3d显示技术及原理

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1、3D知识普及篇之3D显示技术及原理在不同的发展时期，根据不同的应用，不同的公司开发了不同的3D显示技术；从观看形式上来区分，有需要配戴眼镜的，有不需要配戴眼镜，眼镜也有主动与被动式之分；总体来说，配戴眼镜观看技术发展比较成熟，设计和制造难度、制造成本较低，3D效果好；而裸眼观看的技术还处于起步阶段，制造难度高，成本高，而观看的效果不尽如人意，尤其是观看的角度有限制，清晰度差，3D效果也不好；第一届现有3D显示方式对比：观看方式采用技术应用方式成熟度优缺点眼镜式主动快门式被动式时分式光分式3D电视3D影院★★★★★★★★优点：3D成像质量最好（Fu

2、llHD）优点：成像质量较好缺点：造价高波分式3D影院★★★★优点：成像质量较好色分式初级3D影院和电视★★★优点：造价低廉缺点：3D效果差，色彩丢失严重裸眼式光棚式柱状透镜式3D电视机和显示器3D电视机和显示器★★★★优点：不需要配戴眼镜缺点：3D效果差难以实现大屏幕缺点：3D效果差，难以实现大屏幕全息照相★优点：从各个角度观看皆可以缺点：不成熟现有3D显示方式对比第二节主动快门式（时分式）原理介绍主动快门式具有以下特点：（1）显示原理相对简单，系统的实现复杂度低；（2）画质优异，能实现双眼1080P的高清显示，讲影院级的3D影像带入家庭；（3

3、）成本低，由2D升级到3D的主要工作集中在驱动电路的升级，以及有限的额外眼镜成本；由于主动快门式3D显示的上述特点，当前主流的3D电视厂家纷纷采用这种技术，如：Pana-sonic,Sony,Samsung等；另外也有3D影院系统采用这种技术，如：XPAND；美中不足，这种技术要求观众佩戴眼镜，稍有不便。第三节光分式原理介绍“光分式”也被称为“偏振式”。顾名思义，中技术利用了偏振光的特点。光波我们知道，光波是一种横波（震动方向垂直于传播方向），是由与传播方向垂直的电场和磁场交替转换的震动形成的。我们通常将其电场的振动方向称为光波的震动方向，自然光

4、在各个方向上的震动是均匀的，因而被称为非偏振光。如果一束光在任意一个特定的时刻只在一个特定的方向上振动，则这束光就是偏振光。自然光偏振光可以通过偏振镜获得，偏振镜就是一个栅栏，其具有振动方向。当一束自然光通过偏振镜时，偏振镜指挥这一束自然光中与其振动方向一直的一部分通过，而其他不一致的部分都会被过滤掉。圆偏振光振动方向而当一束偏振光经过偏振镜时，如果这束偏振光的振动方向与偏振镜的振动偏振光振动方向一致，这束偏振光则全部允许通过；反之，如果这束偏振光的振动方向与偏振镜的方向不一致，这束偏振光则全部被过滤掉。光分式系统正是利用了这一原理。当系统进行显

5、示时，将左、右图像同时显示在屏幕上。不过左右两幅图像在显示在屏幕上之前会经过不同偏振镜的过滤，如上图所示：左图像用垂直方向的偏振镜进行过滤，成为在垂直方向上振动的偏振光；而右图像则采用水平方向的偏振镜进行过滤，成为在水平方向上震动的偏振光。与之相对应的是，观众所配戴的偏振眼镜的左镜片的震动方向为垂直方向，右镜片的振动方向为水平方向。这样就能保证做图像最终被观众的左眼所看到，而右图像被观众的右眼所看到，两幅图像经过大脑的合成最终形成一幅具有三维立体感的3D图像。偏振光具体上分为线性偏振光与圆偏振光两种。在任意一个特定时刻，线偏振光和圆偏振光都只在一

6、个特定方向上振动。而随着时间的变化，线偏振光保持振动方向不变，而圆偏振光的振动方向在垂直于光线传播方向的平面上旋转。而旋转方向又分为左旋和右旋。早期的光分式3D系统多采用线性偏振光，而采用线性偏振光最大的缺点是观众观看姿势必须尽量保持不变。如果观众歪头或侧身，则眼睛的偏振方向会变的与光线的偏振方向不一致，3D效果会变差，甚至会导致观看者头晕、头痛等现象。而圆偏振光的引入则比较有效的改善了线偏振光的缺点。圆偏振光系统与线偏振光系统的组成结构没有任何区别，只是将垂直偏振镜与水平偏振镜替换为左旋偏振镜与右旋偏振镜。光分式的3D成像效果较好，造价相对较低

7、；尤其是相对于主动快门式，眼镜的成本更低，眼镜的重量也要轻很多。该技术现阶段主要被各种3D影院系统所采用，如RealD,IMAX等。也有部分电视机厂商采用这种方式，如：现代公司，但是在电视上实现这种技术对工艺要求较高，成本也会增加数百美元不等，而清晰度只能达到FullHD的一半。光分式最大的问题在于没有完美的偏振镜，也无法过滤出完美的偏振光。因而观众所配戴的偏振眼镜无法对左右图像进行完美的分离，因而导致总有一部分左图像的光线进入右眼，而一部分右图像光线进入左眼。虽然从比例上讲很少，但足以导致3D效果下降，以及导致一部分观众观看过程中的不适，如头晕

8、。头痛。第四节波分式原理介绍光是人眼所能观察到的波长介于0.76nm至0.38nm之间的电磁波。光波从人眼能感觉的颜色上又分为红、绿、蓝