[信息與通信]3D顯示器技術(shù)簡(jiǎn)介.ppt

1 3D顯示器技術(shù)簡(jiǎn)介 2 大綱一 3D立體影像原理二 3D顯示器技術(shù)種類(lèi)三 眼鏡式立體顯示系統(tǒng)四 裸眼立體顯示系統(tǒng)五 Cell原理六 液晶光閘開(kāi)發(fā)評(píng)估 3 3D顯示器的發(fā)展 1830s MirrorStereoscopeViewer byWheatstone1850s 紅藍(lán)眼鏡立體影片 byD Almeida1920s Shutter式立體影片 byHammond1936 MGM推出紅藍(lán)眼鏡商業(yè)電影1939 偏極眼鏡立體影片 byChrystlerCo 1990s 裸眼式立體顯示器萌芽2003 Sharp推出3Dmobilephone Wheatstone sMirrorStereoscopeViewer 1835 4 3D立體影像原理 1 立體感 雙眼可由光角 視差 來(lái)判斷物體的遠(yuǎn)近 層次 即創(chuàng)造物體的立體感 2 光角 OpticalAngle 物體與兩眼所形成的角度稱(chēng)之為光角 我們利用光角來(lái)判斷物體的遠(yuǎn)近 3 視差 Parallax 透過(guò)我們雙眼各自看到目標(biāo)物位置的差異性 光角 愈大其 視差 也愈大 5 4 視差變化 1 正視差 兩眼焦點(diǎn)視線在螢光幕前沒(méi)有交叉 其影像呈現(xiàn)在螢光幕後 2 零視差 兩眼焦點(diǎn)視線的交叉點(diǎn)在螢光幕上 其影像呈現(xiàn)在螢光幕上 3 負(fù)視差 兩眼焦點(diǎn)視線在螢光幕前有交叉 影像呈現(xiàn)在螢光幕前交叉點(diǎn) 6 3D立體影像原理 5 立體視覺(jué) 3D影像是指影像除了平面的x和y軸外 還要有明顯的深度 3維物體可藉由雙眼視覺(jué)視差 如右圖 在大腦中相互補(bǔ)償融合而形成立體影像 此種視覺(jué)感受稱(chēng)之為Stereoscopy 立體視覺(jué) 6 3D顯示技術(shù) 將不同視角拍攝的影像分別投射於左右眼方能達(dá)成立體效果 技術(shù)的基本要求是能讓左 右眼所看到的影像有些許不同 7 8 9 10 3D影像產(chǎn)業(yè)相關(guān)產(chǎn)品 11 3D顯示器技術(shù)分類(lèi) 目前3D顯示器技術(shù)大致可區(qū)分為眼鏡式和裸眼式技術(shù) 眼鏡式3D withglasses 被動(dòng)式眼鏡 passiveglasses 彩色眼鏡 anaglyph 偏光式眼鏡 Polarizerglasses 主動(dòng)式眼鏡 activeglasses 快門(mén)式眼鏡 Shutterglasses 2 裸眼式3D withoutglasses 空間多工 spatial multiplexed 視差屏障 ParallaxBarrier 光柵式 柱狀透鏡 LenticularLens 時(shí)間多工 Time multiplexrd 指向性背光3D膜 12 彩色眼鏡 anaglyph 紅藍(lán)濾色片3D眼鏡 早期的3D立體電影多採(cǎi)用此方式 分別投射出經(jīng)紅色濾光與藍(lán)色濾光的畫(huà)面 利用不同顏色的影像重疊 再讓觀看者配戴紅藍(lán)眼鏡來(lái)分離過(guò)濾重疊影像 達(dá)到景深 優(yōu)點(diǎn) 眼鏡價(jià)格低廉缺點(diǎn) 立體效果較差 色偏問(wèn)題 13 偏極光 PolarizedLight 光具前進(jìn)方向 頻率以及振動(dòng)方向 若針對(duì)特定振動(dòng)方向前進(jìn)的光則稱(chēng)之為偏極光 換言之 光為眾多不同之偏極光所集合 偏光片 Polarizer 為讓特定振動(dòng)方向的光穿透 達(dá)到光偏極化 Polarized 效果 如 垂直式偏極光 水平式偏極光 圓偏極光 CircularPolarizedLight 光的偏極化 線性偏光 14 光的偏極化 圓偏光 15 偏光式眼鏡 雙機(jī)投影 技術(shù)原理 以2臺(tái)偏光投影機(jī) 偏光角度互相垂直 於相同投影幕上同時(shí)播放左 右視角畫(huà)面 觀看者藉由左 右眼偏光角度互相垂直偏光式眼鏡觀看達(dá)到立體視覺(jué) 投影螢?zāi)恍铻樘厥獠馁|(zhì) 如 銀 目的在於偏極光經(jīng)反射後仍保留其偏極光特性 16 偏光式眼鏡 單機(jī)投影 RealDMode 17 時(shí)間分割 18 微相位差膜 Micro Retarder 相位差膜 RetarderFilm 具偏極光旋轉(zhuǎn)特性 利用光的相位延遲 PhaseRetardation 原理 將入射偏極光旋轉(zhuǎn)一定的偏極角度 如 水平式偏極光穿過(guò)1 