去年的一部電影《阿凡達》讓我們領略到了虛擬世界與真實場景的相互交融已經不再是神話,也掀起了全民3D熱潮,短短一年時間內,3D電視、3D投影、3D筆記本、3D攝像機等等設備如同雨后春筍般出現,很多顯示設備廠商更是將去年定義為“3D元年”。由于擁有更好的視覺體驗,更逼真的畫面,3D顯示技術正在逐步成為未來顯示設備的發展方向。
3D顯示器就是眾多3D顯示設備中的一員,其實早在十年前,3D顯示器就已經出現在市場上。不過當時的產品對配置的需求太高,尤其是對120Hz的刷新率只有高端CRT顯示器才能實現,再加上使用體驗并不出色,很快就銷聲匿跡。
▲nVidia 3D解決方案
十年后,顯卡巨頭nVidia再次推出新一代3D顯示技術GeForce Stereoscopic 3D ,也就是我們說的快門式3D顯示器,優派和三星也先后推出與之搭配的3D顯示器VX2265和2232RZ,隨后宏碁、LG、華碩也陸續加入了3D顯示器陣營。不過快門式3D顯示器過高的價格以及技術瓶頸限制,真正上市的3D顯示器也是屈指可數,銷量也是不盡人意。
▲AOC最新推出的不閃式3D顯示器
而就在近期,AOC和LG相繼發布了偏光式3D顯示器,也就是廠商說的不閃式3D顯示器,其中AOC的23吋3D顯示器預計售價僅1699元,同時相關配件的價格也大大降低。那么目前主流的兩種3D技術有什么不同呢?作為普通消費者究竟應該如何選擇呢?
偏光式3D與快門式3D原理解析
從前文的介紹我們可以知道,從品類來看,目前市場上見到的3D顯示技術有兩種——主動快門式3D和偏振光式3D。主動快門式3D率先登場并占據了目前市場的主流,而偏振光式也憑借其與主動快門式3D鮮明的差異化訴求進入了大眾的視野。那么它們是靠什么原理達到欺騙人眼的目前,從而實現3D效果的呢?我們就分別來介紹一下。
▲說到底還是給人眼3D的假象
快門式3D原理解析
首先我們看看快門式3D是如何實現的。目前市面上大部分3D顯示器都是快門式的,除了有120Hz刷新率的液晶顯示器外,還要具備NVIDIA Geforce 8600GT以上級別的顯卡,及配備NVIDIA推出的專用3D眼鏡以及信號接收器。
▲快門式3D原理
配件齊備,戴上NVIDIA的專用3D眼鏡,現在讓我們來解密3D顯示器成像原理:當3D信號輸入到顯示設備(諸如顯示器、投影機等)后,120Hz的圖像便以幀序列的格式實現左右幀交替產生,通過紅外發射器將這些幀信號傳輸出去,負責接收的3D眼鏡在刷新同步實現左右眼觀看對應的圖像,并且保持與2D視像相同的幀數,觀眾的兩只眼睛看到快速切換的不同畫面,并且在大腦中產生錯覺(攝像機拍攝不出來效果),便觀看到立體影像。
以這樣地頻繁切換來使雙眼分別獲得有細微差別的圖像,經過大腦計算從而生成一幅3D立體圖像。3D眼鏡的的透光與關閉頻率必須要快,而要達到讓人感覺不到閃爍,其刷新的頻率必須保證在60Hz以上,同時顯示器畫面的切換速度也必須和3D眼鏡的切換速度相同,對于顯示器來說,刷新率最少則要達到120Hz,這樣才能保證兩個眼鏡看到的畫面的刷新率都在60Hz。
至于信號收發器,配合眼鏡的功能,將景深調節到個人最佳狀態,加上120Hz液晶顯示器,極大滿足了我們的視覺舒適度,保證了用戶在最短時間內享受到流暢的的畫面觀看效果,以及至清的立體動態影像。
偏光式3D原理解析
相對于主動快門式的龐大陣容,采用偏光式3D解決方案的廠商主要由液晶面板廠商LG Display領軍,其開始量產具備3D顯示能力的液晶面板,而LG電子則在液晶電視和液晶顯示器中將這一方案作為主力。在顯示器領域中的LG、AOC、易美遜等也力挺偏光式3D方案。
