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[其它] 3D电视显示技术全解析

C.R.CAN

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发表于 2011-12-22 16:42:27 |只看该作者 |倒序浏览

3D在2010年的火爆程度超出了我们的想象，3d电视、3D投影、3D显示器、3D笔记本等等琳琅满目的3D产品告诉我们3D时代到了。当3D正在蔓延到我们的生活中时，还有一些朋友在迷惑：为什么平面的屏幕，能产生出彷佛东西都要从屏幕中跳出来，伸手就可以摸到的效果？这些效果是如何实现的呢？

3D到底是什么?
对于3D还有少数朋友对此概念是模糊的，选3个数投注就叫3D福彩，设计软件有3D-CAD和3D-max，进了电影院还有Dolby 3D、RealD 3D和MAX 3D，玩个电脑游戏还要最新的Direct 3D。如此多的3D我们所说的热门3D到底是什么？

3D电视带来的立体感受
2010年普及的3D是three-dimensional的缩写，就是三维立体图形。由于人的双眼观察物体的角度略有差异，因此能够辨别物体远近，产生立体的视觉。三维立体影像电视正是利用这个原理，把左右眼所看到的影像分离。3D液晶电视的立体显示效果，是通过在液晶面板上加上特殊的精密柱面透镜屏，将经过编码处理的3D视频影像独立送入人的左右眼，从而令用户能体验到立体的感觉，仿佛身临其境。同时3D电视也能兼容2D画面，对于普通电视节目的观看也是完全可以支持的。

3D影像的成像原理
人类的人眼是长在鼻子的两侧，而且是正朝前方，但是两个瞳孔有一定的距离，所以我们大脑接收眼睛发来的图像信号时，其实是两组图像重叠而成，而因为双眼位置的距离不同，所以在图像重叠区域里，我们看到的图像也会略有不同，这个现象在医学上叫做“视差”。

因为两眼的距离，所以我们能接收到更多信息
而我们之所以能够看到立体影像，就是因为我们大脑被这种“视差”现象所欺骗，根据两眼接收到不同图像信息，从而自动计算出物体的距离，从而形成了3D影像。

视觉成像原理图
想要让眼睛同时接收到两组不同，但是又相近的影像信息，就需要有相应的显示技术才可以达到让眼睛主动欺骗大脑的目的。现在主流的3D成像技术，是通过什么技术来实现的呢？
3D电视技术可细分出三种主要的类型：色差式、偏光式和主动快门式，也就是平常所说的色分法、光分法和时分法。目前主要依托为LED和 PDP两大产品品类，下面我们分别来介绍一下这三种3D电视技术的类型。

主流3D电视技术—色差式3D技术
最早出现3D显示技术就是色差式，从技术层面上来看也是最为初级的一种3D效果显示方法，这种3D显示的辅助设备只需购买一付红青(红淡蓝)色差眼镜就可以了。成本也最为低廉。

色差式眼镜
色差式3D显可以称为分色立体成像技术，是用两台不同视角上拍摄的影像分别以两种不同的颜色印制在同一副画面中。用肉眼观看的话会呈现模糊的重影图像，只有通过对应的红蓝等立体眼镜才可以看到立体效果，就是对色彩进行红色和蓝色的过滤，红色的影像通过红色镜片蓝色通过蓝色镜片，两只眼睛看到的不同影像在大脑中重叠呈现出3D立体效果。
不足：显示效果有限，3D效果体验不足但是其低廉的成本却使很多财力有限的3D影片爱好者选择他的一个主要原因。

主流3D电视技术—快门式3D技术
快门式3D技术可以为家庭用户提供高品质的3D显示效果，这种技术的实现需要一付主动式LCD快门眼镜，交替左眼和右眼看到的图象以至于你的大脑将两幅图像融合成一体来实现，从而产生了单幅图像的3D深度感。其成本也比色差式3D显示技术昂贵很多。目前三星、LG所推出的3D电视主要使用的就是这种3D显示技术。

主动快门式3D眼镜
快门式3D技术的原里是根据人眼对影像频率的刷新时间来实现的，通过提高画面的快速刷新率(至少要达到120Hz)左眼和右眼个60Hz的快速刷新图象才会让人对图象不会产生抖动感，并且保持与2D视像相同的帧数，观众的两只眼睛看到快速切换的不同画面，并且在大脑中产生错觉，便观看到立体影像。
不足：由于技术成本的制约其成本也较高，如果是同时约几个朋友来看3D电影的话就要每人都有一付这样的眼镜，这就需要花很多钱，如果是每人独自观看的话那互动性就差了。

