裸眼3D顯示技術探究

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)研究出相應的技術解決方案了，這就是一項被稱為裸眼3D顯示的技術，這種技術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，而且還能夠走進我們的生活，應用到電視機、顯示器、數(shù)碼相框上，使我們的影像生活變得更加精彩。

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致某些觀眾出現(xiàn)雙眼疲勞甚至頭昏。

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難點。由于技術的原理所限，目前裸眼3D顯示產(chǎn)品的分辨率普遍不太高，顯示效果要進行提升比較困難，這對于習慣了高清節(jié)目的觀眾來說就比較難以忍受。可視角度也是一個急待解決的問題，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。

裸眼3D顯示在觀看的時候，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技術和快門式3D技術尚有一定的差距。不過可以告訴讀者的是，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)，預計部分裸眼式3D顯示設備將于今明兩年實現(xiàn)量產(chǎn)。當前市面中裸眼3D顯示技術主要有以下幾種？

光屏障式（Barrier）

光屏障式3D技術也被稱為視差屏障或視差障柵技術，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，但采用此種技術的產(chǎn)品影像分辨率和亮度會下降。光屏障式3D技術的實現(xiàn)方法是使用一個開關液晶屏、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。

光屏障式（Barrier）技術

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。

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（Lenticular Lens）技術

柱狀透鏡（Lenticular Lens）技術也被稱為雙凸透鏡或微柱透鏡3D技術，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投射視區(qū)，而不是只投射一組視差圖像。

柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術示意圖

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有異曲同工之處，所以分辨率仍是一個比較難解決的問題。

優(yōu)點：3D技術顯示效果更好，亮度不受到影響

缺點：相關制造與現(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（Directional Backlight）技術

3M的指向光源3D技術

對指向光源（Directional Backlight）3D技術投入較大精力的主要是3M公司，指向光源（Directional Backlight）3D技術搭配兩組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（sequential）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，3D顯示效果出色

缺點：技術尚在開發(fā)，產(chǎn)品不成熟

其他裸眼3D技術

在2009年4月，美國PureDepth公司宣布研發(fā)出改進后的裸眼3D技術--MLD（multi-layer display多層顯示），這種技術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。

另外，國內(nèi)廠商歐亞寶龍旗下的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，在國內(nèi)的3D顯示行業(yè)處于領先位置。當然，由于非市場主流，對于MLD技術和Bolod裸眼3D顯示器，我們此次只做簡單的了解，不做深入技術性探討。

縱觀3D技術已成功應用到了數(shù)字顯示領域，而作為新起之秀的裸眼3D顯示技術必將青出于藍而勝于藍，未來裸眼3D顯示技術發(fā)展前景不可限量！