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裸眼3d技术是不是眼动仪器(裸眼3d技术)

怀达泽
导读 大家好,我是小跳,我来为大家解答以上问题。裸眼3d技术是不是眼动仪器,裸眼3d技术很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!将空间分割

大家好,我是小跳,我来为大家解答以上问题。裸眼3d技术是不是眼动仪器,裸眼3d技术很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

将空间分割 裸眼3D实现原理

在说到裸眼3D之前,让我们先来看看人类如何感知到立体图像。一般来说,我们能看到立体图像主要是因为有五个因素。第一是眼珠晶状体的调节,当人看近处的物体时晶状体会变厚,看远处的物体时则会变薄。通过这种变化,人便获得了立体感。第二是双眼的角度,当观看位于近处的物体时,眼球会发生倾斜,对于远处的物体,则是目光平行地观看。通过这种眼球的角度我们会感知立体影像。第三是双眼视差,由于右眼与左眼相距约65mm,因此导致右眼与左眼看到的景象会有不同。第四是运动视差,人在看运动物体时,能够获得立体感。第五是取像效果,当人在观看非常大的画面时也可以获得立体感,这属于一种生理现象。这当中,第三点也就是双眼视差,就成为了3D技术得以实现的重要技术原理,现在大多数3D显示设备都是利用了这一原理来让用户获得立体图像。

单说裸眼3D技术的话,主要分为两大类,一种是在空间中分离图像,称为空间分割方式,一种是将图像的时间进行分割,称为交互显示方式。现在的裸眼3D技术几乎全部是采用空间分割方式来实现的。如果将空间分割方式进一步分类,则包括设定视点的方案以及光线空间再现的方案。通常来说,以设定视点的方案来实现裸眼3D,那么可分为多视点以及双视点(多视点方式是在双视点基础上增加更多视点而来);而以光线空间在线的方案来实现裸眼3D,我们则称为全景裸眼3D。多视点方式以及光线空间再现方式虽然在技术层面上有所不同,但是它们都可以看到更多的环绕立体图像,而不像双视点方式那样在偏离视角后,图像就会发生重影。

目前裸眼式立体视觉显示设备中,最先开始开发的是双视点方式,而最先投放市场的也是这种方式,比如说任天堂3DS的裸眼3D屏幕,就采用双视点的方式。因此可以说双视点方式在商业以及技术上都要更成熟一些。而继双视点方式之后,多视点方式、全景方式以及视点数更多的超多视点方式都相继被研发出来,只不过一方面在技术上还无法达到完全成熟的阶段,另一方面成本也相对较高。事实上,即使是采用同一种方式的裸眼3D技术,厂商不同,其显示设备的设计方案也不见得相同,目前多家公司都在开发裸眼3D的显示设备,我们接下来会具体介绍一些主流裸眼3D显示方案的成像原理。

挑战高画质 主流裸眼3D显示方案简介

1.双眼视差格栅

特点:最常见的裸眼3D显示设备方案,光线串扰以及摩尔纹问题很难兼顾

目前3D裸眼显示设备用得最多的方案就是双眼视差格栅。与普通的液晶面板一样,双眼视差格栅的液晶面板的背面配置有背照灯。在液晶面板上交互显示R(右眼用)及L(左眼用)图像。如果在该液晶面板上设置一个起到遮光板作用的狭长切口(例如,纵向条状遮光板),则上述交互显示的右眼图像将会只到达右眼,左眼图像只到达左眼。对于位于画面正前方的观看者而言,由于产生了双眼视差,结果便能获得立体视觉。

采用这种方案的裸眼3D显示器必须解决串扰(Crosstalk)问题,然而要做到这点很难。因为由于光会扩散,所以有时如果光线没有完全分离的话,就会产生串扰,而最终表现为用户看到的3D图像是重影,这是目前立体显示器性能上所遇到的普遍问题。虽然开发人员为了减少串扰而进行了设计,但又使得液晶面板与视差格栅的干涉条纹变得显著,从而使得显示器上出现了摩尔纹。