2 相位差膜後則轉(zhuǎn)為垂直式偏極光 微相位差膜 Micro Retarder 利用化學(xué) 雷射 熱處理等加工處理方式消除相位差膜某些區(qū)域的相位延遲效果 亦即透過(guò)微結(jié)構(gòu)形成微相位差膜 19 偏光式眼鏡 顯示器 技術(shù)原理 將左右眼欲看到影像以奇 偶列形成顯示影像 再藉由顯示器表面貼附 微相位差膜 Micro Retarder 轉(zhuǎn)為互相垂直的偏極光 觀賞者透過(guò)偏光式眼鏡達(dá)到立體視覺(jué)感受 顯示器不同區(qū)域的畫(huà)素分別負(fù)責(zé)不同方向的偏極光 所感受到的畫(huà)面解析度及螢?zāi)涣炼葍H為播放2D影像的50 20 空間分割 21 快門(mén)式眼鏡 顯示器 技術(shù)原理 顯示器以影片正常播放速度的2倍頻率 FrameRate 輪流播放左 右眼視角畫(huà)面 快門(mén)式眼鏡藉由有線 無(wú)線裝置與顯示內(nèi)容同步切換右 左眼 使雙眼分別看見(jiàn)各自視角畫(huà)面 達(dá)到立體視覺(jué)效果 22 快門(mén)式眼鏡 投影機(jī) XpanDMode 技術(shù)原理 以單一高頻率投影機(jī)快速交錯(cuò)播放左右眼畫(huà)面 並以遠(yuǎn)紅外線同步配合觀眾所佩帶之主動(dòng)式液晶快門(mén)眼鏡 以極快的速度交錯(cuò)遮蔽左右眼 讓觀眾的左右眼 接近同時(shí) 各看到不同畫(huà)面以達(dá)到立體效果 23 主動(dòng)快門(mén)式眼鏡結(jié)構(gòu) 快門(mén)眼鏡鏡片通常以液晶光閘 LClightshutter 控制透光度 主要組成 1 液晶鏡片2 IR接收器3 電池4 塑膠眼鏡框架5 控制板 IR接收器 液晶鏡片 電池 塑膠框架 控制板 24 裸眼立體 Autustereoscopic 所謂 祼眼3D 意指整個(gè)技術(shù)著眼於顯示螢?zāi)?本身不須戴上立體眼鏡即可看到立體影像 1 空間多工平面裸眼立體顯示系統(tǒng) 視差遮蔽立體顯示 ParallaxBarrier 柱狀透鏡立體顯示 LenticularLens 2 時(shí)間多工平面裸眼立體顯示系統(tǒng) 指向性背光3D膜 25 空間多工顯示系統(tǒng) 26 裸眼式視差屏障 ParallaxBarrier 光柵式 技術(shù)原理 顯示器同時(shí)播放左 右眼影像畫(huà)素交叉 再藉由顯示器表面貼附具柵欄結(jié)構(gòu)的屏障片 Barrier 限制光的行進(jìn)路線 觀賞者於左 右眼影像畫(huà)素光線集中之設(shè)定區(qū)域達(dá)到立體視覺(jué)感受 若觀賞者於非設(shè)定區(qū)域會(huì)有明顯的畫(huà)面干涉 Crosstalk 最適觀賞區(qū)間 27 視差屏障3D轉(zhuǎn)2D 若將barrier的製作 改用可切換狀態(tài)的LCBarrier就可做到2D 3D顯示切換模式 28 視差屏障 多視角 Multi View 視差屏障多視角立體技術(shù)為藉由多臺(tái)Camera視角拍攝 可讓觀賞者感受不同視角的3D立體視覺(jué) 若3D採(cǎi)用N臺(tái)Camera拍攝 預(yù)期將有 N 1 種3D立體視覺(jué)感受 但觀賞者所感受的影像畫(huà)面亮度及解析度皆為2D畫(huà)面的1 N 視差屏障3D顯示技術(shù)關(guān)鍵性價(jià)值在於 可調(diào)焦距式視差屏障 通常為液晶式視差屏障 LCBarrier 觀賞者可依與顯示器距離調(diào)整最適柵欄結(jié)構(gòu) 或完全透光觀賞2D畫(huà)面 29 裸眼式柱狀透鏡 LenticularLens 技術(shù)原理 顯示器表面貼附凸透鏡 依據(jù)聚光及折射原理改變光行進(jìn)方向 觀賞者於左 右眼影像畫(huà)素光線集中之設(shè)定區(qū)域達(dá)到立體視覺(jué)感受 柱狀透鏡 優(yōu)點(diǎn)為顯示器透光程度較視差屏障式來(lái)得佳 然而透鏡精密度及製程要求嚴(yán)謹(jǐn) 畫(huà)面干涉 crosstalk 情況不易消除 30 30 柱狀透鏡陣列 多視點(diǎn) Multi Point 透鏡分光 利用分光技術(shù)達(dá)到視差影像 5個(gè)視點(diǎn) 輝度不變 解析度下降為2D畫(huà)面的1 N 31 時(shí)間多工 裸眼式指向性背光3D膜 此種技術(shù)主要是透過(guò)與主動(dòng)式立體液晶螢?zāi)灰粯拥?20HZ高速面板 交錯(cuò)顯示左右眼畫(huà)面 利用兩組背光經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì) 讓光行進(jìn)的方向 分別投射至兩