裸眼3D显示

裸眼3D显示（精选十篇）

裸眼3D显示 篇1

自然界是一个立体的空间, 整个宇宙空间以及一粒尘埃, 无论体积的大小, 都是具备了三维相互关系的, 而三维与二维最为显著的区别就在于成像深度。众所周知, 人类的视觉系统能通过生理, 甚至心理来感知到当前这个五彩斑斓世界中众多的三维信息。人类在感知世界的过程中, 通常使用眼睛来观察, 而双眼的协同工作, 可以对景物的三维信息以及相互关系做出准确的判断, 这是单眼无法完成的工作, 其原因无非就是左右眼在视网膜上的成像有一定的差异, 而大脑能够根据左右视网膜上的成像做出快速的分析处理, 得到真实世界的深度信息, 从而形成了空间感。

裸眼3D立体显示技术是为了能在当前的显示设备中, 将空间深度信息传达给人类的大脑, 以此来营造一个虚拟的三维世界。当然, 裸眼3D立体显示技术与传统的虚拟现实技术相结合, 更能让使用者获取到身临其境的感受, 从而避免传统2D平面显示的枯燥与生硬感。

从3D立体显示技术的发展历史来看, 其实质性的关键技术就是基于分割左右眼视图的方法。目前, 迅猛发展的裸眼3D显示器产业, 大多都是基于TFT LCD或者PDP的平板显示器的裸眼3D立体显示技术, 所以对于全息显示方法本文不做讨论, 主要论述非全息显示方法这一类的立体显示技术。

裸眼3D立体显示类型

裸眼3D立体显示技术的实现方法主要可以分为柱透镜光栅法、视差挡板法、微位相差板法、线光源照明法等。以上四种都是裸眼3D立体显示技术中可以利用TFT LCD来显示立体图像, 而TFT LCD液晶显示器具有价廉物美, 绿色环保的特点, 它的平面性以及轻巧性对于裸眼3D的升级改造非常有利。

1.柱透镜光栅法

距离TFT LCD液晶面板前合适距离的水平位置上, 安装上一块特殊的柱状透镜板。该透镜板紧密的排布了半圆柱状的透镜, 液晶板发出的光线经过柱透镜发生折射, 将分属奇、偶列的视差图像分别投射到观众的左右眼, 大脑将视网膜上的奇偶列视差图像立体融合, 从而获得了具有成像深度的立体画面。如图1所示, 是柱透镜的示意图, 像素层为液晶面板。该方法的特点就是简单, 柱透镜的安装极为方便, 而柱透镜本身的一些技术参数, 例如节距和曲率等是关键。

2.视差挡板法

视差挡板就是在光路上加上一些遮蔽物, 把部分方向的光遮住, 只让某些角度的光可以传出去, 如图2所示。挡板的位置经过精密计算, 可以让左眼像素只被左眼看到, 右眼像素只被右眼看到, 结构及制作均比较简单, 由于存在遮挡, 画面的亮度将会受到影响。根据显示屏的标准尺寸来设计相应的狭缝宽度和挡板间距。如果采用视觉挡板法, 那么有可能会造成显示画面和眼睛在成像过程中需确定精确的位置关系, 若角度不正确, 3D效果将会大大削弱, 甚至都无法正常显示2D的画面, 当然, 为了可以自适应的调整该位置关系, 可以加装一个自动装置, 来实时调整液晶面板中的挡板位置, 从而解决上述的问题。

3.微位相差板法

微位相差板法是台湾光电研究院研究成功的一种裸眼立体显示技术。使用微位相差板改变光的偏极态来达到左、右视图的分离 (图3) 。该方法对于观众的所在位置要求较高, 原因是该显示技术只能接受较小的视角, 且需要在观众头部配置一定的跟踪装置才可以。该方法结构较为复杂, 微位相差板使用特别研究的光刻方法加工而成, 与菲涅尔透镜和特殊结构的照明系统相配合, 能够进行视线跟踪。

4.线光源照明法

线光源照明法类似于背投电视, 在液晶面板的后方放置密集的线状光源给液晶面板的像素提供背光照明, 其中线光源宽度极小并要求与液晶屏的列像素绝对平行。当线光源发出极细的光线来将奇偶列像素的图像分离, 并且分别使得相应的左右眼获取到画面, 从而获取到3D效果。

一种裸眼3D显示的设计

上述中所提到的狭缝光栅即视差遮挡法和柱面透镜光栅在原理上只能约束单一方向上的光线, 所以这两种类型的三维显示技术大多只能运用于水平或者垂直布局, 而不能兼而有之。对此, 如果能将视差遮挡法中的狭缝光栅和柱面透镜光栅组合在一起, 只需在组合过程中兼顾水平与垂直方向的光线折射, 就能代替原有的透镜阵列, 那么就实现了全视差的3D立体显示。

无论是狭缝光栅还是柱面透镜光栅, 由于对于光线的控制是单一方向的, 尤其是柱面透镜光栅, 若垂直方向上相当于平行平板, 那么在水平方向上才具有透镜的作用, 反之亦然。考虑到两者的特点, 那么将两种不同的光栅相互错交叠加, 狭缝的前方同时具有了半圆柱透镜, 就能同时兼顾水平和垂直方向的光线折射, 从而可以双向的控制光线, 构成了一种全新的透镜阵列, 如图4所示。

通过精确的调整诸如狭缝宽度、柱面透镜厚度、栅距以及考虑液晶面板像素尺寸等关系, 实验发现必须改变显示器的所有像素大小, 并且不能使用相同的栅距的前提下, 才能使用常规的这两种光栅来叠加组成透镜阵列, 否则3D显示效果大打折扣。鉴于此结果, 将这两种光栅的狭缝光栅栅距设置为柱面透镜光栅栅距的1/2, 同时改变显示器的像素尺寸, 将水平排列的像素合成, 使得水平分辨率也改为原始尺寸的1/2, 即两个水平像素合并为1个像素, 不修改画面尺寸, 如图5所示, 每4个重组像素共享一个微透镜。通过像素的重新分配, 结合狭缝光栅和柱透镜光栅的叠加透镜阵列, 那么就可以得到全视差的裸眼3D显示效果。

