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3D电视

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文章来源:本站原创 作者:Sunny01 发布时间:2012年09月24日 点击数: 字号:

概述
3D电视是三维立体影像电视的简称。它利用人的双眼观察物体的角度略有差异,因此能够辨别物体远近,产生立体的视觉这个原理,把左右眼所看到的影像分离,从而令用户无需借助立体眼镜即可裸眼体验立体感觉。英国当地时间2010年1月31日,在英超曼联--阿森纳的比赛中,英国天空体育频道有史以来首次使用3D技术对这场比赛进行电视直播。3D电影在我国的发展才见眉目,3D电视就迎头赶上。国家广电总局表示中国首个3D电视试验频道将于2012年元旦试播,春节正式播出。

概念
3D是three-Dimensional的缩写,意为三维立体图形。3D液晶电视是通过在液晶面板上加上特殊的精密柱面透镜屏,将经过编码处理的3D视频影像独立送入人的左右眼来产生立体效果,可以使用户无需借助立体眼镜即可体验立体感觉,同时能兼容2D画面。

特色
当你在看电视时,突然发现:英国100多年前的连环杀手——开膛手杰克,行凶时竟然没有出现在伦敦的黑暗角落,而是在你家的客厅;“飞人”博尔特脱离了比赛的赛道,犹如一阵风般在你的身边“飘”过;体型庞大的恐龙从远古时代复活,气势汹汹地向你迎面扑来……无论是现代的还是古代的,无论是人类还是动物,似乎都“耐不住寂寞”,统统“跑 出”电视屏幕来。不过,不用怕,这只不过是3D电视的效果罢了,随着技术的飞速发展,3D电视已经进入家庭。

优缺点
3D电影相比的优势

观看3D电影时,观众必须戴上沉重的特殊眼镜才能看到电影。而随着3D技术的不断精进,未来的家用3D电视机,将不需要配戴眼镜,用肉眼就能观看立体影像,裸眼3D是3D电视的发展方向。

不足之处
易致“眼疲劳”

人们自然状态下看到事物,是通过进入左右眼两个不同画面的差异经大脑融合成一个画面而产生立体感的。3D电视正是利用了这个原理,播放经过特殊处理的画面,再由3D眼镜模拟人眼成像原理。但自然状态看事物时,人们看到注视点清晰、背景事物都是模糊的,而现在的3D电视虽然模拟了人眼的成像原理,但并没有考虑到人眼对注视物模糊程度差异的调节,导致电视的3D画面不分远近呈现出的都是清晰的,从而刺激眼睛容易产生视疲劳。

健康隐患
据国外媒体报道,某电子商通过其澳大利亚网站发出警告,称收看3D电视对身体健康不利,并在警告中罗列了一系列与这项技术相关的潜在危害性。

在题为《光敏性癫痫警告和其他健康风险》的报告中,列举了部分收看3D电视可能引发的一些严重疾病,其中最严重的疾病为中风。另外,在警告中还列举了一系列因收看3D电视可能产生的身体不适,特别是对儿童和青少年来说更是如此,其中包括视力下降、头晕、视线模糊、眼睛或肌肉等出现不自主的抽动、恶心、抽搐、痉挛、方向障碍以及意识丧失等。

收看3D电视还会产生运动障碍、意识方面的一些后遗症、眼睛干涩、身体平衡性下降、头痛和乏力等身体不适症状,建议在出现这些症状后,应该立即休息,此外,用户在出现这些症状后不要饮酒,在身体疲劳或不适的时候不要收看3D电视。   报告还警告说,如果人们收看3D电视距离太近,或戴着3D眼镜在户外走动,都对视力有害。报告同时建议用户不要把3D电视太靠近楼梯、电线、阳台或其他物体放置,以免发生身体伤害。

技术分类
3D显示技术可以分为眼镜式和裸眼式两大类。裸眼3D主要用于公用商务场合,将来还会应用到手机等便携式设备上。而在家用消费领域,无论是显示器、投影机或者电视,大都还是需要配合3D眼镜,才能收看3D影像。

裸眼式3D
裸眼式3D可分为光屏障式(Barrier)、柱状透镜(Lenticular Lens)技术和指向光源(Directional Backlight)三种。裸眼式3D技术最大的优势便是摆脱了眼镜的束缚,但是分辨率、可视角度和可视距离等方面还存在很多不足。

