裸眼3D

裸眼3D簡介　　

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。

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。

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。

主流裸眼3D顯示技術(shù)

（以下技術(shù)資料參考自微型計(jì)算機(jī)官方網(wǎng)站）

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)。

A.視差障壁技術(shù)

看過之前系列的文章的朋友，或者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（Parallax Barrier）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。

B.柱狀透鏡技術(shù)

另一項(xiàng)名為柱狀透鏡（Lenticular Lens）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)在美國拉斯維加斯的部分娛樂場所得到了應(yīng)用，并取得了良好的效果。

裸眼3D產(chǎn)品

裸眼3D游戲機(jī)

任天堂公司為了推動(dòng)已經(jīng)發(fā)布5年的DS游戲機(jī)需求，計(jì)劃推出新的3DS掌上游戲機(jī)，使用戶不需要特殊眼鏡就可玩三維游戲。為了完成裸眼3D效果，N3DS將采用夏普的視差屏障（parallaxbarrier）技術(shù)液晶屏，該液晶屏目前已經(jīng)被應(yīng)用于部分手機(jī)上，但不適合大屏電視。

任天堂3DS實(shí)機(jī)圖片據(jù)任天堂公司介紹，新便攜游戲機(jī)被命名為Nintendo 3DS（N3DS），將在4月開始的新財(cái)年里發(fā)布，并可玩為原先DS型號游戲機(jī)制作的游戲。任天堂拒絕透露新游戲的價(jià)格和發(fā)布日期，但表示將在6月舉行的洛杉磯E3視頻游戲貿(mào)易展上發(fā)布更多信息。

據(jù)日本媒體《日經(jīng)新聞》報(bào)道稱，N3DS的顯示屏將不到4寸，小于4.2寸的DSiLL。這次任天堂正式采用追加了電視、電影中運(yùn)用的3D功能技術(shù)運(yùn)用在游戲里，并將以次作為抗衡索尼和蘋果等推出的便攜式設(shè)備、游戲機(jī)等。“裸眼技術(shù)”進(jìn)行3D表現(xiàn)，將會(huì)令“N3DS”成為世界上首個(gè)在游戲機(jī)上普及該技術(shù)的主機(jī)。 報(bào)道還透露說，N3DS將新配一根3D控制棒，雖然不清楚具體細(xì)節(jié)，但是任天堂去年就已經(jīng)在日本拿到了該控制技術(shù)的專利權(quán)。此外，新3DS掌機(jī)的WiFi無線傳輸和電池續(xù)航性能都將得到進(jìn)一步提升，為了增加實(shí)際游戲效果，任天堂為3DS新添加了震動(dòng)功能。按照任天堂的計(jì)劃，他們將在今夏的E3大展上進(jìn)一步展示N3DS掌機(jī)。 樂天證券的分析師YasuoImanaka表示，這肯定能刺激DS游戲機(jī)的需求，但要注意這只是便攜游戲機(jī)，如果你想看到電視或影院一樣逼真的3D畫面，你可能會(huì)失望。 索尼也計(jì)劃在6月3D電視上市前推出針對PS3的3D游戲，PS3可通過升級軟件獲得3D性能。受阿凡達(dá)等科幻電影成功的啟發(fā)，電子制造商和軟件開發(fā)商都對3D電影寄予厚望，希望3D能推動(dòng)他們軟件和內(nèi)容的銷售。 任天堂DS游戲全球銷量超過了1.25億部，不過該公司預(yù)計(jì)3月結(jié)束的本財(cái)年銷量可能出現(xiàn)歷史上首次年度下降。在聲明發(fā)布前，任天堂股價(jià)周二漲0.3%，收盤報(bào)27970日元/股。

裸眼3D電視

東芝將于2010年12月下旬上市可裸眼觀看三維（3D）影像的液晶電視“Glass-Less REGZA GL1”。東芝的高級執(zhí)行常務(wù)董事兼Visual Products公司社長大角正明以本文開篇那句話闡述了東芝欲領(lǐng)先于其他公司推出產(chǎn)品的目標(biāo)。

“裸眼‘3D電視’是組合目前我們擁有的面板技術(shù)和引擎技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。雖然是技術(shù)導(dǎo)向型產(chǎn)品，不過還是希望在消費(fèi)市場上一決勝負(fù)”。 東芝將于2010年12月下旬上市可裸眼觀看三維（3D）影像的液晶電視“Glass-Less REGZA GL1”。東芝的高級執(zhí)行常務(wù)董事兼Visual Products公司社長大角正明以本文開篇那句話闡述了東芝欲領(lǐng)先于其他公司推出產(chǎn)品的目標(biāo)。 東芝將上市的是畫面尺寸為20英寸和12英寸的兩款產(chǎn)品。市場預(yù)估價(jià)格方面，20英寸產(chǎn)品為24萬日元左右，12英寸產(chǎn)品為12萬日元左右，采用了較低的定價(jià)。“為獲得一定銷量，進(jìn)行了戰(zhàn)略性定價(jià)”（大角）。預(yù)計(jì)銷售目標(biāo)為每月1000臺(tái)。

為使裸眼3D電視早日投產(chǎn)，東芝采用了不同于需要使用專用眼鏡的“CELL REGZA”3D液晶電視的技術(shù)。

在裸眼觀看3D影像顯示方面，采用在液晶面板前方配置雙凸透鏡的“全景圖像（Integral Imaging）方式”。液晶面板是與東芝的集團(tuán)公司——東芝移動(dòng)顯示器共同開發(fā)的。

液晶面板的1個(gè)像素相當(dāng)于通常二維（2D）影像的9個(gè)像素。采用了將RGB三色子像素沿縱向配置，然后將其沿9視差橫向排列的特殊像素排列方式。通過這些措施，在左右15度的視角范圍內(nèi)，“能夠觀看到既有銳度又很少有干涉條紋的3D影像”（東芝）。 顯示3D影像時(shí)，20英寸產(chǎn)品的像素?cái)?shù)為1280×720（總像素為829萬4400），12英寸產(chǎn)品的像素?cái)?shù)為466×350（總像素為147萬）。由于顯示2D影像時(shí)，1個(gè)像素的9視差上都被分配到相同影像，所以影像的精細(xì)度極高。

顯示影像的內(nèi)容方面，通過圖像處理，可將已有的2D影像和3D影像（左眼和右眼的兩視差）轉(zhuǎn)為9視差影像。20英寸產(chǎn)品上配備了微處理器“Cell Broadband Engine”和基于多視差轉(zhuǎn)換用LSI的圖像處理電路。根據(jù)輸入影像來推定景深信息、生成9視差影像。