结语

京东方研发出裸眼3D显示屏 篇2

多年来，裸眼3D显示一直备受市场期待，由于分辨率提升较难、工艺及设备要求高、裸眼3D视频内容匮乏、3D相关元器件价格高企等种种问题，在推进产业化、进入家用市场的过程中受阻。此次京东方55英寸裸眼3D显示屏的推出，昭示着裸眼3D超高清显示的产业化进程大进一步。

据了解，京东方此款产品着眼家用市场，集成了4K×2K超高清显示技术，使裸眼3D显示效果更加逼真细腻；应用了全球最尖端的对位贴合技术，克服工艺难题，支持2D和3D两种播放模式；采用成熟工艺实现Active Barrier技术量产，并成功将其应用到55英寸3D显示产品上。

裸眼3D显示 篇3

裸眼3D显示设备是一种不需要特制眼镜的自动立体设备,其主要由两种技术来实现:一种是利用视差屏障(parallax barrier),另一种是利用柱状透镜阵列(Lenticular array)。液晶透镜[1,2]则属于一种新型的柱状微透镜阵列。液晶透镜的结构主要包括彼此平行相对的第一基板和第二基板、与形成于两基板之间的液晶层。在第一基板内表面形成有一层第一电极(也称公共电极),以及在第二基板内表面形成条形第二电极(也称控制电极、信号电极)。在第一电极上方与第二电极下方还形成有第一取向膜与第二取向膜。液晶透镜是利用液晶分子的双折射率性质,以及液晶分子受到电场转向的特性,借由电场控制液晶分子转向,由于电场的强度随着距离电极的远近而有所不同,因此,形成折射率随着梯度分布(Gradient-Index,GRIN)的透镜,即柱状透镜阵列,左右眼像素经过该透镜阵列分别折射到观看者的不同眼睛中,从而显示三维影像。下文从专利文献上分析液晶透镜的发展,并重点介绍液晶透镜在结构上的改进。

2液晶透镜的专利申请情况

通过统计专利文献,自1985年索尼公司首次提出了将液晶透镜应用于裸眼3D显示,一直到2005年,液晶透镜专利申请数量很少,只有几篇。直到2006—2007年,液晶透镜专利的申请量呈现了一个小高峰,但在2008年有所回落,这可能是由于金融危机造成的。随后,液晶透镜专利申请量逐年增加,这也反映出了用于裸眼3D显示的液晶透镜的发展越来越快,具有广阔的应用前景。

对专利申请人国别(地区)进行统计,其中中国的专利申请量最多,占比为39%,其次是韩国和日本地区,分别为26%和21%,再次是中国台湾地区,其占比为11%,这可能是由于自2000年起中国经济开始飞速发展,且中国对于显示器的需求量比较大。而韩国和日本是最早开始研究液晶透镜的国家,因此这两国的申请量占比也较高。而欧洲、美国这些国家的专利申请量反而占比不高,可能是由于这些发达国家没有很多企业研究显示器领域,因而对于液晶透镜的研究不够,其次可能是由于金融危机的影响,需求量也不大。

对于全球中研究液晶透镜的主要申请人进行分析,其中韩国的LG(乐金显示公司)和三星公司的申请量位于前两位,其申请量的总和为85件,占据了全球申请量的25%左右;其次是中国的京东方和深圳超多维光电子有限公司,其申请量分别为32、27件,位居第三、四位。日本申请量虽然很多,但是相关企业较多,其中具有较多申请量的是由索尼、东芝、日立公司合并成立的株式会社日本显示器,拥有26件专利申请量,位居第五。

3液晶透镜相关结构的改进

液晶透镜在结构上的改进主要有6个方面,分别为电极与驱动、基板或基板与电极之间结构、液晶层结构、双层液晶透镜。取向膜摩擦取向以及配合液晶透镜使用的其他装置,其中改进最多的是电极与驱动结构,占比59%,其次是对于液晶层结构的改进,占比16%,在其他方面的改进占比不是很多,这就意味着在电极与驱动、液晶层结构上,更容易获得技术改进。下面将结合专利实例主要对这两个方向上的技术改进做进一步的说明。

3.1电极与驱动

在电极结构上,2007年LG公司提出一种液晶透镜,在第二基板上分层排布有第二电极与第三电极,第三电极的开口宽度不同于第二电极的开口宽度,液晶层设置第一电极与第三电极之间,可以改善液晶透镜的光学特性(US2007296911A1)。2009年LG公司申请的液晶透镜,在第一基板上的第一电极呈阶梯状排布,使得在列方向上观看时,一行的透镜区域相比于下一行的透镜区域偏移,可以改善视角并减小在电极中心处出现的串扰(KR20090006473A)。同年LG公司还提出了多个第一电极形成在第一基板上以相应于各自的透镜区域,并且在每个透镜区域中相邻第一电极的中心之间彼此间隔开不同的距离,可以实现平缓的抛物透镜面,减小液晶层的盒间隙(US2009122210A1)。

在驱动方法上,2009年LG公司提出了一种液晶透镜的驱动方法,在显示器的刷新频率内将画面分为多个子画面,基于每帧子画面确定液晶透镜的驱动电压,以将相应的画面折射入相应的观看者,可以增加观看视角(KR20090089694A)。2010年深圳超多维光电子有限公司申请的一种液晶透镜,显示面板在一个周期中显示至少两幅视差图像,且该至少两幅视差图像为拆分完整的带有视差的视图后组合而成,液晶透镜将上述至少两幅视差图像中对应不同观看区的视图的图像分别导向各自的观看区,实现全分辨率立体显示(CN101900887A);2011年索尼公司提出的液晶透镜的驱动方法,在上下基板上均设置有第一条形电极与第二条形电极,第一电极和第二电极之一被构造为允许将电场分别施加于多个预定子区域中的每一个的液晶层,以实现横屏纵屏转换以及混合区域显示(JP2011154197A)。

