什么是3D显示技术?什么是3D电视?

 

    在“3D”里面的“D”,是英文单词Dimension(线度、维)的首字母,3D指的就是三维空间。与普通2D画面显示相比,3D技术可以使画面变得立体逼真,图像不再局限于屏幕的平面上,仿佛能够走出屏幕外面,让观众有身临其境的感觉。
    尽管3D显示技术分类繁多,不过最基本的原理是相似的,就是利用人眼左右分别接收不同画面,然后大脑经过对图像信息进行叠加重生,构成一个具有前-后、上-下、左-右、远-近等立体方向效果的影像。
    3D电视就是应用了3D显示技术的电视,通过它用户可以欣赏到具有3D效果的图像画面。

 3D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目前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,本文在此不多进行介绍。而在家用消费领域,无论是显示器、投影机或者电视,现在都是需要配合3D眼镜使用。

    在眼镜式3D技术中,我们又可以细分出三种主要的类型:色差式、偏光式和主动快门式,也就是平常所说的色分法、光分法和时分法。

 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。

 红-青色差式3D眼镜

红-青色差式3D眼镜

 色差式3D画面用裸眼观看时的效果

色差式3D画面用裸眼观看时的效果

 偏光式3D技术

    偏光式3D技术也叫偏振式3D技术,英文为Polarization 3D,配合使用的是被动式偏光眼镜。偏光式3D技术的图像效果比色差式好,而且眼镜成本也不算太高,目前比较多电影院采用的也是该类技术,不过对显示设备的亮度要求较高。

    偏光式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。在液晶电视上,应用偏光式3D技术要求电视具备240Hz以上刷新率。

偏光式3D技术原理

偏光式3D技术原理

 主动快门式3D技术原理

    主动快门式3D技术,英文为Active Shutter 3D,配合主动式快门3D眼镜使用。这种3D技术在电视和投影机上面应用得最为广泛,资源相对较多,而且图像效果出色,受到很多厂商推崇和采用,不过其匹配的3D眼镜价格较高。

    主动快门式3D主要是通过提高画面的刷新率来实现3D效果的,通过把图像按帧一分为二,形成对应左眼和右眼的两组画面,连续交错显示出来,同时红外信号发射器将同步控制快门式3D眼镜的左右镜片开关,使左、右双眼能够在正确的时刻看到相应画面。这项技术能够保持画面的原始分辨率,很轻松地让用户享受到真正的全高清3D效果,而且不会造成画面亮度降低。一般情况下,3D液晶电视屏幕刷新频率必须达到120Hz以上,也就是让左、右眼均接收到频率在60Hz以上的图像,才能保证用户看到连续而不闪烁的3D图像效果。目前,包括三星、松下、创维等品牌推出的3D电视,都是采用主动快门式3D技术。

主动快门式3D技术原理

主动快门式3D技术原理

各种3D技术的优缺点总结
3D技术类型
优点
缺点
色差式
1.成像原理简单,早期被应用较多
2.成本低廉,眼镜便宜
1.3D效果较差
2.画面边缘容易偏色
偏光式
1.效果比色差式好
2.眼镜相对便宜
1.画面分辨率减半,难实现全高清
2.画面亮度被降低
主动快门式
1.应用广泛,资源较多
2.效果出色,容易实现全高清
3.画面亮度不会被降低
4.蓝光3D标准采用此技术
1.眼镜价格比较昂贵
2.部分画面会有轻

 裸眼看3D液晶电视的雷人方法

    随着《阿凡达》等3D大片的热映,3D液晶电视也逐渐兴起,不过要看立体图像必须要佩戴3D眼镜,时间长了舒适度始终是个问题,这不有不少网友开始总结了一些非常BT的裸眼看3D液晶电视的雷人方法:

方法一:

    电视调成水平side by side 模式,也就是左右显示两个画面。然后用眼睛直接观看,采用看立体画相同的方法,就可以看到3D效果了。

方法二:

    直接播放,然后用随便什么黑的纸片在眼睛前面晃。只要达到60Hz的速度,并同步起来。就看到真正的3D图像了。

方法三:

