第3章平板电视技术续--3D电视

1第3章平板电视技术续--------3D电视技术2•《阿凡达》，年初最热门的话题。狂卷全球20亿票房，也引了3D这个名词。•2月1日，英超首次实现3D电视转播宣告了足球比赛转播3D时代的开始。•年初在纽约举办的国际CES展上，参展的彩电厂商，如索尼、松下、三星、LG、夏普、东芝、TCL、海信、海尔等都展出了自己的3D电视样机，似乎为3D电视时代的来临做好了准备。何为3D电视？3D电视的未来发展趋势如何？引言33D电视解析及其发展一、3D显示技术原理简介二、3D电视面临的阻碍三、3D电视发展现状43D显示技术原理简介53D显示技术原理3D是three-dimensional的缩写，意指：三维立体图形立体图相对技术体显示技术全息技术裸眼式3D技术眼镜式3D技术色差式快门式偏光式透镜阵列屏障栅栏指向光源6•人眼的立体视觉特性：•人类在观看周围世界时，不仅能看到物体的宽度和高度，而且能知道它们的深度，能判断物体之间或观看者与物体之间的距离。•这种三维视觉特性产生的主要原因是：人们通常总是双目同时观看物体，而由于两只眼睛视轴的间距（约65mm），左眼和右眼在看一定距离的物体时，所接收到的视觉图像是不同的，因而大脑通过眼球的运动、调整，综合了这两幅图像的信息，产生立体感。一、三种3D想象技术原理简介：总结：人眼的立体视觉特性是立体影像产生的共同基础。7一、立体图像对技术：•其原理是：先产生场景的两个视图或多个视图，然后用某种机制（如佩戴眼镜）将不同视图分别传送给左右眼，确保每只眼睛只看到对应的视图而看不到其他视图，从而产生立体视觉。•这种技术的本质只是在空间中产生两张或多张平面图像，通过“欺骗”人眼视觉系统而立体成像。•这类技术会使人眼产生矛盾的晶状体焦距调节和视线汇聚调节，长时间观看会产生视觉疲劳。目前市面上的3D显示技术都属于立体图像对技术范畴。8二、体显示技术：•此种技术是在物理上显示了三个维度，能在空间中产生真正的3D效果。成像物体就像在空间中真实存在，观察者能看到科幻电影中一般“悬浮”在半空中的3D透视图像。•从数字图像处理技术来说，平面图像对应了二维数组，每个元素被称为像素；而三维图像对应三维数组，每个元素被称为体素。体显示技术正是在空间中表现了这个三维数组。9三、全息技术：•全息技术是利用光波的干涉和衍射原理记录并再现物体的真实感的一种成像技术。•全息技术再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应。除用光波产生全息图外，现在已发展到可用计算机产生全息图，然而需要的计算量极其巨大。•全息术应该是3D显示的终极解决方案，但目前还有很多技术问题有待解决，短期内难有成熟产品量产。图片中的女士即全息虚拟影像。10立体图相对技术裸眼式3D技术眼镜式3D技术色差式快门式偏光式透镜阵列屏障栅栏指向光源立体图相对技术细分图：11眼镜式3D技术色差式：色差式3D历史最为悠久，成像原理简单，实现成本低廉，但是3D画面效果也是最差的，需要配合色差式3D眼镜才能看到3D效果。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。目前我们较为最常见的滤光片颜色通常是红/蓝，红/绿，或者红/青，目前采用这种技术的影院以及越来越少了。优点：技术难度低，成本低廉缺点：3D画质效果不是最好，画面边缘易偏色12眼镜式3D技术快门式：快门式3D技术主要是通过提高画面的快速刷新率（至少要达到120Hz）来实现3D效果，属于主动式3D技术。当3D信号输入到显示设备后，120Hz的图像便以帧序列的格式实现左右帧交替产生，通过红外发射器将这些帧信号传输出去，负责接收的3D眼镜在刷新同步实现左右眼观看对应的图像，并且保持与2D视像相同的帧数，观众的两只眼睛看到快速切换的不同画面，并且在大脑中产生错觉，便观看到立体影像。优点：资源相对较多，厂商宣传推广力度大，3D效果出色缺点：快门眼镜价格昂贵13眼镜式3D技术偏光式（偏振式）：偏光式3D也叫偏振式3D技术，属于被动式3D技术。偏振立体眼镜与偏振的片源配合，片源通过奇偶帧分别播放左眼和右眼的信号，通过立体分配分开，进入两个投影机，通过偏振光透射而出，偏振眼镜两个眼睛分别允许不同偏振光进入，于是就接收了各自眼睛的信号，最终产生了立体感。偏光式3D也细分出了很多种类，比如应用于投影机行业的偏光式3D需要两台以上性能参数完全相同的投影机才能实现3D效果，而应用于电视行业的偏光式3D技术则需要画面具有240Hz或者480Hz以上的刷新率。优点：偏光式眼镜价格低廉，3D效果出色，市场份额大缺点：安装调试繁琐，成本不便宜14裸眼式3D技术光屏障式（Barrier）光屏障式3D技术的实现方法是使用一个开关液晶屏、偏振膜和高分子液晶层，利用液晶层和偏振膜制造出一系列方向为90°的垂直条纹。这些条纹宽几十微米，通过它们的光就形成了垂直的细条栅模式，称之为“视差障壁”。而该技术正是利用了安置在背光模块及LCD面板间的视差障壁，在立体显示模式下，应该由左眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡右眼；同理，应该由右眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡左眼，通过将左眼和右眼的可视画面分开，使观者看到3D影像。优点：与既有的LCD液晶工艺兼容，因此在量产性和成本上较具优势缺点：画面亮度低，分辨率会随着显示器在同一时间播出影像的增加呈反比降低15裸眼式3D技术柱状透镜(LenticularLens)技术柱状透镜(LenticularLens)技术也被称为双凸透镜或微柱透镜3D技术，其最大的优势便是其亮度不会受到影响。