3.2液晶层结构

2007年皇家飞利浦公司提出了一种液晶透镜,其在液晶透镜的液晶层中嵌入一层透镜元件,未施加电压时即可显示三维图像,施加电压后则显示二维图像,可以实现具有理想光学特性的透镜元件(WO2007071141A1)。2011年LG公司申请的液晶透镜在第一基板和第二基板之间形成间隔物,间隔物的位置对应于当给电极施加电压时的透镜的最高点,防止间隔物对光线传输的影响(KR20110074159A)。深圳超多维光电子有限公司提出在液晶透镜的液晶层中可设置聚合物链条,以增强对液晶分子的锚定作用,可以减少响应时间,提高响应速度(CN102226861A)。

4结论

3D显示是显示器领域最重要的研究方向,而裸眼3D显示技术不需要额外的设备即可观看3D影像。液晶透镜式裸眼3D显示技术可通过电控的方式轻易实现2D/3D的可切换显示,此外还具有很多优点,如结构简单、易于制备以及驱动可调。液晶透镜式裸眼3D显示技术必然成为以后的发展趋势。从专利技术分析的角度来看,中国在液晶透镜的研究已经逐渐处于领先地位。希望通过本文的专利技术分析以给相关技术人员在液晶透镜发展方向上有所启示,进一步促进我国在液晶透镜技术上的发展。

摘要：本文以用于裸眼3D显示的液晶透镜专利为研究对象,分析了液晶透镜的发展情况和市场分布,并从液晶透镜的结构分析了液晶透镜在实现不同3D显示效果上的改进。

关键词：裸眼3D显示,液晶透镜,电极,液晶

参考文献

[1]唐雄贵,童伟,陆荣国,等.可调液晶微透镜研究进展[J].激光与光电子学进展,2012(4):16-21.

任天堂裸眼3D游戏精选 篇4

预计2011年末发售

足足等了十年，林克（塞尔达系列游戏的主人公）终于将要迎来自己生命中最美好的时刻：登录任天堂——裸眼也能玩3D游戏的3DS掌机。和当年设计师推出第二款N64一样，3DS游戏机的机身并没有做什么太大的改动，设计师的巧手只是把它变得更精致小巧了一点儿。3DS里内置了陀螺仪，玩家只需摇晃游戏机，就能拉开弹弓，对准投射目标，而“拖拽”功能也无需用触控笔实现，玩家只要用手指点点3英寸的触控屏就能达到同样效果。而游戏图像更加精彩动人，栩栩如生。毫无疑问，经典的故事和先进的3D技术将使得《塞尔达传说：时之笛3D》成为该系列中最棒的一部作品。

《生化危机：启示录》

（预计2011年发售）

有人说，3DS不过是给小孩子们玩的，既然这样，尝试被僵尸围攻的滋味怎么样？《生化危机：启示录》就很适合他们。这次，恐怖旅程将在一艘豪华游轮上展开，主人公将面对成群结队的活死人围攻（活死人在被感染期其实就是乘客）。制作方Capcom说：“它并非一部战斗游戏，而更倾向于解谜和生存。”

《合金装备3：食蛇者 3D》

(预计2011年发售)

尽管索尼一直紧紧拽着《合金装备》系列游戏，但还是不能阻止它登录任天堂3DS游戏机。对于无数的MGS粉丝来说，这真是一个大快人心的消息，因为又可以再次在新的掌机上回味经典的“食蛇者”了。本作是PS2上的《合金装备3：食蛇者》的重制版，并且将加入3DS的特性裸眼3D效果。

《超级街头霸王4 3D》

（现已发售）

玩家们不用担心，虽然这部游戏打着3D的招牌，但其游戏模式和胜利条件还是和你们钟爱的一模一样。同时，本作的打斗场面和参赛选手都有了进一步的提升，此外游戏还加入了技能快捷键并支持通过Wi-Fi双人对战。这无疑将突破以往掌机格斗游戏的水平。

《PES实况足球3D》（现已发售）

Sky电视台体育频道的3D足球栏目没有让足球粉丝们交口称好，但是这无法阻挡《PES实况足球3D》发售的决心。这部作品将涵盖60个国际球队和170个俱乐部，还将支持无线玩家对战，通过Street Pass功能用户可以查看临近玩家球队，并对比双方的实力、各自的策略以及各项数据。该游戏包含PSP版本的所有内容，但以3D显示无疑更能让玩家体会到身临其境的奇妙感受。

值得期待

2011年5月

《边缘战士》 (Xbox 360、PS3、PC)

故事发生在一座名叫Ark的漂浮城市中。在这部FPS游戏里，玩家可以自由选择双人、单人、Co-op合作以及挑战模式。

2011年6月

《声名狼藉2》 (PS3)

在本作中，主角Cole不仅拥有和以往一样的放电超能力，还将拥有更为丰富的格斗武器。据称，玩家很有可能将使用PS3的体感遥控器来操控Cole。

2011年9月

《抵抗3》 (PS3)

掀起“裸眼3D”的盖头 篇5

电视机在很短的时间经历了三次大变革, 可以说, 一个二十几岁的年轻人就可以见证电视机的三次变脸。从黑白电视机到彩色电视机, 从普通电视机到液晶电视机, 从平面电视机到立体电视机, 电视机的三次迭代仅仅用了二十几年的时间。

立体电视机对于我们来讲, 虽然不普及, 却也不陌生。相关数据统计, 从1998年飞利浦推出第一款戴眼镜的3D电视机以来, 业内就未停止过对3D电视的探索和尝试。直到2008年世界第一部IMAX-3D电影《阿凡达》上映之后, 市面上销售的电视机有95%以上的电视机是具有3D功能的, 只是人们对于3D电视尚停留在“相见相识却不相知”的状态, 对3D模式的使用率仅有4%, 平均每年的观看次数也只有5次。而且, 这种3D模式都需要佩戴专门的眼镜才能观赏3D效果, 用户体验评价褒贬不一。随着用户对“将3D眼镜从人体上转移到电视机上”的体验要求的愈加强烈, 以及裸眼3D技术的不断成熟, 未来, 将是裸眼3D电视普及的大时代。

为尽快实现“将裸眼3D电视机家庭化”, 让每个人都能坐在家里的沙发上享受到裸眼3D电视机带来的炫酷感觉, 广科院选择了裸眼3D技术相对成熟的万科数码集团进行通力合作, 推进目标的尽快实现。

