3D立体显示技术是影像行业的最新、最前沿的高新技术,它是图像制作领域的一场技术革命,是一次质的变化,它以新、特、奇的表现手法,强烈地视觉冲出力,良好优美的环境感染力吸引着人们的目光。广阔的市场前景,无限拓展的市场空间,数字化的应用技术,巧夺天工的工艺技术使立体图像制品有着强大无限的生命力,其市场前景不可估量。
据显示器研调机构Displaybank估计,3D立体显示器正进入快速成长阶段,预估3D显示器市场,将由2008年1.4亿元大幅成长到2015年达158亿元;此外,3D显示器在全球显示器市场的渗透率也将由2008年的0.1%,成长到2015年达9.2%。
Magnetic Emersa Enabl3D 22" 裸眼立体显示器
由于立体视觉是基于视差而来,因此 3D 立体显示的基础就是要以人工方式来重现视差,简单说就是想办法让左右两眼分别看到不同的影像,藉以模拟出立体视觉。在这个基础之下发展出各式各样的 3D 立体显示技术,主要分为眼镜与裸眼两大类型。
1. 眼镜式3D立体显示器
为了满足像是电影等多人观看需求的应用,因此出现了以特制眼镜来同时提供多人观看的各种 3D 立体显示方式,并根据运作模式分为光谱立体显示技术、偏振立体显示技术和快门立体显示技术三种,但是在家用领域使用最多的还是采用偏振立体显示技术的偏振立体显示器。
常见的光源都会随机发出自然光和偏振光,偏振立体显示技术是用偏光滤镜或偏光片滤除特定角度偏振光以外的所有光,让0度的偏振光只进入右眼,90度的偏振光只进入左眼(也可用45度和135度的偏振光搭配)。两种偏振光分别搭载着两套画面,观众须带上专用的偏光眼镜,眼镜的两片镜片由偏光滤镜或偏光片制成,分别可以让0度和90度的偏振光通过,这样就完成了第二次过滤。目前,偏振立体显示技术的应用还主要应用于3D显示器和3D投影机上,早期必须使用双投影机加偏振光滤镜的方案,现在已经可以用单投影机来实现,不过都必须配合不破坏偏振光的金属投影幕才能使用。
Miracube G240M 偏振立体显示器
像搜维尔的Miracube G240M 偏振立体显示器就是采用偏振立体显示技术的3D立体显示器。Miracube的3D显示器能够提供高分辨率的3D立体图像!独特的滤镜技术扩大了视角,可支持多人同时浏览,视线丝毫不受影响。G240M创新的偏光技术提供给您前所未有的活动自由。
2. 裸眼3D立体显示器
虽然眼镜方式能满足多人共同观看的需求,不过观看时必须配戴特殊眼镜仍旧是个相当大的障碍,各家厂商于是投入不需要配戴特殊眼镜的裸视 3D 立体显示技术研发。
所谓的裸视 3D 立体显示技术,是指在不配戴任何特殊配件的状态下以裸眼视觉就能直接观看到 3D 立体显示的效果。虽然基本原理仍旧是让左右眼观看不同画面产生视差来营造立体感,不过前提是不配戴眼镜,因此必须透过特殊设计的萤幕来达成目标,柱状透镜和视差屏障是现今较主流的两种裸眼3D立体显示技术。
柱状透镜技术是在萤幕表面设置垂直排列的圆柱状凸透镜薄膜,透过透镜折射来控制光线行进方向,让左右两眼接受不同影像产生视差呈现立体效果。由于光线在通过凸透镜时,行进方向会折射而产生变化,因此只要将左右眼画面以纵向方式交错排列,再透过一连串紧密排列的柱状透镜,就能让左右眼看到各自的画面。柱状透镜方式的历史久远,应用范围也相当广泛,包括平面印刷或是萤幕显示器都能运用此方式来呈现 3D 立体画面,市面上常见的立体垫板等产品就是利用相同的原理所制作。除了呈现立体影像之外,柱状透镜还能用来呈现会随观看角度变化的影像。
视差屏障技术是在萤幕表面设置称为“视差屏障”的纵向栅栏状光学屏障来控制光线行进方向,让左右两眼接受不同影像产生视差达成立体显示效果。由于左右眼视线通过栅栏状视差屏障的角度不同,因此会看到后面萤幕的不同部分,只要将左右眼画面以纵向方式交错排列,就能让左右眼看到各自的画面产生立体感。
由于是采用遮蔽方式来达成立体显示效果,必须将萤幕分为左右两画面显示,因此水平解析度会降为原本的一半,而且画面亮度会下降。之外还会还有观看距离、角度与方向的限制,必须在规划的距离与角度内观看,画面转 90 度时就会无法呈现立体感。后续厂商研发许多技术来改善视差屏障式 3D 立体显示萤幕的先天限制,像是采用可开关的液晶薄膜来充当视差屏障,就能透过液晶屏障的开关来切换 2D / 3D 显示模式,液晶屏障排列方式也可以制作成水平与垂直两种方向,配合横拿与直拿的需求切换。
Exceptional3D 46"裸眼立体显示器
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Displaybank指出,3D显示器在新的应用市场领域方面,无论在技术上或者在成本上都有显著的改善与进步,现在已经有许多医学院、医疗体系、虚拟现实、工业公司与娱乐等市场开始采购3D显示器,想来3D立体显示器的市场将会越来越广阔。