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。裸眼3D就是讓我們擺脫特制眼鏡的束縛,讓計算機顯示的3d圖形,讓人眼看上就像真的一樣。裸眼3D技術(shù)
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。基于色彩學的有關(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。這一認識被廣泛應用于網(wǎng)頁或其他應用中對按鈕、3d線條的繪制。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合適,就完全可以在視覺上產(chǎn)生出不同效果的3d文字。
目前主流的裸眼3D技術(shù)手段有:狹縫式液晶光柵、柱狀透鏡、指向光源、主動式背光。
1、狹縫式液晶光柵。這種技術(shù)原理是在屏幕前加了一個狹縫式光柵之后,應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。
2、柱狀透鏡,這種技術(shù)原理是通過透鏡的折射原理,將左右眼對應的像素點分別投射在左右眼中,實現(xiàn)圖像分離。對比狹縫光柵技術(shù)最大的優(yōu)點是透鏡不會遮擋光線,所以亮度有了很大改善,
3、指向光源,簡單說來就是精確控制兩組屏幕分別向左右眼投射圖像。
4、主動式背光,采用光學微結(jié)構(gòu)構(gòu)成背光模組,背光發(fā)出的光束可以在電子器件的控制下調(diào)整方向。
裸眼3D技術(shù)原理
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。這一認識被廣泛應用于網(wǎng)頁或其他應用中對按鈕、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
光屏障式技術(shù)
光屏障式3D技術(shù)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。通過將左眼和右眼的可視畫面分開,使觀者看到3D影像。
這種技術(shù)的優(yōu)點是在成本上比較有優(yōu)勢,像夏普的3D手機和任天堂的3DS游戲機都是采用這種技術(shù)。不過采用這種技術(shù)的屏幕亮度偏低。
柱狀透鏡技術(shù)
柱狀透鏡技術(shù)也被稱為微柱透鏡3D技術(shù),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。
柱狀透鏡技術(shù)并不會像光屏障式那樣影響屏幕亮度,所以其比后者的顯示效果要好。
裸眼3D分類
從技術(shù)上來看,裸眼式3D可分為光屏障式柱狀透鏡技術(shù)和指向光源三種。裸眼式3D技術(shù)最大的優(yōu)勢便是擺脫了眼鏡的束縛,但是分辨率、可視角度和可視距離等方面還存在很多不足。
在觀看的時候,觀眾需要和顯示設備保持一定的位置才能看到3D效果的圖像(3D效果受視角影響較大),3D畫面和常見的偏光式3D技術(shù)和快門式3D技術(shù)尚有一定的差距。不過液晶面板行業(yè)巨頭友達光電,研發(fā)巨頭3M等已經(jīng)在積極進行研發(fā)。
優(yōu)缺點
光屏障式—光屏障式3D技術(shù)也被稱為視差屏障或視差障柵技術(shù),其原理和偏振式3D較為類似,是由夏普歐洲實驗室的工程師十余年的研究成功。光屏障式3D產(chǎn)品與既有的LCD液晶工藝兼容,因此在量產(chǎn)性和成本上較具優(yōu)勢,但采用此種技術(shù)的產(chǎn)品影像分辨率和亮度會下降。利用液晶層和偏振膜制造出一系列方向為90°的垂直條紋。
優(yōu)點:與既有的LCD液晶工藝兼容,因此在量產(chǎn)性和成本上較具優(yōu)勢
缺點:畫面亮度低,分辨率會隨著顯示器在同一時間播出影像的增加呈反比降低
柱狀透鏡—柱狀透鏡技術(shù)也被稱為雙凸透鏡或微柱透鏡3D技術(shù),其最大的優(yōu)勢便是其亮度不會受到影響。柱狀透鏡3D技術(shù)的原理是在液晶顯示屏的前面加上一層柱狀透鏡,
優(yōu)點:3D技術(shù)顯示效果更好,亮度不受到影響
缺點:相關(guān)制造與現(xiàn)有LCD液晶工藝不兼容,需要投資新的設備和生產(chǎn)線
指向光源—對指向光源3D技術(shù)投入較大精力的主要是3M公司,指向光源3D技術(shù)搭配兩組LED,配合快速反應的LCD面板和驅(qū)動方法,讓3D內(nèi)容以排序方式進入觀看者的左右眼互換影像產(chǎn)生視差,進而讓人眼感受到3D三維效果。前不久,3M公司剛剛展示了其研發(fā)成功的3D 光學膜,該產(chǎn)品的面試實現(xiàn)了無需佩戴 3D 眼鏡,就可以在手機,游戲機及其他手持設備中顯示真正的三維立體影像,極大地增強了基于移動設備的交流和互動。
優(yōu)點:分辨率、透光率方面能保證,不會影響既有的設計架構(gòu),3D顯示效果出色
缺點:技術(shù)尚在開發(fā),產(chǎn)品不成熟
總結(jié)
與傳統(tǒng)的3D技術(shù)需要3D眼鏡或者3D頭盔的支持相比,裸眼3D技術(shù)可以應用的范圍和場景都比較多,有顯示器、電視機,還有手機、游戲機等移動設備,也不僅僅能夠看電影、玩游戲,并且還能針對各種不同設備進行各種優(yōu)化,裸眼3D技術(shù)的發(fā)展?jié)摿是很大的。