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3D 立体LCD 显示器:iZ3D 测试报告
2010年3月16日    评论:    分享:

    作者:Heresy
   
来源:http://heresy.spaces.live.com/blog/cns!E0070FB8ECF9015F!4420.entry

    立体成像简介

      现在所谓立体电影的效果,都是透过两台投影机个字放出左右眼的影像到同一个屏幕上,因此当不戴眼镜的时候,可以发现屏幕上会有两个不完全相同的影像;然后再透过特殊的眼镜,针对一只眼睛,滤掉其中一个影像,让左眼只看到左眼的影像、右眼只看到右眼的影像。藉此,就可以透过让两眼看到不同的影像,来欺骗大脑,让大脑以为我们看到的是真的立体的东西。

 

    但是用投影机的方案,其实相对的空间要比较大,不太适合一般使用。

 

    因此,也有一些其它比较适合桌上型计算机方案可以使用。例如传统 CRT 的显示器,由于更新频率够高,可以透过把更新频率拉高,一张画左眼、一张画右眼,这样交错的显示两眼的影像;然后再搭配特殊的同步眼镜,把其中一只眼睛遮蔽,以达到只让左眼看到左眼影像、右眼看到右眼影像的效果。这样,就可以透过 CRT 屏幕产生三维效果了!

 

    不过这样的技术也有缺点,包括:

 

    同步眼镜采用机械的快门镜,不但成本高,也比较重。

 

    显示卡需要特殊的同步讯号输出接口,这点大多是专业级的绘图卡(nVdia QuadroATI FireGL)才有的。不过这点到是可以使用一般显示卡,再加上透过特殊线材来做到。

 

    下图就是一组这样的装置。右边的是红外线讯号发射器,要连结到显示卡上,并会发出讯号,告诉眼镜要遮蔽哪只眼睛;左边的眼镜则要对着发射器接收红外线讯号,来遮蔽其中一只眼睛。


 

    立体 LCD 屏幕:iZ3D

 

    目前的主流屏幕大多都是 LCD,但是由于一般的 LCD 屏幕更新率不够快,所以并没有办法透过上面这样的方法来做到三维效果。这使得目前大部份的 LCD 屏幕,都没有办法做到立体的效果。

 

    iZ3D 则就是透过另一种方法,来在 LCD 上呈现三维效果的屏幕;他的官方网站在:http://www.iz3d.com.tw/ 


    iZ3D 所采用的方法比较不一样的地方是,他在一个屏幕里,放了两层特殊的偏光面板(官方文件中称为「前面板」和「后面板」),分别显示左右眼影像。由于经过特殊的设计,他在没有带上偏光眼镜的时后,只会看到输出给后面板的画面,可以当成一般的屏幕使用;而带上了他的线性偏光眼镜后,就可以让左眼只看到前面板,右眼只看到后面板的画面,而感觉到立体画面了!

 

    原理的介绍,可以参考他们的官网:http://www.iz3d.com.tw/about.php#A22(虽然 Heresy 觉得也没讲多少就是了)。

 

    目前 iZ3D 的屏幕只有一款,大小 22" 吋、分辨率 1680x1050,售价 18,000;而随机会附上两个特殊的偏光眼镜。输入接口有三个,两个 DVI 和一个 D-Sub,不过实际只能同时使用两个输入,一个给前面板,一个给后面板。

 

    一般显示模式

 

    上面是官方网站的说法。但是,由于立体成像的一个要素,就是要在同一个地方显示两个不同的画面;而 iZ3D 是用两个重迭面板来做到,所以理论上如果两个面板的画面不一样,在没戴偏光眼镜的情形下,应该会看到两个不同的影像。但是由于 iZ3D 一般是使用 Dual View 的模式(后面的部分会提到),两个屏幕的画面一般都会是不同的!那要怎么让使用者在没戴眼镜的时候,可以当作一般屏幕使用呢?

