- 裸眼3D
裸眼3D簡介
3d是three-dimensional的縮寫,就是三維圖形。在計算機里顯示3d圖形,就是說在平面里顯示三維圖形。不像現(xiàn)實世界里,真實的三維空間,有真實的距離空間。計算機里只是看起來很像真實世界,因此在計算機顯示的3d圖形,就是讓人眼看上就像真的一樣。人眼有一個特性就是近大遠小,就會形成立體感。
計算機屏幕是平面二維的,我們之所以能欣賞到真如實物般的三維圖像,是因為顯示在計算機屏幕上時色彩灰度的不同而使人眼產(chǎn)生視覺上的錯覺,而將二維的計算機屏幕感知為三維圖像?;谏蕦W(xué)的有關(guān)知識,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,這樣在視覺上便會產(chǎn)生3d文字的效果。具體實現(xiàn)時,可用完全一樣的字體在不同的位置分別繪制兩個不同顏色的2d文字,只要使兩個文字的坐標(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)會讓長時間的體驗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)資料參考自微型計算機官方網(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,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,不過一個需要通過眼鏡,另一個卻不需要。視差障壁技術(shù)是由夏普歐洲實驗室的工程師經(jīng)過十年研究所得。它的實現(xiàn)方法是使用一個開關(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為90°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,不透明的條紋會遮擋右眼;同理,應(yīng)該由右眼看到的圖像顯示在液晶屏上時,不透明的條紋會遮擋左眼,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,分辨率也會隨著顯示器在同一時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)點是其亮度不會受到影響。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,這樣在每個柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個子像素,這樣透鏡就能以不同的方向投影每個子像素。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受到影響,是因為柱狀透鏡不會阻擋背光,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比較難解決的問題。
另外補充一則改進版的新技術(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,實現(xiàn)在不使用專用眼鏡的情況下,觀看文字及圖畫時所呈現(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)具有以下幾個優(yōu)點:
一、觀看3D影像時,用戶不會產(chǎn)生眩暈、頭疼及眼睛疲勞等副作用;
二、3D顯示時,屏幕的分辨率不會降低;
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
任天堂公司為了推動已經(jīng)發(fā)布5年的DS游戲機需求,計劃推出新的3DS掌上游戲機,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)用于部分手機上,但不適合大屏電視。
任天堂3DS實機圖片據(jù)任天堂公司介紹,新便攜游戲機被命名為Nintendo 3DS(N3DS),將在4月開始的新財年里發(fā)布,并可玩為原先DS型號游戲機制作的游戲。任天堂拒絕透露新游戲的價格和發(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、電影中運用的3D功能技術(shù)運用在游戲里,并將以次作為抗衡索尼和蘋果等推出的便攜式設(shè)備、游戲機等。“裸眼技術(shù)”進行3D表現(xiàn),將會令“N3DS”成為世界上首個在游戲機上普及該技術(shù)的主機。 報道還透露說,N3DS將新配一根3D控制棒,雖然不清楚具體細節(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掌機的WiFi無線傳輸和電池續(xù)航性能都將得到進一步提升,為了增加實際游戲效果,任天堂為3DS新添加了震動功能。按照任天堂的計劃,他們將在今夏的E3大展上進一步展示N3DS掌機。 樂天證券的分析師YasuoImanaka表示,這肯定能刺激DS游戲機的需求,但要注意這只是便攜游戲機,如果你想看到電視或影院一樣逼真的3D畫面,你可能會失望。 索尼也計劃在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3月結(jié)束的本財年銷量可能出現(xiàn)歷史上首次年度下降。在聲明發(fā)布前,任天堂股價周二漲0.3%,收盤報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市場上一決勝負”。 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。“為獲得一定銷量,進行了戰(zhàn)略性定價”(大角)。預(yù)計銷售目標(biāo)為每月1000臺。
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公司——東芝移動顯示器共同開發(fā)的。
液晶面板的1個像素相當(dāng)于通常二維(2D)影像的9個像素。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,20英寸產(chǎn)品的像素數(shù)為1280×720(總像素為829萬4400),12英寸產(chǎn)品的像素數(shù)為466×350(總像素為147萬)。由于顯示2D影像時,1個像素的9視差上都被分配到相同影像,所以影像的精細度極高。
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。
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