3D電視機進您家不再是夢想-基礎電子

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D是英文Dimension（度、維）的字頭，3D便是指三維空間。相比普通的2D畫面，3D更加立體逼真，讓觀眾有身臨其境的感覺。3D影像是因為眼睛產(chǎn)生的“視覺移位”。人的兩眼左右相隔在6厘米左右，這意味著假如你看著一個物體，兩只眼睛是從左右兩個視點分別觀看的。左眼將看到物體的左側，而右眼則會看到物體的右側。當兩眼看到的物體在視網(wǎng)膜上成像時，左右兩面的印象合起來，就會產(chǎn)生立體感覺，在大腦中形成具有立體縱深感的畫面。

13D顯示技術主要有以下幾種

1.1色差式3D立體成像

色差式3D歷史為悠久，成像原理簡單，實現(xiàn)成本低廉，但是3D畫面效果也是差的，需要配合色差式3D眼鏡才能看到3D效果。色差式3D先由旋轉的濾光輪分出光譜信息，使用不同顏色的濾光片進行畫面濾光，使得一個圖片能產(chǎn)生出兩幅圖像，人的每只眼睛都看見不同的圖像。目前我們較為常見的濾光片顏色通常是紅藍，紅綠，或者紅青，目前采用這種技術的影院已經(jīng)越來越少了。

優(yōu)點：技術難度低，成本低廉。

缺點：3D畫質效果不是，圖像和畫面邊緣容易偏色。

1.2快門式3D技術

快門式3D技術，使用一付主動式LCD快門眼鏡，交替開關左眼和右眼，讓左右眼看到的兩幅圖像在我們的大腦中融合成一體來實現(xiàn)，從而產(chǎn)生單幅圖像的3D深度感。目前三星、LG所推出的3D電視主要使用的就是這種3D顯示技術。在PC領域的NVIDIA的3Dstereo、在投影領域的德州儀器的DLPLink，XPAND3D系統(tǒng)也都是屬于快門式3D技術。

快門式3D技術的原理是根據(jù)人眼對影像頻率的刷新時間來實現(xiàn)的，通過提高畫面的快速刷新率（至少要達到120Hz）左眼和右眼個60Hz的快速刷新圖象才會讓人對圖象不會產(chǎn)生抖動感，并且保持與2D視像相同的幀數(shù)，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(chǎn)生錯覺，便觀看到立體影像。主動快門式眼鏡都采用的是液晶控制開合，通過液晶分子的運動控制左眼或右眼感知畫面，刷新頻率為60Hz，這樣就是為什么3D電視要求面板刷新率為120Hz的原因。

在電視機端采用RF或IR發(fā)射同步信號，眼鏡里的MCU接收到信號后進行處理，分離出R/L的開關信號，經(jīng)升壓電路做升壓處理（約10V）后作為眼鏡鏡片的開關電壓。此外，眼鏡里面還有一個3.7-4.2V輸入降至3.6V的DC-DC用來給單片機供電，一個+5V輸入（USB處取電）給鋰電池充電的充電電路。而由TI制作的電視與投影機打出的DLP?-Link白光快門訊號會直接由Xpand公司制作的眼鏡接收，免除過去需額外組裝發(fā)射器的昂貴IR系統(tǒng)。

優(yōu)點：資源相對較多，廠商宣傳推廣力度大，3D效果出色。

缺點：快門眼鏡價格昂貴。

1.3偏光式3D技術

偏光式3D技術（即偏振式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液晶電視等很多采用偏光式3D技術。偏光式3D也細分出了很多種類，例如應用于投影機行業(yè)的偏光式3D技術，則需要兩臺以上性能參數(shù)完全相同的投影機才能實現(xiàn)3D效果，而應用于電視行業(yè)的偏光式3D技術則需要畫面具有240Hz或者480Hz以上的刷新率，同時在屏上貼一種偏光膜，使畫面能從不同的方向傳送，而偏光眼鏡讓左右眼畫面分離成垂直和水平畫面，在大腦中交錯重疊后實現(xiàn)3D效果。

