扔掉眼镜 四种裸眼3D主流成像技术解析

▲东芝裸眼3D电视

　　一想到裸眼3D显示设备即将成为现实，笔者就忍不住的激动，但是相信很多朋友都和笔者一样，对裸眼3D如何实现很好奇。笔者通过强大的互联网对裸眼3D实现原理稍微了解了一下，今天就把笔者了解到的内容和大家分享一下。

　　通过视频先来提前体验一下裸眼3D

　　远在美国拉斯维加斯的CES2011大会虽然不是人人都能去的，但是我们可以通过互联网上的视频来体验一下裸眼3D的效果，相比较照片，我们在视频中可以清晰的感受到3D效果。

东芝20吋电视3D效果

70吋裸眼3D电视

　　光屏障式裸眼3D技术解析

　　光屏障式3D技术也被称为视差屏障或视差障栅技术，其原理和偏振式3D较为类似，是由夏普欧洲实验室的工程师十余年的研究成功。光屏障式3D产品与既有的LCD液晶工艺兼容，因此在量产性和成本上较具优势，但采用此种技术的产品影像分辨率和亮度会下降。光屏障式3D技术的实现方法是使用一个开关液晶屏、偏振膜和高分子液晶层，利用液晶层和偏振膜制造出一系列方向为90°的垂直条纹。

▲光屏障式3D技术示意图

　　这些条纹宽几十微米，通过它们的光就形成了垂直的细条栅模式，称之为“视差障壁”。而该技术正是利用了安置在背光模块及LCD面板间的视差障壁，在立体显示模式下，应该由左眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡右眼;同理，应该由右眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡左眼，通过将左眼和右眼的可视画面分开，使观者看到3D影像。

　　优点：与既有的LCD液晶工艺兼容，因此在量产性和成本上较具优势。

　　缺点：画面亮度低，分辨率会随着显示器在同一时间播出影像的增加呈反比降低。

　　柱状透镜裸眼3D技术

　　柱状透镜(Lenticular Lens)技术也被称为双凸透镜或微柱透镜3D技术，其最大的优势便是其亮度不会受到影响。柱状透镜3D技术的原理是在液晶显示屏的前面加上一层柱状透镜，使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上，这样在每个柱透镜下面的图像的像素被分成几个子像素，这样透镜就能以不同的方向投影每个子像素。于是双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素。不过像素间的间隙也会被放大，因此不能简单地叠加子像素。让柱透镜与像素列不是平行的，而是成一定的角度。这样就可以使每一组子像素重复投射视区，而不是只投射一组视差图像。

▲柱状透镜技术示意图

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　　之所以它的亮度不会受到影响，是因为柱状透镜不会阻挡背光，因此画面亮度能够得到很好地保障。不过由于它的3D显示基本原理仍与视差障壁技术有异曲同工之处，所以分辨率仍是一个比较难解决的问题。

　　优点：3D技术显示效果更好，亮度不受到影响。

　　缺点：相关制造与现有LCD液晶工艺不兼容，需要投资新的设备和生产线。

　　指向光源裸眼3D技术

　　对指向光源(Directional Backlight)3D技术投入较大精力的主要是3M公司，指向光源(Directional Backlight)3D技术搭配两组LED，配合快速反应的LCD面板和驱动方法，让3D内容以排序(sequential)方式进入观看者的左右眼互换影像产生视差，进而让人眼感受到3D三维效果。前不久，3M公司刚刚展示了其研发成功的3D 光学膜，该产品的面试实现了无需佩戴 3D 眼镜，就可以在手机，游戏机及其他手持设备中显示真正的三维立体影像，极大地增强了基于移动设备的交流和互动。

▲指向光源3D技术

　　优点：分辨率、透光率方面能保证，不会影响既有的设计架构，3D显示效果出色。

　　缺点：技术尚在开发，产品不成熟。

　　MLD裸眼3D技术

　　2009年4月，美国PureDepth公司宣布研发出改进后的裸眼3D技术——MLD(multi-layer display多层显示)，这种技术能够通过一定间隔重叠的两块液晶面板，实现在不使用专用眼镜的情况下，观看文字及图画时所呈现3D影像的效果。与以往采用柱状透镜技术的裸眼3D显示器相比，MLD技术具有以下几个优点：

▲采用MLD裸眼3D技术的显示设备

　　一、观看3D影像时，用户不会产生眩晕、头疼及眼睛疲劳等副作用;

　　二、3D显示时，屏幕的分辨率不会降低;

　　三、可组合显示文字等二维影像和3D影像;

　　四、对观看3D影像的视野及角度没有太大的限制，通俗点说就是可视角度够大。据悉，采用MLD技术的显示设备已经在美国拉斯维加斯的部分娱乐场所得到了应用，并取得了良好的效果。

　　东芝裸眼3D电视采用哪种技术呢？

　　从现场的介绍来看，东芝这款裸眼3D电视应该采用的是光屏障式3D技术，这种技术的优势在于与既有的LCD液晶工艺兼容，因此在量产性和成本上较具优势。

▲裸眼3D电视介绍

▲裸眼3D电视介绍

▲裸眼3D电视播放效果