入行動(dòng)電話屏幕的方法。Seiko Epson最近在日本推出了預(yù)計(jì)在兩年內(nèi)上市的2.57英寸彩色液晶3D顯示器。這種3D液晶面板號(hào)稱(chēng)不需要采用特殊的玻璃。

要在手機(jī)屏幕上顯示3D影像是一項(xiàng)特殊的挑戰(zhàn)，最主要障礙在于無(wú)法確定用戶與屏幕之間的固定觀看距離。傳統(tǒng)上，3D顯示器給每只眼睛呈現(xiàn)稍微不同的影像；影像會(huì)首先被分開(kāi)，然后在液晶面板上被顯示出來(lái)。透鏡的鏡頭被放置在液晶面板的前面，以便于來(lái)自不同角度的影像不會(huì)同時(shí)抵達(dá)同一只眼睛。當(dāng)LCD面板與觀看者的眼睛之間設(shè)立了固定的距離時(shí)，3D影像的顯示就不需要附加的設(shè)備。行動(dòng)電話用戶常常要傾斜手機(jī)的LCD面板，因而造成觀看點(diǎn)的變化。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題采用的解決方案是從多個(gè)角度擷取物體的影像、然后把影像分離并在屏幕上盡可能多地顯示多幅圖像。對(duì)被顯示在屏幕上的物體來(lái)說(shuō)，被分離的影像越多，所產(chǎn)生的影像深度就越大。然而，連續(xù)地增加“分離”影像的數(shù)量，會(huì)降低3D影像的分辨率，因?yàn)樵贚CD面板上所采用的像素?cái)?shù)是一定的。

因?yàn)?D顯示器的發(fā)展目前并不十分受消費(fèi)者需求的驅(qū)動(dòng)，所以關(guān)鍵是把3D顯示的影像分辨率維持在與2D顯示的分辨率一樣。問(wèn)題在于如何在顯示平滑3D影像的同時(shí)維持它的高質(zhì)量。Seiko Epson的解決方案是抵達(dá)每一個(gè)觀看點(diǎn)的變窄的影像寬度，以及在它的LCD顯示器上形成的特殊像素隊(duì)列。當(dāng)觀看點(diǎn)水平地變化時(shí)，在觀看點(diǎn)上的影像寬度，是由同一影像的可觀看范圍來(lái)定義。通常該范圍被設(shè)置為62～65mm，類(lèi)似于右眼和左眼之間的距離。在這個(gè)間距上，LCD面板上可顯示的3D影像的數(shù)量被限制為4個(gè)。而Seiko Epson工程師把可觀看寬度收窄為31～32.5mm，這就允許8幅經(jīng)分離的3D影像被顯示在LCD面板上，因而創(chuàng)造更為平滑的3D觀看效果。這種方法還意味著你能看到的影像分辨率將下降為最初LCD面板影像分辨率的1/8。為解決這個(gè)問(wèn)題，Seiko Epson為形成一個(gè)像素的RGB點(diǎn)創(chuàng)造了新的校準(zhǔn)方法(alignment)，像是樓梯那樣安排各個(gè)RGB點(diǎn)，而不是在LCD面板上把每一個(gè)RGB點(diǎn)水平地排列。新的校準(zhǔn)方法把影像(分辨率)的退化最小化，水平方向減少至3/8，而垂直方向減少至1/3。人眼的特性對(duì)于水平分辨率會(huì)較敏感；利用一片1024×786像素的(XGA)LCD面板，據(jù)研究人員表示，已經(jīng)能夠成功地經(jīng)由觀看點(diǎn)顯示384×256像素(QVGA質(zhì)量)的3D影像。
在3D顯示器方面，為了提高影像的臨場(chǎng)感，并減輕長(zhǎng)時(shí)間觀看的視覺(jué)疲勞，需要開(kāi)發(fā)解析度高的顯示器。