在偏光式3D系統(tǒng)中，目前市場中較為主流的有RealD3D系統(tǒng)、MasterImage3D、杜比3D系統(tǒng)三種。特別是RealD3D技術，其市場占有率，而且不受面板類型的影響，可以幫助任何支持3D功能的電視和顯示器產(chǎn)生出高清3D影像，擁有這項技術的RealD公司主要是通過技術授權進行推廣。

優(yōu)點：偏光式眼鏡價格低廉，3D效果出色，市場份額大。

缺點：安裝調試繁瑣，成本不便宜，畫面分辨率減半，難實現(xiàn)全高清。

1.4裸眼式3D技術（即看3D電視不用帶眼鏡）

裸眼式3D技術可分為光屏障式（Barrier）、柱狀透鏡（LenticularLens）技術和指向光源（DirectionalBacklight）三種。由于人的雙眼觀察物體的角度略有差異，因此能夠辨別物體遠近，產(chǎn)生立體的視覺。三維立體影像電視正是利用這個原理，把左右眼所看到的影像分離。3D液晶電視的立體顯示效果，是通過在液晶面板上加上特殊的精密柱面透鏡屏，將經(jīng)過編碼處理的3D視頻影像獨立送入人的左右眼，從而令用戶無需借助立體眼鏡即可裸眼體驗立體感覺，同時能兼容2D畫面。

優(yōu)點：裸眼式3D技術的優(yōu)勢便是擺脫了眼鏡的束縛。

缺點：分辨率、可視角度和可視距離等方面還存在很多不足，目前僅用在大型的公共場所。

23D電視機的主要信源

2.1藍光3D（Blue-Ray3D）

藍光3D芯片技術發(fā)展趨勢，在多視點視訊編碼（MultiviewVideoCoding，MVC）方面，數(shù)據(jù)譯碼規(guī)格需要升級，全高清顯示有賴圖像處理能力的持續(xù)提升，在傳輸接口方面，支持3D顯示的HDMI1.4規(guī)格，則成為影音傳輸不可或缺的標準接口，強力處理器與海量存儲器都為藍光3D系統(tǒng)增加了市場比重。芯片設計以博通（Broadcom）研發(fā)進度快，靠自身產(chǎn)品線研發(fā)藍光3D芯片業(yè)者以聯(lián)發(fā)科（Mediatek）、Panasonic與Sony的進度為。藍光3D標準采用快門式3D技術。

2.2DTV

在美、日、韓等國家已經(jīng)試播了3D電視，韓國在今年開通了3D電視廣播。我們國家工信部AVS標準（數(shù)字音視頻編解碼技術標準）已經(jīng)完成國產(chǎn)3D音視頻解碼數(shù)字標準的制定，這套擁有完整自主知識產(chǎn)權的標準將填補中國在3D電視標準上的空白。

2.3PC上的3D視頻、3D游戲和3D顯示器

nVIDIA（nVIDIACorporation）創(chuàng)立于1993年1月，總部位于加州圣克拉拉。當時nVIDIA只是一個小小的以制作開發(fā)顯示卡芯片公司。但誰會想到它生產(chǎn)的東西在幾年后將風靡，也沒有人預料到它的出現(xiàn)將會給顯卡業(yè)帶來如此強大的沖擊。更沒有人能預料到今天的電腦上有80%都使用采用它生產(chǎn)的芯片的顯示卡。3D游戲芯片型號NVIDIAGeForce7900GTX配備相應的顯卡等，就可以玩3D電腦游戲。

Matrox具有20多年制造圖形芯片及圖形卡的經(jīng)驗，曾幾何時它的產(chǎn)品以極好的畫質和先進的技術而深受用戶的廣泛歡迎。G200集成3D引擎與其前代相比有了較大的改進，支持Direct3D、OpenGLAPI及大多數(shù)3D功能。在3D顯示卡這個混亂的市場之中，Matrox卻只將其顯示芯片使用在其自有品牌的顯示卡上，至今不開放顯卡芯片生產(chǎn)授權給顯卡生產(chǎn)廠商。

