能发光吗?解析裸眼3D显示的明天

产品:1 民用级3D显示器发展简史

【中关村在线展示频道原创】小时候,我们看到很多报刊杂志上有红蓝3D插页,忍不住戴上红蓝眼镜,一睹3D画面的风采。现在,我们可以不戴眼镜直接观看 4K 分辨率下非常高质量的裸眼 3D 图像。这之间的发展也不过短短的十几年。

从显示技术的发展来看,从早期笨重、不环保的CRT管技术发展到采用LED背光源的轻薄液晶显示技术,节能环保得到显着提升。在分辨率方面,从低分辨率和标清分辨率发展到目前非常流行的全高清分辨率,给用户带来了细腻的画质体验。在显示部分,屏幕从平面屏发展到立体3D屏,这也是显示技术发展的最大突破。

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● 民用级3D显示器发展简史

最早的民用级3D显示器出现在2008年底,由三星和优派以及显卡巨头联合开发,推出了市场上第一批3D显示产品。从此,民用级显示器的画面由平面演变为立体。

第一批3D显示器,无论是三星还是优派产品,都采用了22英寸宽屏设计,16:10的屏幕比例。这个尺寸比例也是当时最受消费者欢迎的规格。本产品使用的3D解决方案需要搭配昂贵的3D眼镜和我们自己开发的显卡和驱动程序。这给用户增加了很大的购买成本,所以早期的3D显示器并没有引起消费者的广泛购买欲望。

后来,随着16:9屏幕比例从电视到显示器产品线的推出,支持1920×1080全高清规格的3D显示器于2010年正式走向消费者。此后,3D显示器的尺寸从22英寸已涵盖 23 英寸、23.6 英寸、24 英寸和 27 英寸。

接下来,因为3D方案必须使用全套产品,采购成本太高,所以很多显示器厂商开始研发自己的3D方案,包括三星的自主快门3D方案,LG的偏光3D方案,AMD的快门 3D 解决方案等。这些产品和技术今天也已被使用。

电影《阿凡达》的上映,让全球用户全面体验了3D的震撼性能。此后,3D显示器的关注度和推广力度不断加大。

随着关注度的提高,3D显示器的数量也开始增加。从2010年开始,偏光和百叶窗3D显示阵营也正式形成。其中,三星、长城、明基等厂商都在快门式3D显示阵营中。 LG、AOC等显示器厂商全力推广偏光3D产品,而华硕、优派、宏碁等厂商则同时推出两种技术的3D显示器。中立。

2011年底,LG率先推出20英寸民用级裸眼3D显示器,2012年初又推出25英寸裸眼3D显示器。裸眼3D显示器非常昂贵,技术限制也比较高。很多,用户体验不够好,所以很快就被消费者“遗忘”了。

随着时间的发展和技术的成熟,2011 年年中,3D 显示爆炸式增长。涵盖的产品主要是快门式和偏光式3D显示器,没有裸眼3D相关产品。市场上主流显示器厂商基本上都推出了一款或几款全新的3D显示器,为消费者提供的选择也逐渐丰富。

2012 年和 2013 年初是 3D 显示器相对黯淡的时期。由于宽视角面板显示器的广泛普及和价格的下降,消费者的注意力主要转向了宽视角产品,对3D显示器的关注度持续下降。 3D显示器的销量也不理想。

产品:2 揭开 3D 原理的神秘面纱:如何欺骗眼睛

将图片从平面更改为三维。听起来眼花缭乱,看起来眼花缭乱,那么它是如何实现的呢?实际上,目前的3D显示技术可以分为用户戴眼镜观看和不戴眼镜观看两种,后者就是我们通常所说的裸眼3D显示。我们介绍的所有3D技术,无论是快门还是偏光,都需要相关眼镜的配合才能让用户观看3D画面。

● 偏光3D显示原理

目前市场上的3D显示技术主要分为主动3D解决方案和被动3D解决方案。那么这种偏光3D显示技术就是采用的无源3D显示方案设计。目前,市场上主要提供被动3D技术解决方案及相关液晶面板的厂商是韩国知名面板厂商LG,简称LGD。偏光3D显示器,包括LG、华硕、AOC、宏碁、优派等品牌,均采用LGD生产的面板,并配备相关3D显示技术。