 

    iZ3D 为了要让使用者在没戴眼镜时,可以当成一般屏幕使用,实际上在两个面板的输出画面上,都下了些功夫;也就是透过去修改两个画面,让这两个修改过的画面重迭在一起后,会变成一个看起来很正常的主屏幕画面。而此时,如果带上偏光眼镜,就会发现两眼看到的画面不但不同,而且颜色都很怪,同时有很强烈的不适感。

 

    所以,其实 iZ3D 的两个面板显示的画面,都经过修改过的,而非原始的画面!

 

    下面就用截图和照片来说明实际的状况吧~首先是目前计算机理论上输出的画面:  



    由于是 dual view 的双屏幕模式,所以会变成两倍的大小,而内容是以水平扩展的方式呈现;Heresy 也刻意放了一个窗口在两个屏幕中间,以利识别。而这样的讯号接到 iZ3D,没带偏光眼镜时看到的画面,会下图的样子:

 

    基本上是和截图的左半边,也就是主屏幕得画面是一致的!当然,每台屏幕呈现效果再加上又用相机翻拍,一定会有所影响;但是基本上,以这样的呈现效果,iZ3D 在没戴眼镜时,的确是可以当一般屏幕用。

 

    但是这个时候,如果透过线性偏光片看屏幕的话,可以发现其实两个面板的画面,都和上面的画面不一样!

  

    到这边应该已经可以看出来了,iZ3D 应该是藉由两个画面不同的颜色互补,让使用者在没带眼镜的情况下,可以感觉上只看到左半边主屏幕的画面。 

 

    立体模式

 

    上面的图片数据,都是一般模式下的情况。那在 3D 立体模式呢?

 

    在立体模式的时候,iZ3D 的运作就有些不同了!在 iZ3D 的驱动程序中,有提供了两种测试,来做为三维效果的参考,这边 Heresy 也以这两种测试数据来呈现他的效果。

 

    静态照片

 

    第一个效果测试,是全屏幕的静态立体图片;在不戴偏光眼镜的情形下,直接看屏幕看到的就是右图的结果。基本上,可以很明显的看出来有两个不完全一样的影像在同一个画面上;这就是左右眼看到不同的影像迭在一起的结果。

 

    而此时也可以发现 iZ3D 采用镜面的缺点了,那就是很容易受到周围的光线影响!Heresy 在翻拍屏幕时,iZ3D 的镜面效果,甚至让 Heresy 拍到坐在后方的同事了…(这也是 Heresy 个人很讨厌镜面屏幕的原因… orz

 

    而如果此时透过偏光眼镜,那左右两眼看到的影像会是:

 

 

    仔细看的话可以发现,两眼的画面都有两层的影像,而且颜色都和原来的画面不一样,如此两个影像合起来后,才会维持原来的颜色。如果在执行这个测试时,按下 [Print Screen] 来捕捉屏幕画面,则会呈现下面的结果:

 

  

    可以发现,主屏幕显示的画面,看起来是左右两眼影像的重迭;而延伸的屏幕所显示的,则是一张灰阶的…感觉像是浮雕画的影像?Heresy 不是很肯定,不过基本上应该是左右眼两张影像透过某种方法算出来的差异。但是不管怎么看,都和透过偏光镜看到的不相同。

 

    动态程序

 

    iZ3D 提供的另一个测试则是动态的,他的画面就像右边的照片一样,一个灰底的窗口,中间是一个 iZ3D logo 在转。这只程序就是简单的 Direct3D 的程序了~不同于上面是用立体照片,没办法修改立体的感觉;透过这个程序,也可以让使用者试着调整一下立体呈现的效果。Heresy 自己试过的感觉,应该是可以调的还不错啦~


 

    不过,由于立体的范围只有一个窗口,而且 iZ3D 对于其它非 Direct3D 的范围没有做处理,所以会导致在其它区域看起来的感觉非常非常的怪。不过其实这也是透过水平扩展来做立体呈现的通病吧?