ATI（ArrayTechnologyIndustry）創(chuàng)立于1985年。是著名的3D圖形及多媒體技術供應商，專門設計、制造和銷售適用于個人計算機的的多媒體解決方案和圖形元件。

3DFX公司在1995年11月發(fā)布了其代、具有劃時代意義的顯卡—VOODOO，也走進3D時代。Voodoo支持所有主要的3D的接口程序，包括Glide、D3D和OpenGL。在3dfx、S3相繼退出3D游戲顯示舞臺之后，目前ATI是一家能和NVIDIA相抗衡的公司了。

Trident（泰鼎）成立于1987年，至今也算是美國硅谷一家有著多年歷史的繪圖芯片制造商。對于資歷較深的玩家來說，相信對Trident這個品牌應該不陌生，在2D圖形芯片時代的其也是一位風云人物—在90年代初期，幾乎在每臺的IBM兼容機上都可以看到Trident8900和9000系列顯示卡的身影。

SiS（矽統(tǒng)）科技成立于1987年，總部在臺灣省新竹科技園區(qū)，是前三大系統(tǒng)芯片制造商，在1997年之前其一直以開發(fā)主板芯片組為主。后來參與到圖形芯片的開發(fā)，現(xiàn)在的XabreII將分為兩款繪圖芯片SiS340以及SiS341，兩款產(chǎn)品均支持AGP8X以及DirectX9.0，并且它們都采用聯(lián)電0.13微米工藝生產(chǎn)，頻率同為375MHz，但這兩款產(chǎn)品比NVIDA和ATI的芯片落后了兩代。

2.4USB下的圖片和媒體

3D數(shù)碼像機拍攝的照片、H.264等格式的3D視頻。

2.53D數(shù)碼像框和3D數(shù)碼標識牌、手機

33D視頻的傳輸設備

3.1HDMI1.4a的主要內容

1）3D視頻處理成的格式在VIC（VideoIdentificationCode）的AVI幀信息中提取。

2）幀數(shù)據(jù)包通過HDMI的3D場結構信息指明3D視頻處理格式。以下是四種常用的幀處理構成形式。

A、3Dstructure（Framepackingforprogressiveformat）

B、3Dstructure（Framepackingforinterlacedformat）

C、3Dstructure（Side-by-Side（Half））

D、3Dstructure（Top-and-Bottom）3）HDMI的輸入端支持傳輸?shù)母袷搅斜怼?/p>

4）以下為主要的3D視頻格式，擴展的3D視頻格式參考HDMI1.4a。

1920x1080i@59.94/60Hz（FramePacking,Side-by-Side（Half））920x1080i@50Hz（FramePacking,Side-by-Side（Half））1920x1080p@59.94/60Hz（Top-and-Bottom）920x1080p@50Hz（Top-and-Bottom）5）HDMI1.4標準具備如下特性：同樣整合以太網(wǎng)通道和音頻返回通道，支持3D兩條1080p分辨率的視頻流，HDMI1.4可以支持4K×2K超高清信號傳輸，即畫面分辨率達到4096×2160、刷新率為30Hz，四倍于目前的1080p，新增色彩空間，支持MicroHDMI微型接口，比現(xiàn)在的19針普通接口小50%左右，不過分辨率限制在1080p；支持車載連接系統(tǒng)。

3.2VESA的DisplayPort1.2標準

1）支持高速雙向數(shù)據(jù)傳輸，可在標準DP數(shù)據(jù)線內傳輸USB2.0或者以太網(wǎng)數(shù)據(jù)。AUX通道的數(shù)據(jù)傳輸率從1Mbps直接提升到720Mpbs，可滿足USB2.0帶寬需要，支持從設備向顯示器傳輸USB數(shù)據(jù)（DisplayUSB），以及標準以太網(wǎng)數(shù)據(jù)。

