擺脫束縛

蔣贊一

在我們的生活中，時常都能接觸到3D立體顯示的應(yīng)用。但如今主流的30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。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。

在剛剛過去的夏季電影市場，3D動畫片與氣溫一樣火爆，《飛屋歷險記》、《冰河世紀(jì)3》等重量級影片逼真的3D效果給觀眾帶來了前所未有的視覺享受。但是要欣賞這些3D電影，觀眾必須帶上特制的3D眼鏡，這讓很多人覺得不方便，而且長時間觀看還可能導(dǎo)致某些觀眾出現(xiàn)雙眼疲勞甚至頭昏。很多影迷都在問同樣一個問題，何時才可以不依賴3D眼鏡就能方便地欣賞3D電影?其實針對這個問題，很多科技公司已經(jīng)研究出相應(yīng)的技術(shù)解決方案了，這就是一項被稱為“裸眼3D顯示”的技術(shù)，這種技術(shù)能夠不通過任何工具讓左右兩只眼睛從顯示屏幕上看到兩幅具有視差的、有所區(qū)別的畫面，并將其傳遞給大腦，從而使人產(chǎn)生立體感。它不僅能夠讓3D電影擺脫眼鏡的束縛，而且還能夠走進(jìn)我們的生活，應(yīng)用到電視機、顯示器、數(shù)碼相框上，使我們的影像生活變得更加精彩。

主流裸眼3D顯示技術(shù)揭秘

本來要借助特殊眼鏡才能觀看到的3D立體影像，如何僅通過肉眼就能看到?你一定很好奇吧，首先我們就來了解—下裸眼3D顯示技術(shù)的實現(xiàn)原理。它的實現(xiàn)方式主要有兩種：一是視差障壁技術(shù)，另一個為柱狀透鏡技術(shù)，目前主要的裸眼3D顯示技術(shù)都是在這兩種技術(shù)的基礎(chǔ)上改良而成的。

視差障壁技術(shù)

對3D顯示技術(shù)有些了解的讀者可能知道電影院在放映3D電影時，廣泛采用的是偏振眼鏡法。而首先要介紹的視差障壁(Pamllax 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(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，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(圖1)。

不過該技術(shù)也存在—個較大的缺陷。就是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。

柱狀透鏡技術(shù)

另一項名為柱狀透鏡(LenticularLens)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(圖2)。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。

層出不窮的裸眼3D顯示產(chǎn)品

由于裸眼3D顯示技術(shù)具有良好的應(yīng)用前景，參與研究的廠商也在逐步增加。僅在目前，國內(nèi)外已經(jīng)有不少廠商實現(xiàn)了裸眼3D顯示產(chǎn)品的商業(yè)化應(yīng)用，而這些產(chǎn)品也涉及到多種領(lǐng)域，呈現(xiàn)出百花齊放的局面。

應(yīng)用最多——顯示器

顯示器是裸眼3D顯示技術(shù)運用得最多的產(chǎn)品。而提到顯示器，我們首先不得不提到裸眼3D顯示器領(lǐng)域曾經(jīng)的霸主——飛利浦。早在2006年，飛利浦就開始推廣3D顯示器，其在CES 2006上展出的42英寸裸眼3D顯示器樣機模型曾榮膺大會金獎。至今為止，飛利浦推出過22英寸、42英寸和56英寸的多款WOWvx 3D顯示器(圖3)，其采用的WOWvx技術(shù)到目前為止仍然是領(lǐng)先的裸眼3D顯示技術(shù)。但迫于金融危機的影響，飛利浦于今年4月表示將關(guān)閉3D顯示部門，并全面停止銷售3D顯示器，包括經(jīng)典的42英寸42-3D6W02顯示器。這對于裸眼3D顯示器的發(fā)展確實是一個非常大的損失。

飛利浦選擇了退出，但同樣有人選擇加入進(jìn)來，并且推出了一些最新的產(chǎn)品。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，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(圖41。

這一領(lǐng)域并非由國外廠商所獨霸，國內(nèi)同樣不乏在裸眼3D顯示器方面達(dá)到世界級水平的廠商。國內(nèi)廠商歐亞寶龍就曾接連推出過在當(dāng)時全球最大的61英寸以及103英寸的Bolod裸眼3D顯示器，并且這些產(chǎn)品都已經(jīng)正式推向市場(圖5)，在國內(nèi)的部分高校，電視臺以及大型科技企業(yè)中，你或許就能看到它的相關(guān)產(chǎn)品。據(jù)悉，它旗下的Bolod裸眼3D顯示器如今已經(jīng)發(fā)展到第四代，產(chǎn)品也全部實現(xiàn)高清顯示。國內(nèi)企業(yè)能有如此成就，無疑是讓人振奮的。