在观看的时候,观众需要和显示设备保持一定的位置才能看到3D效果的图像(3D效果受视角影响较大),3D画面和常见的偏光式3D技术和快门式3D技术尚有一定的差距。

光屏障式
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。

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
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。

它的显示亮度不会受到影响,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。

色差式3D技术
色差式3D技术,英文为Anaglyphic 3D,配合使用的是被动式红-蓝(或者红-绿、红-青)滤色3D眼镜。这种技术历史最为悠久,成像原理简单,实现成本相当低廉,眼镜成本仅为几块钱,但是3D画面效果也是最差的。色差式3D先由旋转的滤光轮分出光谱信息,使用不同颜色的滤光片进行画面滤光,使得一个图片能产生出两幅图像,人的每只眼睛都看见不同的图像。这样的方法容易使画面边缘产生偏色。由于效果较差,色差式3D技术没有广泛使用。

主动快门式3D技术

原理:主动快门式3D技术:英文为Active Shutter 3D,需要配合主动式快门3D眼镜使用。这种3D技术的原理是根据人眼对影像频率的刷新时间来实现的,通过提高画面的快速刷新率(至少要达到120Hz)左眼和右眼个60Hz的快速刷新图象才会让人对图象不会产生抖动感,并且保持与2D视像相同的帧数,观众的两只眼睛看到快速切换的不同画面,并且在大脑中产生错觉,便观看到全高清的立体影像。

优势:主动快门式3D技术有残影少、3D效果突出的优点,而且该技术实现起来比较容易,屏幕成本较低,不论是电视、电脑屏幕还是投影机,只要更新频率能达到要求,就能导入这个技术,市面上大部份的 3D产品都采用这个技术。

缺点:1.亮度大打折扣,带上这种加入黑膜的3D眼镜后,实际亮度差不多能降低一半左右。再者主动式快门眼镜受到液晶层的限制,镜片面积也不能做得太大,对部份的人来说,特别是有戴眼镜的朋友会很容易看到四周粗粗的黑框。

2.主动快门式3D眼镜一直处于高速的开闭状态,长时间观看很容易造成人眼的疲劳,由于不同的帧变化间断时间和人的个体差异不同,眼镜的疲劳程度和 大脑的劳累速度也是不同的,最严重的长时间观看可能引发呕吐等现象。另外因为我国的日光灯等发光设备频率跟3D眼镜开合频率不同,灯光设备对观看3D画面 影响很大。

3.限于3D眼镜的工作原理,还会引起所谓的“Crosstalk现象”,译成中文就是“串扰现象”,即眼镜快门的开合与左右图像是否完全同步,如果不能够完全同步将产生两幅影像之间的叠加,造成影像模糊,严重影响观看,即串扰现象。

4.观看角度问题,由于液晶电视面板和3D眼镜都是采用液晶分子材质因为偏转角透光的特性,佩戴3D眼镜观看3D影像时只能水平观看,不能倾斜,否则就欣赏不到3D效果,甚至会因为液晶屏幕和3D眼镜液晶分子偏转角透光冲突造成全黑现象。

5.还有眼镜成本太高的缺点,市场上的主动快门式3D眼镜的价格基本都在1000人民币以上,而且各个厂商推出的3D眼镜并不能通 用3D眼镜无论是讯号的接收,还是两边液晶的闪动都是要耗去电力的,因此主动式快门眼镜还要不时的充电。另外,3D眼镜的辐射问题也不能不关注,因为快 门式3D眼镜为电子设备,镜片更是由液晶层做成,虽然功率都不大,但也肯定会产生辐射,再加上眼镜紧贴着眼睛,长时间佩戴可能对人眼造成伤害。

不闪式3D技术
原理:也称为偏光式3D技术或偏振式3D技术,英文为Polarization 3D,配合使用的是被动式偏光眼镜,价格比较便宜,很多影院都是采用这种技术。偏振式3D是利用光线有“振动方向”的原理来分解原始图像的,先通过把图像分为垂直向偏振光和水平向偏振光两组画面,然后3D眼镜左右分别采用不同偏振方向的偏光镜片,这样人的左右眼就能接收两组画面,再经过大脑合成立体影像。这种技术对辅助设备的要求较高,需要画面具有240Hz或者480Hz以上的刷新率。

相关链接

裸眼立体显示

Exceptional3D  Magnetic  Visumotion  SuperD Alioscopy  NewSight Holografika  Bolod  Zero Creative  TRIDELITY  Freesee  Enjoy  Realcel  VisionDisplay

偏振立体显示

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