除显示器外,目前大部分国产品牌和韩国LG都在其电视产品中使用LGD的偏光3D液晶面板。

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偏光3D技术的工作原理

偏光3D技术的工作原理主要是显示器和眼镜上的偏光膜的设计(类似于镀膜的概念)。显示器传送后,将一幅画面分成两幅画面,通过偏光3D眼镜传送到观看者的眼睛,再通过观看者的大脑合成图像,从而看到3D立体画面。

● 快门3D显示原理

偏光3D技术是被动3D方案,而快门3D技术采用主动3D方案设计。目前的快门3D显示技术,除了这家老牌厂商外,包括三星、AMD等都有自己研发的快门3D解决方案,并且都非常成熟。与偏光3D产品相比,快门式3D显示器更少。

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快门3D技术的工作原理(图片来自百度)

快门3D技术的工作原理与偏振光完全不同。目前主流的快门式3D显示器主要是将屏幕刷新率提高到120Hz(普通液晶显示器的刷新率为60Hz,华硕推出了刷新率为144Hz的3D显示器),而显示屏将在一个帧序列中。它从左到右交替不断地发出,然后这些画面信号通过快门式3D眼镜以同步的刷新率被接收,并将与2D画面相同的帧数传送到我们的眼睛。因为图片刷新速度非常快,会让我们的大脑产生错觉,从而形成3D图片。

● 裸眼3D显示原理

与之前的快门和偏光3D方案相比,目前的裸眼3D技术还不够成熟。从技术分类来看,目前裸眼3D主要分为四种类型:光栅式、柱面透镜、指向光源、MLD多层显示技术。

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光栅裸眼3D技术的工作原理

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双凸透镜裸眼3D技术的工作原理

光障3D技术的实现原理是利用开关液晶屏、偏光膜和聚合物液晶层,利用液晶层和偏光膜形成一系列方向为90度的垂直条纹。光线穿过这几十微米宽的条纹,形成一种称为“视差屏障”的垂直细网格图案。该技术使用放置在背光模块和液晶面板之间的视差屏障。在立体显示模式下,当左眼应该看到的图像显示在屏幕上时,不透明的条纹会挡住右眼的信号;当右眼看到的图像显示在屏幕上时,不透明的条纹会遮挡左眼的信号。这样,左眼和右眼分开,观看者获得了三维图像。

双凸透镜的原理是在液晶屏的前面加一层双凸透镜,使液晶屏的像面位于透镜的焦平面上,使每个图像下的像素点双凸透镜被分成几个子像素。这样,镜头就可以将每个子像素投影到不同的方向。因此,当双眼从不同的角度看显示屏时,他们可以看到不同的子像素。但是,像素之间的间隙也会被放大,因此不能简单地叠加子像素。让柱面透镜和像素列不平行,而是成一定角度。这样,每组子像素就可以重复投影视域,而不是只投影一组视差图像,从而形成3D图像。

指向光源3D技术的实现方式是搭配两组LED,采用快速响应的液晶面板和驱动方式,让3D内容有序进入观看者的左右眼由于图像交换产生的视差,眼睛感受到3D立体效果。

MLD多层显示技术是将两块液晶面板以一定的间隔重叠在一起,在不使用特殊眼镜的情况下查看文字和图片时,即可达到3D图像的效果。

红蓝3D技术原理很简单,已经淘汰了,本文不再介绍相关内容。

产品:三种3D技术的优缺点分析

快门、偏光、裸眼3D技术和方案设计差异较大,因此它们之间的实际表现效果也会有较大的差异和相应的优缺点。接下来,我们将讨论这三种3D技术模式的优缺点。

● 快门3D技术优缺点分析

先说一下快门式3D显示技术的优缺点。

快门式3D技术优缺点分析

优势

缺点

可调节的3D画面深度和出色的性能

会大大降低屏幕亮度

不损失分辨率,支持全高清规格

受其他光源影响,造成闪烁

刷新率很高

需要戴眼镜

眼镜容易出现串扰现象

眼镜需要独立供电,很重。

产品和眼镜的价格很贵

由于快门3D技术的实现原理和解决方案与120Hz刷新率有关(已经推出了144Hz刷新率的相关产品),因此显示端和接收端都需要这个刷新率眼镜支持。因此,快门式3D技术的不足之处在于,由于眼镜也会以120Hz的频率不断刷新接收画面,容易受到外界干扰,导致画面中断、亮度大幅降低、闪烁等问题。快门3D的优势在于3D画面的景深非常好,用户可以自行调节,给用户带来了强烈的体验。