主流3D电视技术—偏光式3D技术
偏光式3D也叫偏振式3D技术，属于被动式3D技术，眼镜价格也较为便宜，目前3D电影院、3D液晶电视等大多采用的是偏光式3D技术。和快门式3D技术一样，偏光式3D也细分出了很多种类，比如应用于投影机行业的偏光式3D需要两台以上性能参数完全相同的投影机才能实现3D效果，而应用于电视行业的偏光式3D技术则需要画面具有240Hz或者480Hz以上的刷新率，从实现的方式二者也存在很多差别。

偏振3D眼镜成像原理
在技术方式上，偏光式3D技术是被动接收所以也被称为属于被动式3D技术，辅助设备方面的成本较低，但对输出设备的要求较高，所以非常适合商业影院等需要众多观众的场所使用。
不足：光线偏振系统的价格却不菲对于家庭用户来说实现起来并不容易。

3D电视市场现状分析一
3D电视可以说是冰火两重天，一方面由于3D电影的热播，点燃了观众对3D电视的热情；另一方面由于目前3D电视价格过高、片源不足等因素的影响，让很多消费者在购买时还是持观望态度。
3D电视价格过高
对比目前3D电视与LED电视的均价不难发现，大多数3D电视的售价接近两万元，而同尺寸即使处于高端位置的LED型号，售价也只在万元出头一点，只有3D电视售价的一半左右。据业内人士透露，目前3D电视存在价格虚高的成分。而且除了3D电视本身之外，还得有专门的播放机，碟片等，这些价格也不菲。所以现在3D电视对于普通消费者来说，价格成了最主要的因素。

3D电视体验
3D片源不足
由于3D电视问世不久，国内现在还没正式公布3D电视编解码国家标准，这就对3D电视的发展带来了不利因素，所以目前3D电视技术还不成熟。影响3D电视普及的另一重要因素是片源严重不足，由于3D节目制作成本是普通电视节目的好几倍。这样就给节目制作方带来了更多的考虑，处于对成本的担心，再加上目前3D电视普及率很低，很多节目制作方不愿意花巨资投入到3D节目的制作。这样就造成了3D片源严重不足的状况。虽然现在很多厂家采用2D/3D技术，但是效果差了很多，不是很理想。

3D影像的成像原理
人类的人眼是长在鼻子的两侧，而且是正朝前方，但是两个瞳孔有一定的距离，所以我们大脑接收眼睛发来的图像信号时，其实是两组图像重叠而成，而因为双眼位置的距离不同，所以在图像重叠区域里，我们看到的图像也会略有不同，这个现象在医学上叫做“视差”。

因为两眼的距离，所以我们能接收到更多信息
而我们之所以能够看到立体影像，就是因为我们大脑被这种“视差”现象所欺骗，根据两眼接收到不同图像信息，从而自动计算出物体的距离，从而形成了3D影像。

视觉成像原理图
想要让眼睛同时接收到两组不同，但是又相近的影像信息，就需要有相应的显示技术才可以达到让眼睛主动欺骗大脑的目的。现在主流的3D成像技术，是通过什么技术来实现的呢？
3D电视技术可细分出三种主要的类型：色差式、偏光式和主动快门式，也就是平常所说的色分法、光分法和时分法。目前主要依托为LED和 PDP两大产品品类，下面我们分别来介绍一下这三种3D电视技术的类型。

裸眼3D成未来电视发展新趋势
目前索尼、三星、东芝等厂商都在研究裸眼3D技术，东芝表示已经成功研制全球首款无需专用眼镜、可裸眼观看的3D LCD电视，将于12月在日本率先上市。不过由于价格的制约裸眼3D要进入普通家庭用户还需要至少五年的时间。
裸眼式3D技术大多处于研发阶段，主要应用在工业商用显示市场，在一些大型的活动中已经成功运用。从技术上来看，裸眼式3D可分为光屏障式(Barrier)、柱状透镜(Lenticular Lens)技术和指向光源(Directional Backlight)三种。裸眼式3D技术最大的优势便是摆脱了眼镜的束缚，但是分辨率、可视角度和可视距离等方面还存在很多不足。

裸眼式3D电视
这项技术一般被称为“裸眼多视点”技术，也就是不通过任何工具就能让左右两只眼睛从显示屏幕上看到两幅具有视差的、有所区别的画面，将它们反射到大脑，人就会产生立体感。它也利用了人眼的视差原理，通过给观看者左右两眼分别送去不同的画面，从而达到立体的视觉效果。由于观察着可以不佩戴眼镜，因此这些技术非常适合在公共场所展示的大屏幕显示器，便于多人观赏。
目前的3D电视都需要佩戴3D眼镜才可以观看，而对于平时就戴眼镜的朋友来说非常不便，3D电视要想真正进入普通消费者家庭，必须突破眼镜的阻碍，实现裸眼3D效果，裸眼3D显示技术才是3D的真正未来。

来源：3D中国