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主动式频闪快门3D立体显示技术原理解析
2010年9月11日    评论:    分享:

    来源:中关村在线

     随着大片《阿凡达》的横空出世,3D立体影像在2010年大行其道,而为什么我们能在平面屏幕上看到立体效果,能看到画面中的人物飞跃出屏幕哪?其实我们看到的这一切都是我们自己的眼睛和大脑合伙“骗”了我们,今天就来说说目前3D电视中最流行的主动式快门3D到底是怎么回事。

   要说如何看到立体影像,就得先说说我们人类的眼镜,我们的眼睛长在头的两侧,而且是正朝前方,其结果就是两只眼睛能够看到重叠部分的影像。同时又因为两只眼睛的位置并不一样,重叠的区域内看到的影像也会略有些不同,这就是我们说的“视差”。之所以能够出现立体影像就是因为我们的大脑根据视差,自动的计算出物体的距离,最终产生了“立体”影像。

立体影片一般分为连个画面,一个适合左眼,一个适合右眼
立体影片一般分为两个画面,一个适合左眼,一个适合右眼

主动式快门3d立体眼镜可以把两个的画面分别显示到两只眼睛
主动式快门3d立体眼镜可以把两个的画面分别显示到两只眼睛

   说完了人眼如何看到立体影像,下面正式说到“主动式快门3D成像”,这种成像和眼镜看东西非常相似,就是让两只眼睛虽然看着同一个屏幕,但却要看到略有偏差的两个不同画面。要实现这一原理就是利用3D眼镜了,这就是——主动式快门眼镜(上图所示)。主动式快门眼镜通过接收不同帧的画面实现,具体原理如下。

     主动式快门眼镜成像原理

  “主动式快门眼镜”的成像原理大体可以这样理解:屏幕会先显示给左眼看的画面,这时眼镜会同步将你的右眼遮住,就是给眼睛上罩了个眼罩,接下来屏幕会切换到给右眼看的画面,这时再把左眼遮住,如此不断反复,同时由于这个交替过程非常迅速,每秒可以到120次,因此对人眼来说是无法看到这个左右转换的。只要接收到的画面正确,最终就能看到3D影像。

同一时刻,有一只眼睛是全黑的,另一只眼睛看到相应画面
同一时刻,有一只眼睛是全黑的,另一只眼睛看到相应画面

    通过以上的原理实现起来,就要在眼镜上做些功课了,一般会在眼镜里加一层黑白的液晶层来达到上面所说的“眼罩”功能,这层液晶平常是透明的,打开开关就会变黑色。而把3D眼镜和屏幕间实现同步,通过某种讯号发射装置,让屏幕发出的信号告诉3D眼镜应该遮哪一只眼睛,最终实现了以上原理。

  最后就来说说主动式快门3D技术的优缺点,这种技术的优点在于它的残影少,价格适中,而且不论是电视、电脑屏幕还是投影机,只要更新频率能达到要求,就能导入这个技术,因此现在市面上大部份即将上市的3D电视上,包括索尼、松下、三星等电视上,同时NVIDIA的3D眼镜和部份的电影院,都可以看到主动式快门眼镜的轨迹。

  而其缺点也是存在的,其中最严重的就是亮度大大折扣,带上这种加入黑膜的3D眼镜以后,每只眼睛实际上只能得到一半的光,因此主动式快门看出去,就好像戴了墨镜看电视一样,而且眼镜很容易疲劳。再者主动式快门眼镜受到那块液晶层的限制,镜片面积也不能做得太大,对部份的人来说,特别是有戴眼镜的网友会很容易看到四周粗粗的黑框。观看起来感觉非常不好。同时由于不同的帧变化间断时间和人的个体差异不同,眼镜的疲劳程度和大脑的劳累速度也是不同的,最严重的长时间观看可能引发呕吐等现象。

  之所以目前大部分3D显示设备都采用主动式快门3D技术,主要是因为这项技术的门槛比较低,而且对于已经生成出的产品进行改造的改装成本也比较低,所以主动式快门3D才能大行其道。

标签:主动式频闪快门3D立体
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