浅谈影视图像3d显示技术

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1、浅谈影视图像3D显示技术【摘要】从2010年创下票房奇迹的3D《阿凡达》到今年元旦3D电视频道的开播，再到最近正在热炒的3D《泰坦尼克号》，3D的立体视觉效果让人们有了前所未有的“真实”的视觉体验，在这“真实”体验的同时，人们觉得还有些不足,那就是还要戴个眼镜本文从3D显示技术的发生、发展及其类型等方面入手，浅析了当今影视图像的3D显示技术及其发展方向一一裸眼3D显示技术，以提高业内人士的关注。【关键词】3D视差视差深度眼镜3D裸眼3D一.3D显示技术的形成早在19世纪摄影技术刚刚起步时，人们就用2台性能和参数完全相同的相机并列，模拟人的左右两眼，同时拍下2张有着些微差异的相片，之后再透过平行

2、视线法、交叉视线法或类似双筒望远镜的专属观看设备等，让人的左右两眼分别观看2张并列拍摄的相片，以重现“视差”，藉以模拟出立体视觉。两个世纪以来，人类由此逐步研究出各种3D显示技术,主要分为眼镜3D与裸眼3D两大类型（见表1）。二•眼镜类3D显示技术眼镜类3D显示技术，主要是利用光学原理的特制眼镜来实现。目前市场应用的眼镜类3D,从技术层面来看主要有快门式和偏光式两种(见表2),从观看方式来看主要有被动观看和主动观看两种。1.被动观看式被动观看式的3D眼镜，是由单纯的镜片+镜架所构成,不牵涉到任何机械或电子装置，主要有红蓝滤色片式3D眼镜类和偏光式3D眼镜类两种，基本原理都是运用光学方式让左右两

3、眼观看到具备视差的图像。2.主动观看式主动观看式的3D眼镜，是利用眼镜本身的主动运作来显示3D效果，有双显示器式3D眼镜类和液晶式3D眼镜类两种。(1)双显示器式3D眼镜类双显示器式虽然无法提供多人观看的需求，但仍就算是主动式3D眼镜类的一种，其原理是运用左右眼镜中配置的两组小型显示器来分别显示左右画面，以形成3D效果。由于必须配置两组独立的小型显示器，只能让单人观看。通常应用在特殊场合，如搭配头部侦测应用在虚拟实境观看的便携式播放器、游戏机(任天堂在1995年推出的便携式游戏机VirtualBoy头戴式显示器就属此类)等。(2)液晶式3D眼镜类液晶式的3D眼镜，由主动液晶镜片构成，其原理是利

4、用电场来改变液晶透光的状态，以每秒数十次的频率交替遮蔽左右两眼视线，播放时只要交替显示左右两眼画面，再利用同步信号让液晶式3D眼镜与画面同步工作，当播出左眼画面时让右眼镜片变黑、播出右眼画面时让左眼镜片变黑，最终形成3D效果，但这种交替遮蔽会影响画面的亮度。液晶式3D不需要滤色或偏光等特殊播放设备，只要提升播放画面的交替频率及添加同步信号发送装置，很适合大尺寸屏幕，供多人观赏的需求，是目前3D电影和3D电视的主要方式，包括PC上由NVIDIA推出的3DVision,以及目前各大厂商狂推猛打的3D电视机等产品，都采用了此类技术。由于液晶式的画面是采左右交替播放，同一时间内只有一只眼睛能看到画面，

5、因此当开启3D显示模式时，画面刷新频率会变为原来的一半。当每秒60次交替频率时，画面刷新频率会降到每秒30次，会让观看者感受到明显的闪烁。因此目前各厂商所推出的方案都是将刷新频率加倍到每秒120次，以解决闪烁的问题。三.裸眼类3D显示技术如前所述，眼镜类的3D显示技术是通过眼镜将左右图像分离出来，并分别送到观看者的左右两眼中，实现3D效果。而裸眼类的3D显示技术则是通过调节光的角度使左右两个图像分离出来，并分别送到观看者的左右两眼中，以实现3D效果。如今的裸眼类3D显示技术，组合了目前人类最新面板制造技术和引擎软件技术，一方面，在生产制造方面，采用在液晶面板前方配置双凸透镜的全景图像(Inte

6、gralImaging)方式显示，即在同一个屏幕上，以分割区域显示(空间多功裸眼3D技术)和切割时间显示(分时多功裸眼3D技术)来实现3D显示(见表3)。另一方面，在图像显示方面，通过计算机图像处理技术，将已有的2D图像和3D图像的左右两眼的视差，转换为9视差的3D图像。从当前裸眼类3D显示技术形式来看，有光屏障式(Barrier)、柱状透镜(LenticularLens)、多层显示(MultiLayerDisplay)和指向光源(DirectionalBacklight)等几种，目前光屏障式和柱状透镜式两种技术已进入商业应用阶段。1•光屏障式技术裸眼类的光屏障式技术与眼镜类的偏光式技术(目前

7、3D电影广泛采用)有些相似，不过一个要戴眼镜，一个不要。光屏障式又称光屏蔽式、视差障壁(ParallaxBarrier)^视差屏障(ParallaxBarriers)等等，这主要是研制厂商的技术细节不同所至。(1)视差障壁式该技术是由夏普欧洲实验室研制，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