 

    而此时,两只眼睛透过偏光镜看到的结果,会是下面这样的。

   

    情形和前面都差不多,不但立体部分都有两重影像,颜色也是有偏差的。而如果在这个测试下的情形下按下 [print screen] 来撷取屏幕的画面,会得到下面的结果:  

 

    从上面这两张图就可以很清楚的发现,在延伸屏幕得画面上,只有一块区域是以灰阶来显示的~而其它的区域,则是和一般模式时相同,直接显示原来的画面。

 

    进一步分析

 

    基本上,上面的测试数据,应该是已经涵盖了他的所有状况了。而有这些数据,Heresy 认为可以得到下列这些结论:

 

    iZ3D 的立体显示,不是真的让左眼看到左眼影像、右眼看到右眼影像。

 

    理论上的三维效果,应该是让左眼只看到从左眼的视角看出去的影像、右眼只看到从右眼的视角看出去的影像;但是 iZ3D 透过偏光镜看,两只眼睛都可以看到双重影像(虽然不明显),同时色调也都不对!但是两只眼睛都时看之后,应该是脑部有自动作一些处理,所以反而没有感觉到这些差异,而形成立体的效果。这点和用两台投影机呈现的效果,还是有点落差的!

 

    iZ3D 屏幕的两个面板,并不会一五一十的直接把输入的屏幕讯号作输出!

 

    他会根据一些算法,在屏幕的硬件上,把两个面板的画面都做调整,让使用者在没带眼镜的情形下,会看到送给后面板的画面。

 

    iZ3D 的驱动程序,会去拦截 OpenGL Direct3D 的画面,对于这些由 3D API 绘制的部分,另外做额外的处理。

 

    在动态测试的部分,就可以很清楚的发现,iZ3D Driver 除了会在主屏幕的 3D 窗口里面绘制过特殊修改的内容,也会到延伸屏幕的同一个位置,把另一个部份需要的内容(灰阶的部分)给画出来。

 

    所以,iZ3D 的这个立体方案,除了硬件外,驱动程序也很重要,一定要两者都正常运作,才能显示出正确的三维效果。

 

    这点和 Heresy 最早的想法差异满大的。Heresy 本来认为因为他已经接受了两个讯号的个别输入,所以应该只要用 OpenGL 输出两眼的影像,就可以呈现立体了!但是实际上,如果以上一版不支持 OpenGL Quad Buffer 1.07 Driver 来使用 iZ3D 的话,并没有办法正确的呈现出立体的效果。

 

    为了确认屏幕和驱动程序的关系,Heresy 也试过把上面用 print screen 截下的图,各自放到两个屏幕的对应位置,发现这样的确也会产生立体的效果!而相对的,如果是自行在两个屏幕放上左右眼的影像(例如用标准 OpenGL Quad Buffer 输出,不加装 iZ3D 驱动程序),戴上眼镜后,则会产生非常大的颜色偏差,也不会有正确的三维效果出来。

 

    也就是如果可以找到 iZ3D 所用的计算方式,自行计算出类似上面截图的两种影像(主屏幕的的彩色双重影影像和延伸屏幕的灰阶影像),就可以绕过 iZ3D 的驱动程序,呈现立体的效果了!

 

    内容的支持性

 

    上面大概都讲完了技术层面的东西了。而在内容的支持性上呢?

 

    iZ3D 的立体方案,主要是以 Direct3D 的游戏为主,在他的官网上,就有列出了经过测试支持的游戏列表;基本上目前 Windows 3D 游戏大多是采用 Direct3D 来做呈现的,所以即使在列表中没有列出来,理论上应该还是有相当高的可能性是可以用的?