之所以选择和万科数码集团合作, 主要在于其具有同行所不具备的优势:

人无我有先发制人

目前市场上的大多数从事裸眼3D显示技术的公司只提供不同尺寸的裸眼3D显示屏, 并不提供裸眼3D数字标牌的解决方案;少部分媒体制作公司会提供3D转片服务, 但是却不提供任何裸眼3D硬件设备支持。而目前, 只有万科数码集团可提供从3D片源到播放终端设备的一站式3D数字标牌服务。

万科数码集团与广科院在合作方面提供的产品和服务主要包括:裸眼3D显示屏、自动立体内容发布系统以及领先的2D转3D内容转换系统。广科院负责把前端的环节补充上, 从电视台播出电视信号, 到通过卫星或有线传输, 再到家庭接收, 涉及到编码的处理、信号传输的调制、家庭电视的接收、最终的显示环节, 从而覆盖端到端的整个过程。双方达成合作协议后, 预计经过六个月的时间, 把裸眼3D显示设备变成真正的家庭裸眼3D电视机。同时, 这种家庭裸眼3D电视机可以三种模式 (平面4K超高清模式、戴眼镜的3D模式和裸眼3D模式) 自由切换。不过前提是, 必须有裸眼3D的片源。

人有我优有的放矢

由李应樵博士执掌的万科数码集团与香港和内地的顶尖大学在研发方面进行紧密合作, 创新研发出不同型号、尺寸的纵向式裸眼3D数字标牌, 目前裸眼3D数字标牌所采用的技术主要为光柱光栅和视差屏障技术。采用视差屏障技术的产品在量产性和成本上较具优势, 属于经济型的裸眼3D技术, 适合选择经济实惠型产品的客户。而采用光柱光栅技术的最大的好处是不影响屏幕的亮度, 也是目前裸眼3D的主流技术。同时, 光柱光栅式数字标牌可应用于不同的室内和室外环境。与较为稳定的室内环境比较, 户外环境对数字标牌的要求更加苛刻。万科数码可提供高分辨、高亮度的LCD显示产品来适应户外显示环境。同时, 户外显示产品都具有耐热、防水、防寒等性能, 可完全适应一般室外环境的变化。

由于3D片可以给人们带来身临其境的画面效果, 因此很多观众在观看3D片时非常喜爱触碰如同从画面中弹出的物体, 为了将顾客的好奇转为触手可及的广告互动, 万科数码推出了一款带触屏功能的40"纵向式裸眼3D显示屏, 观众只需轻触屏幕上展示的商品, 便可以立刻显示该商品的详情, 可以让观众体验真正的触手可及的立体效果。以前业内普遍认为3D屏幕不能够实现触屏功能, 该产品的推出打破了这一概念, 是数字标牌技术上的一个重大突破。在今年4月的香港电子产品春季展上, 万科数码在亚洲地区率先推出最大的82"裸眼3D显示屏, 观看视点多达28个, 引起了各界的广泛关注。万科数码推出的纵向触屏式显示屏和82"超大尺寸显示屏一举填补了行业内纵向式裸眼3D数字标牌和大屏裸眼3D数字标牌两个空白。

万科数码集团开发的系列产品和服务还包括:网络电视、信息咨询台、智能家居系统以及移动电子产品。家用电视盒数字广告的未来将全部是裸眼3D模式的, 这也是其在未来几年中技术发展及商业模式发展的方向。

人优我特另起炉灶

为了达到最好的3D效果, 万科数码集团生产的自动多视点显示屏采用更为领先的技术并且在生产流程上需要严格的控制。在这点上, 为了生产物美价廉的自动多视点显示屏, 万科数码集团已经在中国深圳建立了自己的生产工厂。这样不仅可以控制产品质量及成本, 还可以确保专有技术及商业机密的安全和万无一失。

到目前为止, 万科数码集团 (MDG) 已经开发了几个超高清 (4K) 电视模型。同时, 与飞利浦 (Philips) 在自动立体显示技术方面进行了合作, 以使用超高清LCD液晶显示板开发一个新的裸眼3D电视。这款全新的电视产品将为顾客带来全新的观看体验并且有望最后在高端市场取代现有的3D电视。同时, 这项技术将被应用于数字标牌产品线以满足那些对裸眼3D效果有更高需求的客户群体。超高清裸眼3D电视的开发已经取得成功, 这也将推动万科数码集团的业务提高到一个新的高度。

降低片源成本又领风骚

前面我们已经提到过, 万科数码集团可提供从3D片源到播放终端设备的一站式3D数字标牌服务。可以说, 裸眼3D的片源与显示设备是裸眼3D电视必备的两个条件, 二者缺一不可。

为了降低裸眼3D片源的制作成本, 万科数码集团更是走在了行业前端, 为3D内容制作开发了一款完全解决方案——Marvel3DP (高清立体和自动多视点内容制作) , 该解决方案可以将制片成本降低至当前行业制片成本价格的一半。目前普遍的3D数字内容制作流程是需要3D摄影后, 再经过电脑处理才能制作出3D图像, 因此制作效率不稳定并且需要较多的人工。使用Marvel3DP, 只需要一个高质量的2D影片文件, 就可以将该2D影片转为3D影片, 转换后的3D影片可以在3D显示器上播放。这样可以将制片成本降低至传统制片成本的一半。

Marvel3DP代表着一些最高端的3D内容制作系统, 可满足对不同的3D效果和场景的创作需求。该平台不仅可为电影业提供价格优惠的3D内容制作服务, 还可以为预告片、宣传视频以及教学资源等提供3D制片及转换服务。Marvel3DP也可以为中国传统国粹——京剧提供3D转片服务。相信注入现代3D元素的京剧将会在屏幕上更加大放异彩, 是弘扬中国传统文化的一个全新方式。李博士介绍说“迄今为止, 据我所知Marvel3DP是目前全世界最有效、最强大的2D转3D的转片系统平台。”

