裸眼3D—3D电视技术发展的必然归宿
(3)方向性背光(Direction a IBacklight)3D技术
我们看到,无论光屏障式(Ba rrie r)还是柱状透镜(Lenticula r Lens)3D技术,由于左右眼图像的显示分别占有了面板生帽对应左右眼像素,所以图像分辨率降低一半,而且光屏障式(Barrier)由于“视差障壁”的存在又带来了亮度的降低,为在不降低3D图像分辨率和亮度的情况下实现3D显示,3M公司开发的方向性背光(DirectionalBacklight)3D技术就解决了这一问题。
如图4所示,方向性背光f Di rectional Backlight)3D技术(也称指向背光或指向光源3D技术)搭配左、右两组LED背光源,因左、右两组LED背光源在分别显示左、右眼图像时交替点亮,从而控制了背光的方向性改变,故名“方向’1tE背光(Di rectionalBacklight)”,不仅如此,还在背光模组的导光板与液晶面板之间设计了3D透光膜,3D透光膜呈锯齿状设计,因此在左组、右组 LED背光源照亮时入射光线的角度不同,使得在显示左眼图像时,点亮的左组LED背光源通过导光板全反射后透过3D透光膜后产生折射后将图像正好聚焦在左眼,而右眼看不到;同样的,在显示右眼图像时,点亮的右组LED背光源通过导光板反射后透过3D透光膜后产生折射后将图像正好聚焦在右眼,而左眼看不到,配合快速反应的LCD面板和驱动方法,加上人眼的视觉暂留效应,让左右眼内容以交替方式进入观看者的左右眼而产生视差,进而让人眼感受]!IJ3D立体效果。其原理等同于我们双眼平时观看外部真实世界时的情形,面板的像素得到全面利用,因此该技术在分辨率、透光率方面能保证,不会影响既有的设计结构,3D 显示效果出色,但产品还不成熟,处于研发阶段。
该技术实现3D显示必须保证背光源经过反射一导光一3 D透光膜后改变方向的光线既要能够和LCD的显示同步,而且又要将左、右眼图像(3D光源)准确投射到左、右眼,该技术关键便在于采用3M自身所开发的 3D透光膜,如果我们仔细观察图中的锯齿状的3D透光膜的设计,在屏幕中间,每个三角形锯齿是左右对称的(相对于前方每个垂直于透镜面的中线而言),但随着锯齿向左、向右排列的展开不对称程度逐渐加大,这种设计显然是确保当把左(或右)背光灯点亮时,使入射的光线能够在播放相应的左(或右)眼图像时让整个屏幕发光,即用整个屏幕的像素显示相应的左(或右)眼图像,从而让图像的成像焦点左右快速移动,所以既保证了图像分辨率,又不降低亮度,让观察者自由移动,变换观赏角度和距离。
由于方向性背光(Di rectionaIBacklight)3D技术原理各种媒体的介绍较为笼统模糊,有的文章虽然对该技术作了详细的解析,但原理的解释和得出的结论笔者却不敢苟同,因此有必要斧正,其在介绍指向背光裸眼3D技术时,通过以下文字进行了技术原理描述: “指向光源3D技术,系采用控制液晶屏背光射向的方法,用两组背光灯分别照亮液晶屏中相邻的两组像素,以控制左右图像画面的交替显示。这就需要搭配两组 LED竖条形侧入式背光管,并配合限速反应的LCD面板和驱动方法,让左右图像信号以顺序方式交替显示,使得观看者的左右眼能够交替观察到各自的画面,从而感受到3D图像的三维效果,其情况如图5。图5的右边安装一组LED(R管),由于液晶屏后面覆盖的菱形锯齿状透镜的角度关系,使R管发出的背光只能够照亮右眼看得到的液晶屏像素部分(中B区);而图5中屏幕的左边安装有一组LED背光(L管),只能够照亮左眼观察到的液晶屏像素部分(见图5中A 区);由于R、L背光是交替点亮的,因而两眼所看到的是不同的像素显示的图像,就可以形成立体视觉。”文中的“指向光源3D技术,系采用控制液晶屏背光射向的方法,用两组背光灯分别照亮液晶屏中相邻的两组像素,以控制左右图像画面的交替左眼图像,图中的B区(即屏幕靠近左眼一侧——左半区)显示右眼图像,这两幅图像交替显示分别进入左眼和右眼,通过大脑合成形成立体图像。也就是说在显示右眼图像时,图中的A区像素是不点亮的,只有B区的像素点亮;在显示左眼图像时,图中的8区像素是不点亮的,只有A区的像素点亮。因此无论在显示左眼图像或右眼图像时,屏幕都是一半点亮一半熄灭,如果这样,就不禁要问,这样的情况下何以保证不降低3D图像亮度和分辨率呢(7所以不仅原文对