裸眼3D技术几个主要难点

2012-07-23 10:54:57来源: 互联网

7月19日 2011年7月14日,日本东芝公司正式发布了具备裸眼3D功能的笔记本电脑F750。这款产品的诞生不仅在笔记本电脑行业引起了巨大波澜,对于整个消费电子行业来说也是个里程碑式的节点。因为伴随着这款裸眼3D笔记本电脑的发布,具备裸眼3D功能的电子产品已经渗透到几乎所有的消费电子领域,而不再局限于之前的游戏机、DC/DV等有限的领域。

 东芝在日本推出的12吋、20吋裸眼3D电视广告效果图  
  东芝在日本推出的12吋、20吋裸眼3D电视广告效果图

  事实上,今年年初开始在日本家电市场上已经出现了正式商品化了的裸眼3D电视,它们就是东芝推出的2款小尺寸裸眼3D电视(分别是12吋和20吋)。不过这两款产品的尺寸由于实在是有些小,因此还难以算作是真正的主流产品,它们推出之后在彩电行业和消费者之间也没有形成什么特别轰动的效应。

  那么对于普通消费者更具实际意义的32吋以上平板电视而言,现在都有哪些阻碍裸眼3D技术普及的难题?目前的裸眼3D技术发展状况又是什么情况?现在买电视时要不要考虑未来升级到“裸眼3D”的因素?本文将给你答案。

  裸眼3D技术也存在“内部竞争”

  “裸眼3D”只是一个功能性的描述词汇。如果再往下细分的话,裸眼3D技术也可以分成若干种完全不同的类型。不同的裸眼3D技术原理各不相同,最终的成像效果也各有千秋。可以说,裸眼3D技术本身仍然处于发展和变革之中,并没有达到特别完善的程度。

  目前比较常见,也相对比较成熟的裸眼3D技术有两种,一种是视差障壁(Barrier)式,另一种是柱状透镜(Lenticular Lens)式。其中显示面积较小的设备多选择前一种技术,而电视机、显示器等较大的设备更倾向于后一种技术。

两类主流裸眼3D技术各有千秋

  视差障壁(Barrier)式裸眼3D技术是利用特定的算法,将影像交互排列,然后通过设置在显示器背光源和液晶面板之间的视差屏障,,将左眼及右眼可视的画面分开。由于左眼或右眼观看屏幕的角度不同,利用这一角度差遮住光线就可将图像分配给左眼或右眼,经过用户大脑将这两幅有差别的图像合成为一幅具有空间深度信息的立体图像。

  目前比较常见,也相对比较成熟的裸眼3D技术有两种,一种是视差障壁(Barrier)式,另一种是柱状透镜(Lenticular Lens)式。其中显示面积较小的设备多选择前一种技术,而电视机、显示器等较大的设备更倾向于后一种技术。

  两类主流裸眼3D技术各有千秋

  视差障壁(Barrier)式裸眼3D技术是利用特定的算法,将影像交互排列,然后通过设置在显示器背光源和液晶面板之间的视差屏障,,将左眼及右眼可视的画面分开。由于左眼或右眼观看屏幕的角度不同,利用这一角度差遮住光线就可将图像分配给左眼或右眼,经过用户大脑将这两幅有差别的图像合成为一幅具有空间深度信息的立体图像。

  两类主流裸眼3D技术各有千秋

  这项技术出现的时间相对较长,也比较容易实现。但它的缺点也很明显,就是背光模块因为被视差障壁阻挡,使得亮度也随之降低。同时3D模式下屏幕的分辨率也会下降。例如夏普公司曾经推出过一款采用这种技术的裸眼3D显示器,在3D模式下不仅亮度只有2D模式的一半,分辨率也会下降到120dpi左右,只有2D模式下的一半。

  而柱状透镜(Lenticular Lens)式3D技术则是在LCD面板的最表层添加了一层密集的柱状透镜组,这样在每个柱透镜下面的图像的像素被分成几个子像素,样透镜就能以不同的方向投影每个子像素。于是双眼从不同的角度观看显示屏,就看到不同的子像。
 

两类主流裸眼3D技术各有千秋

  柱状透镜式裸眼3D技术的优点是,没有阻挡背光的模块,因此显示器亮度不受影响。但它对观众观看屏幕时的角度有较严格要求,如果角度不合适则可能无法看到三维效果。

  除了这两种裸眼3D技术,目前业内还有通过改变光源指向实现裸眼3D的技术(索尼),以及通过多层液晶屏叠加实现立体感的“MLD”技术等等。但这类技术要么处于实验室阶段,要么因为成本问题难以在电视机上实现,目前看来要成为未来主流裸眼3D技术的难度还比较大。