放之四海一呼百应

目前, 裸眼3D技术在其他领域也开始施展拳脚, 并取得了一呼百应的响应。

信息显示及播放

无需佩戴眼镜, 就能够在裸眼3D信息显示屏上观看到流畅的、高清晰的3D视频影像内容。还可以使用云端服务同时监控数千台显示屏幕。该程序可以确保企业的即时信息按设好的时间和地点精确的传送至潜在客户;并且可以实现多个用户同时体验3D效果, 使企业有效地与目标观众群进行交流互动。

3D电影后期制作

许多好莱坞经典电影 (如:泰坦尼克号) 被后期制作成3D片后, 票房获得巨大成功。当平淡无奇的2D画面被转为世界级品质的3D影像后, 影像画面立刻变得生动立体起来, 会使观众置身于栩栩如生的画面中, 使影片更具吸引力。

广告及产品推广

将3D技术应用于广告中将开启广告行业的一个全新的里程, 3D广告以其震撼的视觉体验可以在短时间内吸引观众, 使观众有兴趣了解产品。这种模拟触手可及的3D效果能增强产品的知名度并树立良好的品牌形象。与企业的市场定位相结合, 3D广告可以使产品在激烈的市场竞争中脱颖而出。

教育/培训

裸眼3D技术首创性的应用于教育领域是为了使课堂教学更加高效并创造一个更具吸引力的教学环境。以3D显示技术展示一些抽象的概念时 (特别是生物学和科学) , 会取得更加显著的教学效果。教育性的3D内容可以为平淡的课程内容注入全新的生机与活力, 增加青少年的注意力持续集中的时间。

经过多年的积累, 裸眼3D技术现已在市场中快速成长, 成为一项异军突起的业务。裸眼3D的市场潜能是无限的, 它不仅仅可应用于复杂图像的展示, 还可以用于任何产品和业务的推广展示。一项研究分析显示, 一个饮料品牌使用裸眼3D广告进行展示宣传可以多获得45%的观众观看率, 并且提升了8.5%的销售额。用裸眼3D效果来展示产品优势将会加深顾客对品牌的印象, 从而达到提升品牌认知度的效果。

夏普推出裸眼3D系列智能手机 篇6

近日, 夏普发布3D智能手机新品, 其SH8158U、SH8168U使用日本原装3D液晶面板, 使用最新的裸眼3D技术, 即使不佩戴专门的3D眼镜, 也能享受到3D带来的视觉盛宴。在摄像方面, SH8168U使用双摄像头, 同时还配置了2个5M CMOS传感器, 并内置了HDMI接口, 可以拍摄3D效果影片。SH8158U的960万像素CCD摄像头, 支持720p的高清视频录制, 能轻松实现数码相机般的操作编辑功能。另外, 两款手机均拥有3.8 in WVGA屏幕, 分辨力为800×480, 支持静止画面、视频、游戏等3D功能, 并且自带的应用程序在播放2D视频时还能将2D的照片或图像转换成3D格式。

裸眼3D电视的优势与未来发展 篇7

1 裸眼3D的优势

使用裸眼3D电视具有许多优点, 例如:3D影像更容易吸引观众的眼球和注意力;观众更容易记住3D显示器传递的信息;不需要佩戴眼镜, 适合于不同的应用环境等。现阶段, 传统助视3D的发展确实遭遇了一些瓶颈, 这主要体现在助视3D电视的家庭应用方面, 其主要原因是助视3D电视要求观看者额外佩戴眼镜, 这种不便性阻碍了助视3D电视的普及。

2 裸眼3D在香港教学的应用研究

本节重点介绍一项2012年6月开始进行的研究[1], 该研究是在公共小学的学校教学和学习中采用裸眼3D显示技术, 目的是研究并且了解裸眼3D显示技术在教育中的有效性, 并了解学生在3D环境中学习效果是否更好。

有研究发现, 在上课时使用3D图片, 学生表现得更好, 更专心并且更快地吸收新的概念[2]。这项研究在提高初等教育的标准和质量方面已经给出了重要的结论。考虑到在教育方面巨大的资源投入, 了解什么因素可以提高小学教育内容的学习将变得尤为重要。这项早期研究基于传统的立体显示技术, 因此, 学生需要佩戴眼镜才能观看3D图像, 因此产生了一些问题, 如卫生风险、课堂上小组讨论问题时的眼神交流以及近视的学生需要戴两副眼镜等。

学校的孩子一般被定义为“数字原生代”类别[3], 依赖多媒体的刺激 (如动画、电脑游戏) 来保持注意力。因此, 裸眼3D LCD显示技术通过以下两种方式支持小学教学:1) 以3D多媒体内容吸引学生;2) 通过“使对象真实”[4]给学生带来相对“真实”的体验。为此, 笔者与香港的一所公立小学合作开展了3D和2D课程教学。

裸眼3D电视允许3D立体图像可以在不佩戴特殊眼镜的情况下使多数人从不同的视点观看。在这个项目中, 采用的是万科数码有限公司的裸眼3D电视。在项目开始之前, 将一个裸眼3D电视样品交到2个学校校长和6个老师手中。经过实验, 裸眼3D电视的3D效果和图像品质在这个测试项目中得到了认可。

在裸眼3D电视中显示的3D教学资料是关键部分。这些资料是根据学校教学大纲专门准备的。在显示无法通过正常裸眼看到的物体时, 3D显示变得尤为有用。因此, 选择了传染病医学主题, 在不同的领域 (如生物学概念) , 提供主张的“真实体验”, 如果不能给学生提供“可视化”的概念, 那么教学将会变得十分困难[4]。

在立体制作传染病医学内容和特效后, 经过多视点立体转换以兼容裸眼3D电视。为了消除未知的因素, 作了以下标准设定:所有的课程在星期四下午2点开始;每个课程长20 min;所有的教学环境和老师都是相同的。在观看教学内容时, 老师们组织学生进行小组讨论。教学内容包括文字、图像和动画, 并显示在42 in (1 in=2.54 cm) 的裸眼3D LCD电视上。小学四年级的学生们被随机选择参与2D课程或者3D课程。在每个课程之后, 让学生们填写调查问卷。