柱状透镜3D技术的原理是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，这样在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。于是双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素。不过像素间的间隙也会被放大，因此不能简单地叠加子像素。让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。优点：3D技术显示效果更好，亮度不受到影响缺点：相关制造与现有LCD液晶工艺不兼容，需要投资新的设备和生产线。16裸眼式3D技术指向光源（DirectionalBacklight）技术对指向光源（DirectionalBacklight）3D技术投入较大精力的主要是3M公司，指向光源（DirectionalBacklight）3D技术搭配两组LED，配合快速反应的LCD面板和驱动方法，让3D内容以排序（sequential）方式进入观看者的左右眼互换影像产生视差，进而让人眼感受到3D三维效果。优点：分辨率、透光率方面能保证，不会影响既有的设计架构，3D显示效果出色缺点：技术尚在开发，产品不成熟173D电视现今面临的阻碍183D电视现今面临的困境：一、3D市场无比混乱，急需制定统一标准。无比混乱的市场可以说是3D市场目前面临最大的难题。作为一种新型的显示技术，3D技术目前正处于蓬勃发展的阶段，但是整个3D行业却无统一标准，不仅消费者晕头转向，有些厂商的技术人员也为之头疼。3D行业急需制定统一标准193D电视现今面临的困境：二、3D使部分观众眩晕3D画面是虚实交汇的，这些动感的虚画面会让人们聚焦眼球很困难，长时间观看很容易出现头晕、头痛。另外，电影院内光线比较暗，观众瞳孔自然就会放大，另外3D画面对于眼睛刺激性也特别大，眼压也会随之升高，出现眼干、眼痛等症状。我晕了，不行了，快来扶一下……203D电视现今面临的困境：三、3D资源稀少想看1080p高清视频？网上随便一搜便琳琅满目。但是3D内容呢？虽然支持3D的游戏已经多达百款，但是每年在影院放映的3D电影还寥寥无几，其他诸如3D图片等资源更是为数稀少，在这种情况下，消费者又有什么理由耗费数倍的价钱去购买一款“华而不实”的产品呢？213D电视现今面临的困境：四、戴3D眼镜有诸多不便，舒适度差：在CES展上，索尼指出其3D电视产品需戴眼镜观看，为此它们的产品也将配有专门的3D眼镜；松下、东芝的3D电视也将同样需要戴专用的主动式立体眼镜。真正的3D电视应该是裸眼就可欣赏到3D效果的，但目前已知的3D电视产品基本都需戴专门的3D眼镜才能观看。在裸眼3D电视真正成熟之后，3D电视才可能在国内普及。否则，不单是3D眼镜的售价高昂，一些近视人群的佩戴舒适度等因素都将阻碍3D的推广。看个电影而已，还需要戴眼镜，真够折腾的223D电视现今面临的困境：五、价格高昂。据悉，一套3D家庭影院的售价至少要4000美元，这是普通电视的2——3倍的价格，即便是那些对3D电视最热心的支持者，对此价格也会犹豫再三.23三、3D电视发展现状24•在今年的国际消费电子展（CES）上，索尼、三星、三菱、LG等厂商都将展出3D电视，并希望借此引爆2010年的3D电视市场。•国内品牌当中，海信展示的是55英寸LED背光的3D电视，海尔也展出46英寸的3D液晶电视。•TCL、海信、松下等彩电企业表示，企业已研发成功3D平板电视，将于今年推向市场。3D领域各企业动态253D领域各企业动态：1、三星：•三星电子于1月27日正式宣布，开始大批量的生产3DLED电视和3DLCD电视。三星高端超薄LED8000系列65寸3D液晶电视三星超薄LED9000系列3D液晶电视26三星55寸3D液晶电视三星支持3D播放的蓝光播放机新品BD-6900三星3D家庭影院系统演示272、索尼：2010年1月6日，索尼在美国发布了2010年BRAVIA3D液晶电视以及3D蓝光播放机新品，并宣布夏天起全面销售支持3D的BRAVIA液晶电视、蓝光播放器、支持蓝光播放器的家庭影院。索尼XBR-LX900系列3D液晶电视283、松下：2010年1月，松下公司宣布已经开发出全球最大的152英寸，拥有4K2K超高清分辨率、支持3D显示的等离子电视。松下152英寸3D等离子电视松下152英寸3D等离子电视294、TCLTCL多角度裸眼3D电视墙305、天空开通欧洲首家3D电视台枪手vs曼联首次3D直播阿森纳对曼联的比赛中，工作人员正在使用3D摄像机拍摄。一名球迷佩戴3D眼镜在伦敦一家酒吧里观看比赛现场直播316、东芝2D-3D影像转换技术。2月2日，大连东芝电视董事、总经理川上亲久今日表示，东芝正在研发“2D-3D影像转换”技术，届时将打破3D电视受制于内容的瓶颈。东芝在今年1月于美国举办的2010国际消费电子展(CES)上，推出了具有“2D-3D影像转换”技术的CELLTV系列LED电视。CELLTV可以把目前所有普通2D内容转化成3D效果输出，包括电视节目、DVD、蓝光，甚至是通过电视输入的2D游戏。32展望未来：•从以上事项看出，尽管3D电视面临着重重困难，但各大电视企业都坚定着未来的3D电视发展之路。•由于现实存在的这些客观阻碍，3--5年内，3D电视还无法全面普及。但是，3D电视的发展趋势和普及是不可逆转的！33THEEND