2）支持Mini-DisplayPort迷你微型接口，適合I/O空間狹窄的超輕薄便攜設備。Mini-DP接口標準公布于2009年11月份，現(xiàn)在屬于DP1.2規(guī)范的一部分。據(jù)稱，蘋果的MacBook產(chǎn)品就配備了miniDisplayPort1.2接口。

3）每個信道的數(shù)據(jù)傳輸率翻番到5.4Gbps，總帶寬可達21.6Gbps，能大大提升顯示分辨率、色深、刷新率、多顯能力，支持全高清120Hz3D立體顯示、3840×2160×30bpp分辨率、4K×2K四倍全高清分辨率、高色彩范圍等等。

4）支持多流（multi-streaming），只需一根數(shù)據(jù)線即可傳輸多個獨立的未壓縮視頻和音頻流，滿足受保護內容播放和3D游戲等高性能應用，可配置為單鏈式或者中央式。舉例來說，DP1.1a只能支持一臺顯示器設置為2560×1600@60Hz，DP1.2能支持兩臺這種顯示器，或者四臺1920×1200，而且都是一根線纜。

5）音頻技術增強：支持音頻拷貝保護和類別代碼，支持DolbyMAT、DSTHD等所有藍光音頻格式，以及中國的DRA標準，使用時間碼（GTC），支持音頻與視頻、多個音頻通道、多個音頻接收設備之間的同步協(xié)助。

6）全高清3D立體顯示技術增強；支持幀率240FPS，每只眼120FPS。3D立體傳輸格式支持：場順序（fieldsequential）、并排（sidebyside）、像素隔行掃描（pixelinterleaved）、雙界面（dualinterface）、堆疊（stacked）。3D立體顯示兼容性：Mono、Stereo、3DGlasses。

43D電視機的液晶Panel涉及的技術

4.1V-by-One

1）V-by-One是專門面向圖像傳輸開發(fā)出的數(shù)字接口標準。信號的輸入輸出水平采用LVDS（低電壓差動信號）。板卡的信號頻率約為1GHz。與此前的CMOS/TTL方式相比，可將傳輸線的數(shù)量減少至此前的大約1/10。這樣一來，即可減少傳輸線和插頭的硬件成本。

2）V-by-OneHSStandardversion1.3。2010年8月5日，日本THineElectronics發(fā)布了專門用于在顯示器內部進行影像信號傳輸?shù)慕涌诩夹g“V-by-OneHS”的新指標“V-by-OneHSStandardversion1.3”。特點是支持各種3D指標，例如“影院分辨率”（縱橫比為21：9，像素數(shù)為2560×1080p）、3D電視和網(wǎng)絡電視的影像信號傳輸。目前使用了驅動芯片THC213和THC214。

3）V-by-OneHSLinksystemDiagram

4）V-by-One的應用領域

V-by-One可用來在液晶面板的定時控制器與進行圖像處理等的電視用SOC之間進行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸速度方面，每對信號線（每個通道）為3.75Gbit/秒。當幀頻為60幀/秒時使用兩個通道，幀頻為120幀/秒（“倍速”）時使用四個通道，幀頻為240幀/秒（“四倍速”）時使用八個通道。例如3D電視使用240Hz幀頻的屏，需要48對LVDS線。采用V-by-One的技術則只需要8對LVDS線。

V-by-One也可用在車載攝像頭與儀表盤之間的通信、多功能打印機等設備的底板間通信、數(shù)字攝像機中圖像處理器與顯示面板之間的通信等。

V-by-One同樣也可以用在連接投影儀（支持1080i及1080p高清電視）主板與顯示裝置的數(shù)字接口方面。

5）V-by-One正在考慮可能免收授權費。V-by-One采用多路傳輸時鐘和數(shù)據(jù)的方式，從這一點來說，該標準與“PCIExpress”（主要面向個人電腦等）、“SerialATA”（主要面向硬盤）等現(xiàn)有串行接口是一樣的。不過，與PCIExpress和SerialATA相比，V-by-One可以構筑更為廉價的圖像傳輸接口，而且也更為易用。