首先进行了第一个3D教学试点, 其中包含了15名学生。虽然调查了他们的爱好和兴趣, 但发现小学生们不习惯这样的调查。因此修改了评估, 让学生们在课程后绘出他们刚刚在课堂上学习的内容。例如, 让学生们在回忆2D和3D教学中的病毒图片有何不同。教学内容中, 一共有3种类型的病毒, 外形简繁不等, 其中最复杂的病毒是T4噬菌体 (见图1) 。

2D课程的25个学生中, 8个学生无法回想和画出T4噬菌体, 只有17个学生能回想起T4噬菌体的样子 (见图2) 。而所有上3D课程的16个学生都能回想起T4噬菌体的样子 (见图3) 。

通过图2和图3的比较, 很显然, 采用2D教学的学生提供了比较少的病毒细节, 而采用3D教学的学生则能更好地反馈较深层的信息。这有两个主要原因:首先, 学生在用3D教学的课程上比2D教学更能集中注意力;其次, 孩子们发现很难想象出没有展示出来的部分。当他们接收到2D图像的时候, 通常都能记住这些图像的呈现方式, 但是, 2D图像仅仅只是二维平面图像, 尽管它们很容易被理解为3D对象。以同样的方式, 当这些图像用3D的方式显示出来的时候, 学生们能回想起T4病毒的三维图像。

这项研究的贡献是双向的。首先, 为3D技术用于教育领域提供了成功的案例, 并且解决了一些实际问题。在香港, 很多家长觉得他们的孩子需要佩戴3D眼镜来接受教育很不方便。在这种情况下, 裸眼3D LCD电视的应用提供了可行的解决方案。当学生需要穿戴或使用的专用设备越少, 学生、老师和家长也越能接受这项新的高科技。这项研究的结论同样说明了参加3D教学比2D教学的学生, 到底多了解了些什么信息。

下一步, 建议去探索如何使用3D技术来教授英语词汇、介词、位置等。文献[5]提出, 在小学营造一个自然和愉快的氛围对于能够成功学习外语至关重要。研究发现, 3D材料能显著地提高学生的参与度和记忆力, 非常适合用于教授英语。虽然, 根据一所小学的教学大纲来制作3D教学内容, 其最初的代价是昂贵的, 但如果把这些内容推广到其他小学, 将会变得物有所值。为了更彻底地解决因缺乏3D材料而影响3D教育及电视节目未能普及的问题, 目前正研发一个2D转3D的极速工作站, 可把海量的2D内容高效率地转化为3D, 以便打造出完整的3D生态环境, 令3D的体验更加普及。

3 3D与超高清技术的结合

超高清技术 (UHD) 的快速发展和应用无疑给整个视像市场打了一剂强心剂。超高清显示技术的解析度达到了全高清的4倍, 在消费者的观感体验上是一个巨大的提升和飞跃。由于多个视点在空间上共享显示面板的RGB像素, 裸眼3D技术会导致空间解析度的下降。超高清显示技术增加了显示面板的空间解析度, 不仅使3D画面更加清晰, 体现更丰富的层次感, 而且有利于缓解现有裸眼3D技术造成的观看舒适度不够的问题。裸眼3D与超高清技术的结合, 成为消费者对裸眼3D观看效果更高标准的需求与显示面板生产商超高清显示器生产力两者之间的完美契合点。因此, 超高清技术的火热发展态势对裸眼3D技术的发展实际上起到了强有力的推动作用。

4 裸眼3D电视的未来

随着液晶电视技术和电子信息产业的快速发展, 裸眼3D技术作为一种创新的技术, 引领观众获得前所未有的视觉体验。裸眼3D是一个新兴的应用市场, 正在飞速成长, 不仅具备可观的商业前景, 而且拥有广阔的技术应用前景。新一代的裸眼3D显示设备以其新颖逼真的显示效果以及高舒适度等特点, 已经开始逐渐渗透并应用于消费电子设备、影视娱乐内容、广告传媒、医疗卫生和军事国防等领域。除此之外, 裸眼3D技术的应用, 对国民经济发展以及人们日常生活, 都具有重要意义。裸眼3D立体显示不仅能推动显示广告3D化, 而且有利于构建强大的3D影片合作平台以及完备的裸眼3D家庭娱乐整体解决方案, 并最终促使以裸眼3D技术为基础的环境虚拟现实技术进入家庭应用。

香港万科数码集团与亚洲顶尖大学合作, 并与中国广播电视科学院周毅博士、中国广播电视研究所一起着手制定一套可以进一步融合裸眼3D功能的全新3D技术标准。该标准不但能够帮助统一业内标准, 更能进一步提高3D广播内容的质量和效率。预计该标准将成为中国3D领域的里程碑, 在未来5年其市场将获得大规模的发展。

参考文献

[1]LEUNG H, LEE H, MARK K P, et al.Unlocking the secret of 3D content for education[C]//Proc.IEEE International Conference of Teaching, Assessment and Learning for Engineering (TALE) .[S.l.]:IEEE Press, 2012:13-15.

[2]BAMFORD A.The 3D in education white paper[EB/OL].[2014-09-30].http://www.gaia3d.co.uk/news/the-3d-in-education-whitepaper/.

[3]PRENSKY M.Digital natives, digital immigrants[J].On the Horizon, 2001 (9) :1-15.

[4]KERAWALLA L, LUCKIN R, SELJEFLOT S, et al.Making it real:Exploring the potential of augmented reality for teaching primary school science[J].Virtual Reality, 2006 (10) :163-174.

