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安防视频监控系统立体显示技术——裸眼3D立体显示技术

 

裸眼3D显示器由3D立体现实终端、播放软件、制作软件、应用技术四部分组成,是集光学、摄影、电子计算机,自动控制、软件、3D动画制作等现代高科技技术于一体的交差立体现实系统。裸眼3D显示技术是影像行业最新、前沿的高新技术,它的出现改变了传统平面图像给人们带来的视觉疲惫,也是图像制作领域的一场技术革命,是一次质的变化,它以新特奇的表现手法,强烈的视觉冲击力,良好优美的环境感染力,吸引着人们的目光。裸眼3D技术目前提出不少,本文简单介绍一下裸眼3D技术主流的5种形式。

(1)全像投影式(Holographic):全像投影式裸眼3D立体显示技术,是利用红、绿、蓝3色激光光源各自经过调变器产生相位型光栅,激光在经过全像片合并之后,以垂直扫描镜及多面镜进行垂直及水平的扫描,从而使立体影像呈现出来。

例如,2014年5月Billboard音乐颁奖现场,就是利用这种全像投影技术,让已逝的摇滚巨星麦克•杰克逊,活生生的重现于现场观众与世人面前。

(2)体积式(Volumetric):体积式裸眼3D立体显示技术,是由TI开发的激光3D投影技术。它以激光光源照射在一个高速旋转盘上的散射现象,于一个玻璃密闭空间内显示立体物件的每一个点,并组成立体影像。但其缺点在于投影物件体积受到限制,且越靠近中央转轴解析度越低。

(3)视差光栅式(Parallax Barrier):视差光栅裸眼3D立体显示技术是利用透光栅栏來控制左右眼画面的光线前进、折射方向,从而呈现出立体影像的,其优点是成本较低,但有亮度与可观视角/点数限制,且显示2D文字时较不清晰。

2013年,分别有飞利浦、友达、东芝、京东方等开发出具备9个视点55寸显示电视/面板。目前,它已为LG Optimus 3D、HTC Evo 3D等智慧手机,任天堂3DS游戏器与佳的美(Gadmei)裸眼3D平板所采用。

(4)柱状透镜式(Lenticular):柱状透镜技术也称为微柱透镜3D技术,它利用液晶分子因通电的扭转使光线通过时造成折射现象,以形成垂直柱状透镜的聚焦效果,其原理如图1所示。


图1 柱状透镜技术原理示意图

由图1可知,它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,从而使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,双眼从不同的角度观看显示屏就能看到不同的子像素。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,从而呈现出立体影像。

柱状透镜裸眼3D立体显示技术最大的优势是其亮度不会受到影响,即亮度高。若搭配摄影镜头追踪观赏者还可以做到全视角,但相对成本偏高。

采用该技术的代表厂商有欧洲的飞利浦、中国重庆的卓美华视等。友达于2011~2012年也展示过柱状透镜技术搭配撮影机的全视角裸眼3D显示面板。而东芝(Toshiba)的Qosmio F750、F855,华硕(ASUS) ROG G53SX等笔记本电脑也使用柱状透镜的裸眼3D面板技术。

(5)分时多工式(Time-multiplexed):分时多工裸眼3D立体显示技术称为指向背光板(Directional Backlight)技术,它以一组指向性背光板搭配快速反应面板,来快速切换显示左、右眼影像,从而让使用者观看以形成3D影像。

目前,3M掌握该技术的相关专利,并曾开发出10英寸中小尺寸显示面板,它能够在不减低光源、色泽与亮度的情况下,达到某个范围视角内裸眼3D的立体显示效果。