偏光式3D也叫偏振式3D技術,屬于被動式3D技術,眼鏡價格也較為便宜,目前3D電影院、3D液晶電視等大多采用的是偏光式3D技術。偏光式3D技術是將3D畫面通過顯示器上的偏光層分解為左、右兩個獨立的畫面,再通過偏光式3D眼鏡將畫面分別輸送給用戶的左、右眼。由于不需要鏡片一開一合,所以偏光式3D沒有閃爍感,也不需要電力驅動3D眼鏡,自然也用不著充電電池和信號接收器。
偏振3D眼鏡成像原理
由于這種偏振光式將圖像分割為縱向和橫向兩種方式,因此其在垂直分辨率方面并不能達到1080線。不過相對于前者,偏振光式3D雖然同樣需要佩戴眼鏡,但是其結構更加簡單,并且沒有復雜的電路和開關。
兩種3D顯示器優缺點解析
為了方便廣大消費者選擇適合自己的3D液晶顯示器,公正客觀的分享一下快門式和偏光式3D顯示器的優缺點。
快門式3D顯示器 在偏光式3D顯示器上市前,市面上所有的3D顯示器都采用的是快門式3D技術。它最大的優點就是顯示效果優秀,目前高端3D電視也都是采用這種技術,如果對影像畫質有較高的追求,主動快門式是較理想的選擇。
▲快門式3D閃爍會引起頭暈
它也有以下缺點,第一,用戶在觀看3D影像時,快門式3D眼鏡的左、右液晶鏡片會像相機快門那樣快速交錯開關,容易給用戶帶來閃爍感,長時間觀看甚至會導致頭暈和眼睛疲勞;第二,鏡片的開關也使得透過的影像亮度嚴重下降,讓人感覺畫面暗淡;第三,由于快門式3D眼鏡需要配備充電電池和信號接收器,所以佩戴的感覺較為沉重,頻繁充電也會給使用帶來一些不便;第四,要想通過快門式3D獲得滿意的3D效果,高質量的3D顯示器、高價格的快門式3D眼鏡、性能出眾的電腦顯卡一個也不能少。這也是快門式3D顯示器一直難以普及的原因所在。
偏光式3D顯示器 最大的優點是沒有閃爍感,也不需要電力驅動3D眼鏡,這樣大大降低了3D眼鏡的制造成本。另一方面,由于偏光式3D眼鏡的鏡片始終保持敞開狀態,可以容許更多的光線通過,所以能夠為用戶展現無重影、更明亮的3D影像上是將3D畫面通過顯示器上的偏光層分解為左、右兩個獨立的畫面。目前AOC和LG推出相關產品,由于價格相對低廉,是普通消費者的理想選擇。
▲3D視角范圍有限
它的缺點也同樣存在,第一,偏光式3D顯示器采用分光法,偏光技術會使畫面分辨率減半,“不閃”很難實現真正的全高清3D影像;第二,觀看者的視角較窄,當用戶在超過三十度的水平視角上觀看,3D效果大打折扣。
3D顯示技術未來發展趨勢
從前面的分析可以看到,主動快門式和偏振光式兩種3D技術優點缺點都比較鮮明,從畫面質量層面看:由于分辨率關系,偏光式3D技術的圖像效果要比快門式3D略差,不過偏光式的3D顯示器不會閃爍,畫面穩定性更好。從技術實現角度看主動快門式3D技術對顯示設備要求更高,需要120HZ刷新率以上的顯示器。從成本方面看,偏光式3D顯示器價格相當低廉。比較看來,快門式3D技術更注重畫質表現,偏光式3D技術更注重便利實用。要比較誰更主流,最重要的還得看觀眾的需求是什么。
那么展望未來的3D顯示技術,誰將是未來的主流呢?佩戴眼鏡終歸讓人很不舒服,而且其顯示效果也有些不盡人意。在這樣的情況下,裸眼3D顯示技術就具有良好的應用前景,參與研究的廠商也在逐步增加。僅在目前,國內外已經有不少廠商實現了裸眼3D顯示產品的商業化應用,而這些產品也涉及到多種領域,呈現出百花齊放的局面。
裸眼3D顯示器是未來發展方向
說道裸眼3D顯示技術顯示器,其實早在2006年,飛利浦就開始推廣3D顯示器,其在CES 2006上展出的42英寸裸眼3D顯示器樣機模型曾榮膺大會金獎。但迫于金融危機的影響,飛利浦于關閉3D顯示部門,并全面停止銷售3D顯示器,包括經典的42英寸42-3D6W02顯示器。這對于裸眼3D顯示器的發展確實是一個非常大的損失。
不過近期裸眼3D再次被廠商提上日程,一些值得關注的新品也陸續推出,比如任天堂最新的3DS就實現了裸眼3D,而最新的筆記本也加入了裸眼3D。可以說未來裸眼3D是絕對的主流,相關產品值得期待。