● 偏光3D技术优缺点分析

接下来我们来看看偏光3D技术的优缺点。

偏光3D技术优缺点分析

优势

缺点

屏幕不会闪烁

3D 图像景深表现一般

眼镜不需要电源,重量轻,形状多样

3D图片的分辨率明显低于源分辨率

目前IPS面板应用广泛,视角和色彩都很好

需要戴眼镜

产品和眼镜的成本更低

屏幕亮度略微降低

目前市场上可用的快门式 3D 显示器的数量远小于偏光 3D 显示器的数量。主要原因是偏光3D显示器成本较低,所以价格相对实惠,价格最低。甚至不到1500元,快门式3D显示器的价格更是远在3500元以上。偏光3D技术被称为“不闪3D”,也就是说这种3D方案不会造成画面的闪烁,但是景深的表现不如快门式,偏光3D技术在看3D图片会造成分辨率减半的窘境,这也是目前用户最烦的。

● 裸眼3D技术优缺点分析

最后,我们来看看裸眼 3D 技术的优势和劣势将涵盖哪些方面。

裸眼3D技术优缺点分析

优势

缺点

无需眼镜

必须在特定的位置和角度观看

出色的景深表现

昂贵的价格

目前覆盖更多应用领域

技术不够成熟

屏幕亮度保持不变

屏幕分辨率将减半

目前的裸眼3D技术免去了用户戴眼镜的烦恼,所以不会造成屏幕亮度降低的问题,也不会因为戴眼镜而影响用户的日常体验,但是用户在进行裸眼3D屏幕 观看时,您需要能够在特定位置和角度观看完美的 3D 画面。如果角度或位置有偏差,3D效果会大打折扣。再者,目前的裸眼3D和偏光3D一样,存在分辨率减半的问题。因此,如果用户需要观看全高清规格的3D图像,原始分辨率必须达到接近4K的标准。另外,目前裸眼3D成本较高,相关产品的价格也会偏高。

此外,这三种3D显示技术还有一个共同的缺点,就是用户长时间观看会造成严重的视觉疲劳。不管戴不戴眼镜,都会引起这个问题。这也与目前的3D技术方案直接相关。

产品:4 裸眼 3D 目前覆盖哪些产品?

裸眼3D很神秘,裸眼3D技术还不够成熟,但是裸眼3D技术也在我们身边广泛应用。接下来给大家介绍一下目前市面上有哪些电子产品应用了裸眼3D技术,这些产品的实际表现如何。

● 裸眼3D手机

手机始终是制造商尝试新技术的最佳平台。目前市场上已经有夏普、HTC EVO 3D、LG 3D等几款手机。几款手机的屏幕均采用裸眼3D技术设计。这些手机刚发布时就受到了消费者的极大关注,但由于价格昂贵,销量并不理想。

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HTC EVO 3D 手机

现在看,这些采用裸眼3D屏幕设计的手机产品已经慢慢淡出。消费者关注度和销量都比较低迷。一个原因是上面提到的高价格,另一个因素。也就是裸眼3D技术还不够成熟,对于消费者的日常体验还不够好。另外,用户长时间观看裸眼3D画面会造成视觉疲劳,因此裸眼3D手机市场暂时沉寂。

● 裸眼游戏掌机

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任天堂 3DS 游戏机

3DS 是目前市场上唯一一款采用裸眼 3D 屏幕设计的游戏手持设备。说起 3DS,相信每个游戏迷都会很熟悉,很多玩家已经开始入手这款游戏掌机了。因此,我们可以看出,任天堂3DS裸眼3D的营销模式,在游戏掌机上是一个比较成功的案例。不过,我们还没有收到任天堂或索尼等厂商将推出新款裸眼3D游戏手持设备的消息。因此,裸眼3D在游戏手持设备中也一直处于沉默状态。