裸眼三维图形显示技术研究与分析 篇8

平板显示材料领域技术的不断进步促进了平板显示技术的发展, 三维显示技术的运用和推动使三维显示技术正离我们越来越近。在三维图形图像显示技术领域中, 我们正经历从眼镜式三维显示到裸眼三维图形图像显示的跨越。

早期的三维图形都是借助眼镜式三维显示, 需要佩戴专门的三维显示眼镜, 通过让眼睛分别观察到有视差的图像而形成三维效果, 是目前电影院和三维电视常采用的三维显示技术。眼镜式三维显示的优点是技术门槛要求较低、实现也相对简单, 但其缺点也是非常明显的, 需要改变用户观看方式, 会造成显示亮度答复下降、显示色彩也会有所偏差、并且不适合应用在移动设备上。因此, 不借助任何外部设备就能够拥有三维图像显示体验的裸眼三维图形显示技术正得到广泛的研究。

2. 立体视觉

裸眼三维图形的显示首先要依赖人眼的立体视觉, 立体视觉的关键在于深度, 大脑会很恰当地为我们处理深度, 但前提是眼睛要获得正确的信息。与大多数其他生物一样, 人类也有一双并排且距离较近的眼睛。这样的位置使得每只眼睛查看同一个区域时的角度稍有不同。这样可以将视线聚焦到远处某个物体上并用每只眼睛轮流观察该物体来验证一下, 大脑将每只眼睛的信息结合并形成一幅图像, 并将每个视野之间轻微的不同解释为深度。这样就产生了一幅有高度、宽度和深度的三维图像。由于增加了深度知觉, 才会形成如此重要的三维或立体视觉。利用这种视觉, 我们能够准确看到周围事物相对于我们身体的位置, 而且通常都相当精确。我们特别擅长定位正在靠近或离开我们的物体。眼睛的位置使我们无需转动脑袋就能看到实体四周的一部分。这样看来, 一些人相信立体视觉已逐渐成为人类的一种生存手段就不足为奇了。当然, 像扔球、接球或击球、驾车或停车甚至穿针引线等看似简单的运动也都离不开立体视觉。但这并不是说, 没有了三维视觉, 诸如此类的任务就无法完成了, 而是说一旦缺少了深度知觉, 完成这些日常任务将会变得困难重重。

3. 裸眼三维图形显示

裸眼三维图形显示是指通过视差障碍或者柱状透镜阵列技术把经过专门设计的视差障碍或者透镜阵列放置在显示面板上, 通过它们的分光使得有视差的图像分别进入不同的眼睛来形成三维效果。裸眼三维图形显示技术复杂, 除硬件外, 还需要专门的图像处理算法配合才能形成三维效果。

3.1 视差屏障技术

“裸眼式3D”是最近研究出的一种新型的三维显示技术, 观察者不需要佩戴任何观察仪器就可以直接看见三维图像。这种技术按实现方法分主要有透镜法和光栅法两种。在两种方法中都用了一种合成的图像, 包含竖直的交替排列图像条纹, 这些条纹由具有位差的左图像和右图像构成。在透镜法或光栅法中都有一个液晶显示屏, 通过排列一种普通的颜色过滤器来显示合成图像, 该图像由许多竖直的一个像素宽 (比如说显示RGB的3个点) 的条纹状图像组成, 但是即使是在观测区域中也会引起色彩分离现象, 为了防止色彩分离现象, 合成图像中必须用1个点宽的图像条纹, 这样就需要一个额外的信号转换电路。而且, 这种合成图像不适合现在广泛应用于三维显示的顺序区域立体显示方法。

这种技术不需要佩戴任何辅助工具的自由立体显示方式, 又称“裸眼式三维技术”, 由于其个方面的有点, 必然成为立体显示的发展趋势。当今欧美等国和国际大公司的研究方向也主要集中这个方向。液晶显示器的自由立体显示技术如下:

视差屏障式原理也被称为光屏障式三维技术或视差障栅技术, 其原理和偏振式三维较为类似, 视差屏障技术的实现方法是使用一个开关液晶屏、一个偏振膜和一个高分子液晶层, 利用一个液晶层和一层偏振膜制造出一系列的旋光方向成90°的垂直条纹。这些条纹宽几十微米, 通过这些条纹的光就形成了垂直的细条栅模式, 被称之为“视差障栅”。在立体显示模式时, 哪只眼睛能看到液晶显示屏上的哪些像素就由这些视差障栅来控制。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。如果把液晶开关关掉, 显示器就能成为普通的二维显示器。

3.2 柱状透镜阵列技术

柱状透镜阵列技术是由一组柱状透镜构成的屏幕, 当从略有不同的角度来看会有不同的图像放大。如图3为具有深度的柱状透镜阵列镜片, 在这种情况下, 镜头集中跟多的水平光束形成的形状有微小的弯曲反射, 允许观察者从不同的角度观看图像会出现更改或移动。

柱状透镜阵列裸眼三维图形显示技术不降低显示亮度, 也不需改变用户的观看习惯, 因此特别适合在移动设备上实现。但为使3D图形图像处理负载均衡并保留在未来完全独立的萨内显示图形处理发展空间, 需要设计专门的芯片。

4. 结论

友藏 从铁板阵到裸眼3D 篇9

如果说从前游戏的载体还是卡带，那么现在的游戏厂商还没有自己的电子游戏商店那就大大的“OUT”了。任天堂掌机在游戏商店方面保持得非常“FashioR”，从NDS开始就可以在官方商店里购买你钟爱的游戏。3DS入手后，我不仅下载了任天堂近期史无前例大降价并馈赠给用户的1 0个红白机经典游戏，还获得了另外两款吸引我已久的付费游戏。一个是将简单的游戏性和3D效果发挥到极致的人气大作《石》：另一个则是游戏老厂NAMCO为3DS重新制作3D版《铁板阵》。《石》这个游戏倒是符合当下流行的休闲小游戏风潮，操纵一个从井口向下落的物体，躲避下落过程中的各种障碍，争取以最短时间掉到井底。在裸眼3D效果的支持下，这个游戏3D表现力极佳，玩起来相当有投入感!《铁板阵》这个游戏很多玩家未必熟悉，但诞生于1983年的《铁板阵》是当年最佳的单人射击游戏，曾经一度占据全球街机游戏73％的份额。而日本游戏大厂NAMCO更是凭借这个游戏在当年盖起了一栋被业界人士称为“铁板阵大楼”的新办公楼。如今这款游戏被忠实移植到了3DS上，变成裸眼3D版本f也有很多朋友把这种行为叫做“炒冷饭”和“骗钱”。经典的游戏氛围带给老玩家的是怀旧感，而裸眼3D的视觉效果，让我在多年以后有了全新的游戏体验——游戏画面中云层、战机是错落有致，真实、立体!我必须坦白，二十多年前小学时代，趴在街机厅里反复观摩和上机磨练的经历至今难以磨灭，在重新看到这个老朋友后，即便不常挑战，那也是一种纪念。这不，我又在淘宝上预定了PS3即将发售的《ICO+旺达与巨像》高清复刻版。