2.双眼多透镜

特点:3D立体图像更清晰,但容易出现黑色矩阵区域

还有一种裸眼3D显示器是用多透镜来取代格栅,这种方式也能通过透镜的折射来分离图像。只要在液晶面板上显示R(右眼用)及L(左眼用)图像,然后通过多透镜使像素在空间成像上就能显示3D立体图像。然而,这种设计方案必须考虑到液晶面板的黑色矩阵(Black Matrix)现象。液晶面板存在着被称为黑色矩阵的、完全不透光的黑色区域。由于该区域同样通过多透镜成像,因此会反映到观看者的眼中。如果观看者横向移动头部,虽然有些地方图像清晰可见,但有的区域却是漆黑一片,看不到图像。

这种现象会使观看者产生不适感。因此,在配置多透镜的情况下使成像的焦点不完全重合,借此虚化黑色区域的应用技术相当多。此外,近年来还开发出了不将多透镜垂直于像素,而是采用略微倾斜升降的方法,这种使视觉中像素相连接的方法,可以用于消除摩尔纹。

3.NEC HDDP面板方案

特点:NEC开发的3D立体液晶面板,横向像素密度是普通液晶面板的两倍

HDDP是Horizontally Double-Density Pixels的缩写,中文名为水平双密度像素面板,这种面板目前由NEC开发。普通液晶面板的像素为正方形,RGB采用纵向条状构造。而HDDP构造的特点是,RGB采用横向条状构造。另外,为了能立体显示,还要将横条进行分割,分配给右眼用像素及左眼用像素。这种面板横向上具有两倍的像素密度,显示普通二维图像时,向右眼用像素及左眼用像素输入相同的图像数据,进行立体显示时,则分别输入右眼用图像及左眼用图像。左右各自的图像采用多透镜进行左右分离,从而使人能够得到立体视觉。

4.三菱的扫描背光板

特点:三菱开发的3D立体面板,3D图像清晰,但显示器显示图像的速度要达到普通3D面板的两倍

在裸眼3D显示设备中,不得不提的还有三菱电机开发的扫描式背光板。这块面板的特点在于使得背照灯具有了指向性。背照灯的导光板配备了右眼用LED及左眼用LED。当右眼用LED发光时,通过棱镜片(Prism Sheet)控制光的指向性,使其只能被观看者的右眼看到。相反,当左眼用LED发光时,通过棱镜片使光分离到与上述不同的方向,使其只能被左眼看到。如果像这样使背照灯的亮灯动作交互地高速进行切换,并且与此同步地在液晶面板是显示相应图像,则可实现立体视觉。目前这项技术的难点在于:如果用户要想清晰地看到3D立体图像,那么显示器必须以两倍速来显示影像,这样做虽然技术难度会提高,但却不会影响到画质。

写在最后:裸眼3D离我们还有多远?

夏普的裸眼3D手机

如果在我们的脑海中,3D立体图像还停留在过去使用3D眼镜的阶段的话,那么任天堂的3DS无疑为我们打开了新的大门,从3DS的裸眼3D表现来看,我们完全可以对裸眼3D的未来放心。事实上除了3DS外,目前采用裸眼3D的产品在售的还有不少,包括夏普的手机、富士的相机以及东芝的小尺寸电视等。那么是不是裸眼3D已经开始普及起来了呢?事实上,裸眼3D的发展并非一帆风顺,最关键的就是尺寸。从目前市面上的裸眼3D产品来看,几乎全部都是小尺寸的产品,而我们要广泛地看到像显示器、大尺寸电视这样的产品,还要等很久,这一方面是裸眼3D的技术还有待进一步成熟。另一方面也和成本有关,据业内厂商透露,裸眼3D尺寸越大,其成本几乎是几何级数上升。所以在短时间内,我们或许会看到更多小尺寸显示设备或者移动设备上使用裸眼3D技术,但是在大尺寸设备上普及裸眼3D,那恐怕还要等很久。不过值得庆幸的是,越来越多的人认识到裸眼3D相比其他3D方式的好处,至少从3D立体图像的未来来看,裸眼3D很有希望成为最后的王者。

本文到此讲解完毕了,希望对大家有帮助。