● 裸眼 3D 数码相机

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富士3D W3数码相机

在影像行业,索尼推出了3D相机,而富士则推出了配备裸眼3D屏幕显示技术的3D相机,富士REAL 3D W1和富士3D W3。 3D数码相机产品不仅可以拍摄3D图像,还可以通过相机的裸眼3D屏幕直接显示3D图像,但目前仅限于相机本身观看3D图像,不能与其他人共享或其他方式。归根结底是技术不够成熟。如此缓慢,这些设备的关注度也在快速下降。虽然厂商会持续定期更新相关系列产品,但不会大力推广这些产品。因此,裸眼3D数码相机市场也可以说是一片寂静。

● 裸眼 3D 显示器和电视

显示方面,LG在日本发售了型号为-PN的裸眼3D显示产品,在日本引起了不小的轰动,但仅限于关注,并没有得到消费者实际购买的支持。大多数裸眼3D显示器都与商业显示领域有关。例如,我们可以在大型展厅、机场等场所看到裸眼3D显示器。涉及这些产品的厂商数量也比较少。因此,裸眼3D技术在显示行业还处于起步阶段,没有得到广泛的发展。

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LG 裸眼 3D 显示器

在显示器、笔记本电脑、一体机等产品线中,3D相关产品可能还不够普及,但在电视产品线中,3D技术得到了消费者的大力支持。家里配备3D电视的用户数量绝对够庞大。在裸眼3D电视领域,东芝、LG、飞利浦、索尼、松下、创维、海尔等厂商都开始涉足裸眼3D技术的研发,部分厂商已经将成品送到消费者手中。从近两年的CES展会可以看出,裸眼3D的话题不断升温,因为裸眼3D在电视产品线中的应用前景非常好。当然,3D技术在电视上的普及与赶超好政策有一定关系。因此手机能在电脑显示器上播放吗,各大厂商也愿意跟进研发技术,推出相关产品。

● 其他裸眼3D设备

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东芝裸眼3D笔记本

除了上述产品之外,裸眼 3D 技术还应用于其他产品线。比如东芝的裸眼3D笔记本电脑、优派和爱国者的数码相框产品等,这些产品目前只是极少数型号,并没有得到消费者的广泛认可和支持。主要原因是体验差(主要是技术限制),价格也比较贵。

产品:5 裸眼3D离我们有多远?

● 裸眼3D是3D画面技术的最终发展形态

红蓝3D是十多年前最简单的3D表现形式,现在已经基本淘汰。然而,红蓝3D让人们第一次看到立体影像的方式,也引起了人们对立体影像的兴趣。 后来随着科技的发展,人们将3D技术广泛应用于屏幕显示。快门3D技术和偏光3D技术方案都已经高度成熟,用户实现3D完全傻瓜化,操作极其简单。但是,上述所有3D技术都需要用户在观看图像时戴眼镜,这对用户来说实际上是不方便的,而且很多用户表示戴眼镜观看3D图像非常不舒服。因此,我们可以认为目前的偏光或快门式3D技术只是一种过渡产品,裸眼3D最舒适的体验将是未来3D画面发展的最终形态。

● 4K或8K规格可解决裸眼3D分辨率减半问题

在目前的水平上,无论是偏光3D技术还是裸眼3D技术,由于其技术原理本身的限制,都会造成分辨率减半的问题。这除了3D视角,对于用户体验来说,最不能忍受的就是在3D画面的显示下分辨率会减半。也就是说,原始的1080p规格图片转换为裸眼3D图片时,只剩下540p,甚至达不到720p的水平,严重影响用户的实际体验。

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东芝发布4K分辨率裸眼3D电视55ZL2

从2012年开始,4K分辨率的概念正式提出,相应的8K分辨率产品也随之出现。而在2013年的CES展会上,更多的厂商加入了4K分辨率和8K分辨率的行列,可以看出今年相关产品和产业发展迅猛。目前部分厂商已经将4K分辨率与裸眼3D技术结合起来,这样即使传输的裸眼3D画面分辨率减半手机能在电脑显示器上播放吗,也能达到1080p的规格,可以有效解决画质细腻的问题。用户的图片。 不过日本NHK表示会在2020年左右播出超高分辨率电视信号,可见4K分辨率普及还需要时间。