说到3DS，不得不谈到“裸眼3D”，这是一个真正“只可亲眼意会不可言传”的科技，因为你只有亲眼所见的3D画面，才会感受到信息。如果你让我描绘，我会很简单地回答：“真的是3D的。”不需要借助3D眼镜即可看到和在3D电影院里看到的立体效果，确实对得起“裸眼3D”这个名称。由于3DS屏幕不够大的缘故，视线角度不能有较大偏移，一定距离正视的3D效果是最好的。至于很多朋友反映：使用一段时间后眼球会疲劳的问题我也有应对的方法，建议将3D效果开到一般，不要开到最大，还有就是别玩太久。一两周后，当你习惯了3DS的裸眼3D以后，不适感就会渐渐消失了。

裸眼3D技术在刚问世时遭遇了不少质疑，质疑它究竟能有多少生活应用——目前我们能够在市面看到的仍然是由眼镜配合观看的3D电视占据主流。据说日本今年年初已经在本土推出了裸眼3D电视，而夏普也在向国内用户推介其主打裸眼3D功能的手机，一时间似乎“无3D，不能活”了，更不用提电影行业什么大片都要和3D挂上点儿关系，这不，重制的《泰坦尼克号》也打算借着3D风重新火一把。我以为3D应用的关键依然是内容，人们追求3D或裸眼3D效果，图的是感官上的全新升级，目前我们看到的太多3D应用都有些牵强附会了。我入手的3DS原生游戏大作是两个——《生化危机雇佣兵3D》和《3D街霸IV》，游戏更多时候会把3D效果关闭。游戏也好、电影电视也罢，人们第一目的是“舒适地欣赏内容”，基于此或许裸眼3D技术才能发挥最大功效，为我们的娱乐生活增添色彩。

裸眼3D显示 篇10

业内人士对此表示, 3D的未来发展趋势定是裸眼技术, 预计在未来5至6年, 裸眼3D电视可进入中国高端消费者家庭。

跟风:裸眼3D电子产品竞相上市

据中国电子商会消费电子产品调查办公室的调研数据显示:68%的消费者有过观看3D影像的经历, 约有一半人觉得视觉效果震撼。同时, 在有过观看经历的受访者中, 有1/3的人有购买或体验3D电视的意愿。

在这样的背景下, 目前各大彩电厂商都视3D电视为未来电视发展趋势。例如, 东芝表示已经成功研制全球首款无需专用眼镜、可裸眼观看的3D LCD电视, 将于12月在日本率先上市。

但不容忽视的是, 在向好趋势下, 消费者抗拒戴着特制眼镜看电视仍然是最大的问题之一。由此, 将电视屏幕采用LED背光技术, 立体影像处理方式能让消费者从任何角度看三维立体图像, 这成为诸多厂家发力的重点。东芝表示, 其上市的“裸眼3D电视机”在技术上是一种突破, 但在屏幕尺寸和价格方面, 还显得还不够完美, 短期内不会给公司带来显著营收。

与裸眼3D电视一样, 裸眼3D风还刮到了手机和相机上。据有关媒体报道, 有厂家已经研发出一款供手机、数码相机和掌上游戏机使用的小型立体触控屏幕, 用户同样无需戴3D眼镜, 就可以看3D效果。同时预计, 应用该屏幕的手机电子产品将于明年2月份上市。

难题:裸眼3D技术和价格成普及障碍

3D电视市场正在逐渐升温。LG、索尼、夏普、三星、TCL等中外家电品牌不仅纷纷主推大尺寸快门式3D电视新品, 优惠手段更是诱人。然而与厂商推广之火热相反, 市场反映冷静。

从健康角度看, 消费者依然对现在市场中主打的快门式3D电视会导致观看时头晕眼痛等现象有很大顾虑, 绝大多数只是保持观望。

从技术角度看, 随着3D电视渐渐兴起, 也出现了一些专业人士对其技术的质疑。目前市场主推的快门式3D技术, 其一张一合的成像原理不仅使画面出现频频闪烁的现象, 而且内置电池的结构也不够轻便, 还需要经常更换电视或充电, 既不舒适又不方便。

从成本和价格角度看, 大多数厂商表示, 裸眼3D电视尺寸越大成本越高, 而且成本是呈几何级数增长:一是采用裸眼3D技术的显示器必须是工业显示器, 制作工艺与普通的液晶显示器有很大区别;二是3D电视的贴膜虽然制造容易, 但要保证“点对点”对应贴膜却存在很大的技术难题。

对此, 业内专家陆刃波指出, 电子产品的盈利期是在产品推出前期, 而不是后期, 中国企业与外资相比主要是技术上的滞后, 提前抓住3D电视技术的关键, 是对3D电视做重点的技术储备。

诚然, 每一次新的技术卖点的出现, 都意味着中国彩电市场又一次新的洗牌, 而技术研发能力则成为立于不败的关键。

趋势:裸眼3D电视未来5年有望进入中国家庭

3D电视要想真正进入普通消费者家庭, 必须突破眼镜的阻碍, 实现裸眼3D效果。裸眼3D显示技术才是3D的真正未来。

但专家们也指出, 裸眼3D电视由于技术的限制, 因此各个厂商的商品也都不尽相同。TCL已经实现销售的裸眼3D立体电视, 这款TCL裸眼3D立体电视的立体显示效果是通过在液晶面板上加上特殊的精密柱面透镜屏, 将经过编码处理的3D视频影像独立送入人的左右眼, 从而令用户无需借助立体眼镜即可裸眼体验立体感觉;东芝发布了两款裸眼式3D电视, 虽然在目前阶段获得一定成功, 但裸眼3D电视在技术上仍然没有克服两个存在已久的问题:首先, 清晰度一直不够高;其次, 视角一直有限制。