戴眼鏡式平面3D顯示的原理及優(yōu)劣

平面電視3D成像逐漸成為電視發(fā)展的又一種趨勢，本文將簡單介紹戴眼鏡式平面3D顯示的原理及優(yōu)劣。

快門式平面3D原理是使用液晶制作的眼鏡片，兩片眼鏡片上交替控制，使兩片眼鏡鏡片交替透明-不透明改變，顯示器將左眼圖像和右眼圖像交替放映，即眼鏡片在顯示屏顯示左眼圖片時(shí)左鏡片透明，右鏡片不透明，只使人的左眼看到圖像；在顯示屏顯示右眼圖像時(shí)右鏡片透明，左鏡片不透明，只使人的右眼看到圖像，如此反復(fù)切換。當(dāng)切換頻率達(dá)到一秒50次時(shí)，大腦會認(rèn)為是在同時(shí)觀看，并將它們?nèi)诤蠟橐桓绷Ⅲw圖像。

各類顯示器在1秒內(nèi)顯示多幅圖像，以此來表現(xiàn)運(yùn)動過程。這是利用了人眼的視覺暫留特性，因?yàn)槿搜墼谔幚韴D像信息時(shí)是需要時(shí)間的。假設(shè)一個(gè)燈泡是亮、暗交替閃爍，當(dāng)閃爍速度慢時(shí)會看清楚閃爍的燈泡；當(dāng)閃爍頻率增加到一定程度后，人眼將不會察覺到斷續(xù)的閃爍，而是一個(gè)固定亮度的光。這種頻率叫做臨界閃爍頻率，一般達(dá)到每秒30-50次時(shí)不再有閃爍感。除此之外，臨界閃爍頻率值隨著光強(qiáng)的增加而增加，在光很弱時(shí)，閃爍頻率可降到5Hz，在高光強(qiáng)下會提高到50Hz左右，即在昏暗環(huán)境下燈泡1秒閃爍5次以上，人眼將看到的是一個(gè)恒定發(fā)光的燈泡，而將在比較亮的環(huán)境中則會又發(fā)現(xiàn)燈泡在閃爍。但只要閃爍頻率大于60Hz，無論光強(qiáng)如何，都會使大腦認(rèn)為是一副融合的恒定的圖像。在傳統(tǒng)電影放映時(shí)，電影放映機(jī)一秒放映24副圖像。由于兩幅圖片切換時(shí)會有暗場，在大銀幕亮度很大的環(huán)境下會讓人眼感受到難以忍受的閃爍，因此在每張圖片顯示中途用葉板擋一下，使同一張圖片出現(xiàn)兩次，變相增大了電影的切換頻率，達(dá)到了48次，從而消除了放映過程中的閃爍現(xiàn)象。現(xiàn)代數(shù)字放映也是類似思路，只不過是讓同一幅圖像在顯示期間內(nèi)重新出現(xiàn)了3次，大幅提高了切換頻率，因此在比較亮的銀幕環(huán)境下，人眼依舊感受到電影是連續(xù)、融合的。剛才介紹的電子快門式技術(shù)利用了人眼的視覺暫留特性，因此不需要放映設(shè)備為了3D圖像進(jìn)行專門改造，只需要切換頻率就能導(dǎo)入這項(xiàng)技術(shù)。但主動式電子快門最嚴(yán)重的缺點(diǎn)是亮度損失嚴(yán)重，每只眼睛實(shí)際上只能看到2D顯示約2/10的光。由于亮度較低，畫面的對比度和色彩顯示都會大打折扣，因此而影響3D畫面的圖像質(zhì)量。另一方面由于所佩戴的電子快門眼鏡帶有電池和開關(guān)電路，會不可避免地受到有價(jià)格和重量等因素制約發(fā)展，觀眾長期佩戴觀看也會由于不易避免的雙眼交叉效應(yīng)產(chǎn)生大腦和眼睛疲勞。偏振光式3D原理是佩戴一副鏡片為方向互相垂直的偏振片，一片鏡片為水平偏振片，一片為豎直偏振片，假設(shè)拍攝時(shí)左眼看到的畫面是水平偏振光，右眼看到的是豎直偏振光，顯示屏同時(shí)放映包含兩種偏振態(tài)的圖像，由于偏振片的過濾，左眼接收到只有左眼信息的水平偏振圖像，右眼接收到只有右眼信息的豎直偏振圖像，大腦將兩幅圖像處理融合，形成立體視覺。

此方法與電子快門式類似，皆用兩臺攝影機(jī)以微小角度錯(cuò)開拍攝模擬人眼視覺，將信號混合傳輸至顯示屏幕，再把左右眼圖像分別送入左右眼。偏振光式3D技術(shù)要在電視上實(shí)現(xiàn)，需要的成本較高，并且在觀看角度和顯示面積還有所限制。但由于偏振片眼鏡成本很低，所以在影院中大量使用。平面3D顯示除了上述兩種需戴眼鏡式技術(shù)之外，還有裸眼式3D。新開發(fā)出的裸眼3D技術(shù)有多層顯示MLD、景深融合技術(shù)DFD、掃描式背光立體顯示技術(shù)、掃描體積顯示和固體體積顯示等，都處于發(fā)展之中。裸眼3D顯示技術(shù)最大優(yōu)勢是擺脫了眼鏡束縛，但現(xiàn)在應(yīng)用在大尺寸屏幕上的效果并不理想，近看時(shí)會有很明顯的垂直陰影，3D效果并不明顯?，F(xiàn)在數(shù)字全息3D技術(shù)是效果最好的3D顯示技術(shù)，但要處理的數(shù)據(jù)量太大，還無法用于3D電視中。當(dāng)然還有很多在技術(shù)前沿探索的新型3D顯示技術(shù)，比如集成成像3D顯示，都有可能是未來實(shí)現(xiàn)裸眼式真3D顯示的新希望。

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