    还有一个办法更简单。黑纸片都不要。楼主使劲眨眼睛就可以了。左眼每秒钟60次。右眼每秒钟60次。

 分析:3D液晶电视技术优劣
   
    《阿凡达》的热映,引得众多技术专家与媒体人对3D技术、3D产业各抒己见,其中对3D电视的分歧和争议最大。但就在人们的争论声还未消去,我们看到了3D电视产业开始了急行军式的狂奔,一些激进的厂家甚至已经明确提出今年3D电视的销量目标。在高利润的诱惑下,厂商将以无比的热情,投入到这场3D电视的盛宴。而消费者该如何选择物美价廉的3D电视?
 ■ 3D效果:
   带有专用眼镜的解决方案一般来说3D效果会更好,其中快门式是成像立体感最好的方式,它至少每秒向左右眼各发送60帧信号,通过特制眼镜的透过和闭合状态的高速转换,在3D电影和3D游戏的应用中有极强的临场感,由于技术较为先进,实现难度也较高,所以需要配备价格较高的专用3D眼镜和专门的红发信号发射器。色分式需要配备最常见的红蓝3D眼镜,其眼镜价格低廉,3D效果中等,适合在公共场合中使用。

    3D电视是买回家与家人分享,在中国的家庭中,老年长辈和年幼的小朋友们通常是长时间收看电视的主体,所以我们在财力允许的情况下,建议你选择3D显示效果最逼真的方案,也就是快门式方案。

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 ■ 观看舒适度 

    我们应该辨证、发展地去看待新事物,对待3D电视,有些媒体大肆鼓吹,只提优点不说问题,其实现在很多3D电视都存在威胁健康的严重问题,其实3D显示装置早在十几年前就屡屡在一些技术展会上露面,但由于以往产品会容易导致眼疲劳、头晕、恶心等一系列不适感,所以其商业化售卖遭到了媒体和消费者的一致抵制。时至今日,其实很多3D显示产品所采用的技术依然是十几年前的旧技术,依然会危及我们的健康。在《阿凡达》热映期间,在我身边就有不少邻居和朋友,由于他们的宝宝在在观影过程中出现恶心、头晕的现象,而对3D显示产品产生质疑和抵触。

    若要保证观看3D影像的舒适度,从技术上实现图像的高稳定度是必然趋势,就想以往我们使用与市电同频的60Hz的台灯时,人眼容易疲惫一样,随后推出的120Hz的护眼灯确实能让视觉更舒适,其原因就是光源的稳定性得到了提升。 若要舒适地观看3D电视,对画面稳定性和连贯性的要求自然就更为苛刻,若采用更先进的快门式技术,那么面板和相关信号的刷新率至少要达到120Hz,若要实现更高的效果,则最好具有240Hz甚至更高的刷新率技术。

    但纵观液晶电视的上游,能真正大规模量产供货的也无非只有LGD、三星等少数面板厂商。
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 ■ 环境适用性 
    在2D时代,由于绝大多数的屏幕电视都具有超过160°的水平视角,所以可视角度问题并没有被重视。但在3D电视时代,由于要对画面进行特殊处理,所以导致了3D电视的可视角度普遍降低的显示,也就是说你偏离3D电视正面的角度过大,那么很可能就让3D效果大打折扣甚至失去立体感。通过各个面板厂商公布的资料来看,新一代480Hz的IPS硬屏,在显示3D图像时,具有水平120°可视角度,相比一般产品在3D显示时100°水平可视角度,几乎提升了20%,对于观看人数较多,或者习惯随意在家中最舒服的位置躺卧观看的用户来说,3D显示可视角度的差异也是一个值得关注的技术点。
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 ■ 成本与价格分析:
    3D电视对于大多数用户来说是个全新的产品,需要花多少钱来购买,就成了很多朋友心中的一个疑问。从目前索尼、创维公布的3D电视的售价来看,46英寸的3D电视售价在3000美元(折合人民币为20000元左右),相比46英寸普通平板电视要贵500美元(这个人民币3100元左右)。从我们掌握的一些资料来看,采用最先进的快门式3D方案,从成本上增加的数额应该在千元之内,目前3D电视的售价依然偏高。