 

    由于 Heresy 玩的游戏也不多,再加上这款屏幕采购进来,本来就是为了工作需求,所以并没有认真的去测这一块。不过 Heresy 有试着跑了跑跑卡丁车和 Fatal Fake 这两款 3D 的游戏,结果却都不甚理想。卡丁车测试了两次,在进入游戏后,游戏都会当掉而无法正常进行;而 Fatal Fake 虽然可以正常的以立体模式进行游戏,但是全屏幕模式却会被强制改成窗口模式。因此,Heresy 所测的两个游戏,都不算能完美的在 iZ3D 上运作。

 

    除了游戏外,iZ3D 也支持用特殊版本的 Media Player Classic 来拨放立体的影片。支持的立体硬片模式,涵盖了水平(Side-by-Side)、垂直(Upper and Down)以及交错式(Interlace)三种,基本上应该也算是涵盖了所有的种类了~但是说实话,一般人哪里可以取得立体影片,Heresy 还真的不晓得…或许可以考虑自己用两台摄影机拍吧? :p

 

    而在上述这两种类型的时候,iZ3D 实际上是使用双屏幕的设定(Windows 的延伸桌面,nVidia dual view),然后把主屏幕输出在后面板,延伸屏幕输出到前面板;如此一来在没带上眼镜的时候,就可以正常的看到主屏幕,而可以正常的操作。

 

    在最新版的 1.08 驱动程序,也开始支持 OpenGL Quad Buffer Stereo 了。在这种模式下,要把屏幕设定成为仿制(Clone)模式,而显示卡本身的三维设置也要是使用仿制模式的。另外要注意的是,Quad Buffer stereo 是专业绘图卡(nVidia QuadroATi FireGL)才有的功能,一般的游戏卡是不支持的!

 

    此外,在英文版的手册中,有提到目前 OpenGL Quad Buffer 模式只能用在 nVidia Quadro 的显示卡上;这应该是因为 ATi FireGL 没有 clone 的立体模式的关系所造成。另一个更讨厌的是,就算是 nVidia Quadro 的显示卡,在 Windows Vista 下还是没有办法使用这样的模式…根据 nVidia 的说法,这是因为 Vista 的问题,所以没办法做到 Clone 模式的 Stereo

 

    不过在 iZ3D 的驱动程序里,也还提供了「OpenGL Quad Buffer Emulation」的功能(不过似乎只有 30 天试用 orz),让本来是属于 Quadro 这种专业卡才有的功能,可以在一般的游戏卡上使用!而如果用 OpenGL Quad Buffer Emulation 这种仿真模式的话,要使用的屏幕配置,就不是 clone 而是 dual view 了~在这情形下,Quadro Windows Vista 也是可以有立体输出的!

 

    结论与感想

 

    对于 iZ3D 的所制造的立体感,Heresy 觉得还算不错!Heresy 主要是以 Heresy 这边自行开发的 OpenGL 程序进行测试,一般的画面,都有相当程度的立体感。但是有一些情况,会有显著的缺点:

 

    在两眼影像差异较大的情形下,会造成两眼的影像没办法很好的形成立体感,而且在这种情况下,会发现明显的色偏。

 

    在物体过小(例如线段)时,立体感几乎没有…

 

    此外,对于非全屏幕的窗口 3D 程序,由于背景的影像没有经过特殊处理,会造成视觉上的妨碍,看起来相当地不舒服!这点可能也是可以透过一些特殊方法避开的(理论上,应该送一片灰色就可以了?),但是目前 iZ3D 是没有去处理他。

 

    而回到屏幕本身的画质的话,Heresy 觉得最惨的还是亮度吧?只能说,不亏是奇美的屏幕,果然还是已过亮的情况,变成「奇美牌台灯」了! XD

 

    Heresy 看来,即使把屏幕的亮度调到最低,还是嫌太亮啊…不过带上偏光眼镜后,由于偏光镜本身会滤掉相当程度的光线,所以他的亮度到是变得比较合适了。

 

    另一点 Heresy 觉得比较讨厌的,就是他的镜面屏幕了。问题在前面其实也有提到了,那就是在一般使用时,很容易受到周围的环境影响;如果屏幕画面很暗的时候,很容易把他当成镜子用…可以的话,Heresy 还真希望他能有非镜面的版本,这样在立体呈现上,还比较不容易有干扰。

标签:立体显示器iZ3D测试报告
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