小屏也玩3D——數(shù)碼相框

3D顯示器僅是裸眼3D顯示技術(shù)應(yīng)用的一個方面，在數(shù)碼相框領(lǐng)域，同樣有廠商推出了相關(guān)的產(chǎn)品。想想看，數(shù)碼相框中的普通圖片“變成”具有3D立體效果的圖片，照片中的人物、事物呼之欲出，是不是很有意思。在國內(nèi)市場中，目前在售的就有掌網(wǎng)公司推出的3Dinlife裸眼3D數(shù)碼相框。它是通過軟件計算后利用偏光原理，把拍攝的圖片或視頻分別折射到人的雙眼，使雙眼在同一時間看到不同的圖像從而感知到3D立體畫面(圖6)。雖然在實際使用中，該數(shù)碼相框還存在著諸如畫面亮度不高，圖片效果一般等需要進(jìn)一步改進(jìn)的問題，但普通照片能這樣輕松地變得立體，如此新奇的體驗

還是值得肯定的。

國際大廠也不甘寂寞，富士公司就在不久前發(fā)布了自己的裸眼3D數(shù)碼相框FinePix REAL 3D V1，其尺寸為8英寸。在顯示正常的照片時，它的分辨率能達(dá)到800×600，但在3D顯示時，分辨率就會降為400×600。另外它還支持“視差調(diào)整”的調(diào)節(jié)，用戶可hang／／調(diào)整不同的3D立體程度和顯示效果(圖7)。不過由于其發(fā)布時間較短，具體效果還有待考驗。

節(jié)目不再是問題——電視里的3D頻道

英國人似乎更加超前，他們甚至已經(jīng)將裸眼3D頻道納入了議事日程。英國BSkyB電視臺就透露他們有可能在明年開通一個全新的3D電視頻道，為用戶提供完全不一樣的3D觀看體驗。當(dāng)然，想要觀看3D頻道，用戶還需要得到3D電視終端和SKY HD機頂盒的支持，最新的3D機型可以實現(xiàn)裸眼3D的效果。如果你的電視機不是最新的3D機型，但具gr3D READY功能，也可以通過佩戴立體眼鏡的方式觀看到3D畫面。當(dāng)然，要想在家中獲得前所未有的新奇體驗，你所付出的代價也是不小的，整個花費可能達(dá)到3000英鎊，高昂的價格注定了在家觀賞裸眼3D節(jié)目暫時還是極小眾的行為(圖8)。也不知道什么時候，國內(nèi)的電視臺能開通個3D頻道，而電視廠商也能生產(chǎn)出廉價的3D電視機，讓我們也能享受到高科技帶來的樂趣。

寫在最后

裸眼3D產(chǎn)品雖然層出不窮，但是在分辨率、可視角度和可視距離方面仍然存在不足，這也是未來各個廠商都要努力突破的技術(shù)難點。由于技術(shù)的原理所限，目前裸眼3D顯示產(chǎn)品的分辨率普遍不太高，顯示效果要進(jìn)行提升比較困難，這對于習(xí)慣了高清節(jié)目的觀眾來說就比較難以忍受?？梢暯嵌纫彩且粋€急待解決的問題，目前的產(chǎn)品，人們在觀看屏幕時，必須位于一定的范圍內(nèi)才能觀看到立體畫面，若觀看角度太大，3D效果就會顯得不那么明顯。另外可視距離也是一個不容忽視的問題，如果觀看者距離屏幕位置太遠(yuǎn)同樣會使3D效果大打折扣，而離屏幕距離太近的話，人又容易出現(xiàn)明顯的頭暈現(xiàn)象。

以上這些問題，各個有志于在裸眼3D產(chǎn)品方面分一杯羹的廠商都在想盡辦法尋求解決方案，前面提到的WOWvx技術(shù)、MLD技術(shù)等都是其中的佼佼者，相信用不了多久，我們就可以擺脫3D眼鏡的束縛，盡情地去享受各種3D產(chǎn)品帶來的快感了!