任天堂的3DS便携式游戏机就采用了视差障壁式3D技术

  目前已上市的裸眼3D设备中,视差障壁式3D技术是比较常见的类型,这种技术多运用在3D手机(夏普SH8168U)、便携式游戏机(任天堂 3DS)这类小尺寸的设备上。而东芝这次在国内展示的56吋3D电视则使用了柱状透镜技术,因为电视机对亮度、分辨率的要求较高,前者还难以胜任比较苛刻的应用环境。

  困扰裸眼3D技术的几个主要难点

  亮度、分辨率、视点、困扰裸眼3D技术的几大难点

  其实不管是那种裸眼3D技术,要实现大规模的商用化都还面临着不小的挑战。即便是前文叙述的比较成熟的视差障壁式裸眼3D技术和柱状透镜式3D技术,它们的优缺点也是互相之间相对而言的,如果真的要和现有的快门式3D技术或者偏光式3D技术相比,都还存在这不小的差距。

  不管是哪种裸眼3D技术,目前普遍面临的问题,也是最大的问题来自于3D模式下的分辨率。

  困扰裸眼3D技术的几个主要难点

  例如任天堂不久前发布的裸眼3D游戏机3DS,其主屏幕的分辨率是800×240,但是切换到3D模式下分辨率则变为400×240,即左右眼各对应一半的水平像素,因此最终玩家看到的3D画面,实质上也只有400×240的分辨率;而夏普、LG之前发布的裸眼3D手机也面临着同样的问题,只要切换到3D模式下,分辨率必然会出现较大程度损失。

  东芝刚刚展出的裸眼3D电视,仍处于开发中,具有3个最佳视点。但对于真正应用来说,3个视点显然还是不够的

  第二个问题是裸眼3D的视点问题。其实无论是任天堂的3DS游戏机,还是那些裸眼3D手机、3D相机、摄像机,如果想要观看到比较生动的3D效果,都需满足合适的角度和距离,否则轻则3D效果降低,严重的话只能看到充满了重影的影像。

  除了裸眼3D技术自身的不完善,另一影响裸眼3D电视普及的因素可以归纳为来自现有3D技术的阻碍,毕竟从成本、时效性等方面看,现有的3D技术比裸眼3D技术来得更加务实。

现有3D技术对裸眼3D也构成实质性挑战

  目前3D电视最常用的3D成像技术无外乎快门式3D和偏光式3D两种。这两种3D技术最大的特点,也可以说是共同的“劣势”,就是需要观众佩戴3D眼镜,否则就看不到3D立体效果。但除此之外,这两种3D技术还是有不少可取之处的。

现有3D技术对裸眼3D也构成实质性挑战  

  现有的偏光式3D技术已经将眼镜做到了高度轻量化,甚至可以以夹片的形式加装在普通近视镜的前方,不会大幅度降低观众的舒适度

  例如在对画质和观看体验最重要的几个方面:分辨率、亮度、可视角度上,现有的3D技术都具备裸眼3D技术难以在短时间内追赶得上的优势。比如说快门式3D电视,可以实现全高清的立体影像;而偏光式3D电视,则有着视觉舒适度高、观看角度大的优势,都直指裸眼3D技术的短板。

  快门式3D技术可以显示全高清的立体影像,如果面板的物理分辨率提升了,其3D分辨率也会随之提升

  更重要的是,现有的3D技术成本实在是便宜。例如主动快门式3D电视,基本上是在100Hz液晶电视的基础上增加一些驱动电路,就可以实现3D功能的升级,成本其实并不比普通2D 100Hz电视高多少。而偏光式3D电视也仅仅是在液晶面板端增加一层偏光膜,加上偏光眼镜非常之便宜,整体成本甚至比快门式3D电视更有优势。因此随着生产规模的攀升和价格的进一步下调,未来3D功能必然会成为所有平板电视的标准功能,3D电视也会成为一种非常普通的家电,而无需消费者为其支付太多的额外费用。

  我们可以设想,当裸眼3D电视遇到一种非常成熟、经济的3D电视的时候,即便拥有无需戴眼镜的优势,那么这种优势的胜算还会很大么?毕竟很多消费者只是希望在偶尔看电影的时候有立体视觉。而其他大多数情况下,依然还是习惯于常规的2D模式。

  综合上述种种因素,我们不难得出这么一个结论:那就是裸眼3D技术虽然方便,无需观众佩戴3D眼镜就能看到立体图像,但是在电视这种对图像质量要求较高的应用需求下,目前还不具备真正实用化的意义。因此我们现在并不能对裸眼3D电视的商用化进程抱有过分乐观的态度,在没有革命性的裸眼3D技术出现之前,使用舒适度稍差但画质、价格都较占优的眼镜式3D电视,仍然是我们普通消费者的首选。

关键字:裸眼3D

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0723/article_16501.html
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