4.2EPI

嵌入式面板接口EPI（EmbeddedPanelInterface）是一個開放的標準，可以對所有可交換性的平板顯示器進行簡單且直接的控制。模塊計算機COM's（ComputerOnModules）一個較大的優(yōu)勢是不同供應商模塊之間的可交換性，的弱點是平板顯示器的直接控制。為了讓嵌入式計算機模塊能直接控制平板顯示器，需要一些其它的信息。因此，EPI將缺失的參數(shù)添加到完整的EDID1.3數(shù)據(jù)系列中。EPI協(xié)議是基于VESA標準的EDID（ExtendedDisplayIdentificationData）Revision1.3并且定義了軟件格式和可升級的硬件接口。EPI數(shù)據(jù)組描述獨立于視頻控制器，且由COM的視頻BIOS解釋說明，以此來設置正確的視頻屬性。結果是使顯示器及COM獲得自由可交換性的制造商獨立的“插入即可顯示”解決方案。

4.3mini-LVDS

常用的LVDS接口芯片是THineElectonic的THC83LVDM83A和THC63LVDM63A以及National：DS90CF384A和DS90CF364A）。而mini-LVDS采用雙邊帶的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸量是普通LVDS的一倍。選擇的時鐘頻率為122MHz，并且采用了鐘信號上升沿和下降沿傳輸信號的雙邊傳輸模式。數(shù)據(jù)傳輸速度為244Mb/s。

4.4VESA的iDP標準

VESA發(fā)布了全新的應用于平板電視內部連接的InternalDisplayPort（iDP）接口標準。

制定這一標準的目的是替代現(xiàn)行的低壓差分信號（LowVoltageDifferentialSignaling,LVDS）標準，新標準基于已被廣泛采用的VESADisplayPort標準，是一種更為簡單而高性能的連接技術。VESA的iDP標準用于在平板電視機箱內部連接電視控制器片上系統(tǒng)（System-on-a-Chip,SOC）和液晶面板時序控制器（TVpanelTimingController,TCON）。通過iDP連接，只需17路信號即8對差分信號和一路熱插拔檢測（HotPlugDetect,HPD）信號就可傳輸10位色深、240Hz的全高清信號；相對現(xiàn)行的LVDS需要96路信號，iDP極大的降低了生產(chǎn)成本，簡化了生產(chǎn)工藝。這個開放而的標準將為元件制造商創(chuàng)造一個健康的競爭環(huán)境，進一步提升成本效益并推動消費電子行業(yè)的創(chuàng)新。

5圖像處理技術

5.1MEMC技術

MEMC:（MotionEstimateandMotionCompensation）即運動預測和運動補償，液晶電視中用到的運動畫質補償技術，針對下一個幀運動圖像進行估算，然后做預處理。其原理是采用動態(tài)映像系統(tǒng)，在傳統(tǒng)的兩幀圖像之間加插一幀運動補償幀，將普通平板電視的50/60Hz刷新率提升至100/120Hz?？梢愿纳埔壕щ娨暤膭討B(tài)解析度（減少殘影），這樣運動畫面更加清晰流暢，優(yōu)于常態(tài)響應效果，從而達到清除上一幀圖像的殘影、提高動態(tài)清晰度的效果，將影像拖尾降至人眼難以感知的程度。這樣原來的場頻就不足以顯現(xiàn)現(xiàn)在所有的幀，所以就需要將場頻提高一倍，即從50/60Hz提高到100/120Hz，可見MEMC技術和100/120Hz技術是分不開的。

MEMC技術的優(yōu)勢：

1）消除運動抖動；

2）消除運動拖尾；

3）對角線補償：重顯斜線圖像信息時，消除了階梯狀的輪廓；

4）清晰度增強：恢復原汁原味的邊際輪廓定義。

MEMC技術的缺陷：

1）MEMC是通過特定的插幀算法來實現(xiàn)的，這種技術本身會帶來