● 裸眼3D面板产能现状

目前市场上主要的裸眼3D面板厂商众多,其中较大的有韩国LG、奇美电子、台湾友达等。对于裸眼3D面板的生产,由于解决方案部分的限制(目前主流的裸眼3D技术主要是光栅和柱面透镜),最大的生产障碍之一是确保点对点与液晶分子的对应关系。 3D电影需要非常细致。技术和工艺。正是因为高科技制造,成品的良率无法保证,相应的成本也急剧增加。因此,大规模生产非常困难。因此,目前裸眼3D面板的产能非常有限。

● 阻碍裸眼3D发展的因素有哪些?

① 技术不够成熟。与快门或偏光3D技术相比,裸眼3D技术摆脱了眼镜的束缚,这是最大的优势,但目前的裸眼3D显示设备必须在特定的角度和位置才能看到最好的3D画面,而且目前大部分成品都会有视角限制的缺陷,这就是其中之一。其次,虽然4K分辨率可以解决裸眼3D画面分辨率减半的问题,但4K分辨率相关的设备本身还处于起步阶段,并不成熟和量产。所以就谈裸眼3D技术的支持和补偿。 ,现在还为时尚早,分辨率减半的问题还没有得到妥善解决。然而,在应对技术缺陷方面仍然没有新的突破。

②价格昂贵。无论是手机、相机、电视、笔记本电脑还是液晶显示器,只要连接了3D技术,价格都会远高于同类型的普通产品。如果搭配裸眼3D技术,目前是天价。 ,所以消费者目前只停留在兴趣阶段,并没有实际的购买行为。价格高的主要原因是裸眼3D的生产成本太高,包括研发技术和面板制造,再加上良率的控制,都需要非常高的成本。

③ 视疲劳。视疲劳也是最重要的阻碍因素。接触过3D的朋友,尤其是接触过裸眼3D设备的朋友,相信大家也只是想尝鲜尝鲜。很少有用户长时间观看裸眼 3D 图像。目前裸眼 3D 技术主要是通过穿插图像将图像分离到用户的眼睛,再由大脑合成 3D 图像。因此,长时间观看3D图像会使用户的眼睛产生强烈的疲劳感,损害视力,还会造成大脑疲劳。

④ 应用稀缺。没有应用程序的支持,即使用户购买了裸眼3D设备,用户又能做什么?是用来砸核桃的吗?而且,目前的3D片源主要用于制造偏光或快门技术的3D解决方案。如果升级为裸眼3D设备,这些片源需要重新改造升级才能播放。这几乎是不可能的。造成了更多的成本和麻烦。因此,针对裸眼3D的应用,包括片源、电视信号、游戏等,目前也是非常大的障碍。

● 裸眼 3D 离我们有多远?

目前,全球最大的面板供应商LG早在2010年就表示正在开发裸眼3D技术及相关产品,但依然没有突出的改进和效果。 LG的高端性能裸眼3D技术还有很多问题没有解决,生产成本也比较高,目前还不能量产。

虽然很多厂商表示2013年左右就能推出技术更成熟的裸眼3D产品,但从目前的形式来看,这个时间点还是要推后的。裸眼3D虽然是未来发展的必然和重要趋势,但如果没有技术上的突破,很难激发消费者的购买欲望,也就没有厂商愿意推出或开发相关产品,恶性循环。

根据笔者的理解和目前的市场情况,裸眼3D至少还需要一到两年的时间才能大批量上市,而且肯定会在手机、平板等移动设备上领先、笔记本电脑和小型设备。液晶显示产品的普及应用,而大尺寸裸眼3D电视的普及还需要更长的时间。因此,从目前来看,只有在裸眼3D技术有了一定的突破后,才能来到消费者面前。这也是现在最需要解决的问题。

● 裸眼 3D 技术调查

裸眼3D技术调查

6 三星详细参数

文章来源:https://lcd.zol.com.cn/354/3541310_all.html

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