    LED背光是另一个让价格偏高的因素,从性能上来将,它对提升对比度方面有所帮助,能在节能环保方面有突出优势,但由于成品率和成品一致性所限,目前白光LED背光型产品有些甚至比普通CCFL灯管贵了一倍,如果未来加上3D功能模块,那么售价肯定比现在主流的同尺寸平板电视要贵超过100%。

    在选购3D电视时,性价比是必须考虑的因素。LGD最新的480HzIPS硬屏,可以搭配CCFL背光,组成价格实惠、3D性能一流的组合,又可以与LED形成新合力,去争取最高性能的桂冠,对于电视厂家而言,是具有高度灵活性的一个技术组合与方案。

    另外需要特别强调的是,3D目前的节目源还较少,2D节目在未来一段时间内依然是观看的主体,所以平板电视的2D效果其实也是必须关注的。

 各家公司当前的3D成像技术
 ■ 东芝:3种完全不同的3D显示技术

    东芝介绍了3种完全不同的3D显示技术,包括有Active Shutter眼镜配合OCB液晶屏成像、Lenticular Film配合Integral imaging全真成像、左右二分式OCB成像三种方式。

 

Active Shutter眼镜配合OCB液晶屏3D成像

Active Shutter眼镜

配合OCB液晶屏3D成像

 

左右二分式OCB成像

左右二分式

OCB成像

 

Lenticular Film配合Integral imaging全真成像

Lenticular Film配合

Integral imaging全真成像

 ■ 三星:应用240Hz倍速驱动技术的55英寸全高清液晶面板

    在2010年CES上,三星展示的是应用240Hz倍速驱动技术的55英寸全高清液晶面板。配合专用眼镜来欣赏3D视频,这种面板可以实现3D立体全高清分辨率,并达到5000:1的高对比度,和500cd/m2的高亮度,响应时间为4ms。

    同时三星还展示了一款52英寸3D液晶面板。这种面板表面贴附了很多小型凸透镜片,不需要专用眼镜就能看3D效果,在显示2D内容时分辨率可以达到1920×1080,在显示3D内容是分辨率则为640×480。

三星55英寸240Hz驱动3D液晶面板技术特点说明

三星55英寸240Hz驱动3D液晶面板技术特点说明

 ■ LG:“被动3D成像”技术

    CES 2010上LG展示的是47英寸全高清3D液晶电视,配合偏光眼镜来使用,站在不同角度观看会欣赏到不同的画面效果,立体成像时水平分辨率为540线,是面板物理分辨率的一半。

    LD920 3D LED电视的“被动3D成像”技术,这种技术只需要比较廉价的偏光眼镜就能够实现3D画面,LG会在在中国及印度等国重推,偏光眼镜带来的头晕现象是个比较大的障碍性因素。

LG电子推出47英寸LD920 3D LED电视

LG电子47英寸LD920 3D LED电视

 ■ 索尼:LX900、HX900、HX800
    索尼于2010年3月9日发布了液晶电视“BRAVIA”的新产品——支持三维(3D)影像显示的3个系列8款机型,支持3D影像的分别为“LX900”、“HX900”和“HX800”3个系列。

    LX900系列除了捆绑两副配备有源方式液晶快门的“3D眼镜”外,还内置有用于同步影像和眼镜的红外线传感器“3D同步发送器(3DSynchro Transmitter)”。HX900系列和HX800系列除了没有捆绑3D眼镜外,机身也没有内置3D同步发送器,观看3D影像需要另行购买这些产品。

 ■ 松下:基于主动式3D眼镜系统,屏幕交替显示对应左右眼的画面

    松下的3D立体技术也是基于主动式3D眼镜系统,屏幕交替显示对应左右眼的画面,而3D眼镜和屏幕实时无线同步,快速切换开合左右眼实现立体效果。

松下3D等离子

松下3D等离子

    写在后面:

    3D电视就像2010年突然蹿红的新星,虽然还处于市场的导入阶段,片源和价格因素使之暂时不能成为市场的主流。但是,国内外众多厂商的积极布局,世博会、世界杯、3D电影等3D内容的不断丰富,使3D电视颇受大众的关注而成为2010年彩电市场一道最亮的风景线。人们有理由相信,3D电视的真正普及,带给大众如梦如幻的全新体验的日子将不会遥远。人们已经可以看到,电视应用和体验无限的景象正在向人们走来。