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3D顯示大時(shí)代：探索3D調(diào)校技術(shù)解決之道

中國投影網(wǎng)投影機(jī)資訊　 　2012-10-17 9:30:18　 編輯：清風(fēng)斬月 　[ 大 中 小 ]
　 【中國投影網(wǎng)資訊】由于顯示技術(shù)方面的高速發(fā)展，3D顯示已經(jīng)全面進(jìn)入家用市場，各大廠商最新推出的平板電視與家庭影院投影機(jī)幾乎都帶有3D顯示功能，3D家用視頻技術(shù)無疑是目前家庭影院的大熱點(diǎn)。
3D立體顯示技術(shù)與2D平面顯示技術(shù)相比，要復(fù)雜許多。現(xiàn)在以主動(dòng)式快門與被動(dòng)式偏振技術(shù)為主流的3D顯示解決方案并非最佳的3D顯示實(shí)現(xiàn)方式，裸眼3D甚至全息3D才是立體顯示技術(shù)未來發(fā)展的終極方向。不過，目前眼鏡式的3D實(shí)現(xiàn)方式帶來的立體感覺已經(jīng)明顯要優(yōu)勝于以往任何一種立體解決方案，已經(jīng)帶給人帶來相當(dāng)真實(shí)的三維空間感，因此也獲得相當(dāng)高的認(rèn)可度。

3D顯示大時(shí)代：探索3D調(diào)校技術(shù)解決之道


　 　3D家用顯示主流解決方案　
　 　關(guān)于3D顯示設(shè)備畫面應(yīng)該如何校正，就需要先了解各種主流的3D顯示設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)，從中獲悉觀看的最佳方法、搭配的投影幕與使用環(huán)境等方面，以展現(xiàn)最佳的立體效果。眾所周知，最理想的3D顯示解決方案是裸眼3D顯示的方式。盡管近期已經(jīng)有廠商推出裸眼3D方式的平板電視，但實(shí)際效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒達(dá)到理想，現(xiàn)階段家用立體成像仍需依靠眼鏡方式來實(shí)現(xiàn)。眼鏡式立體影像實(shí)現(xiàn)的方式有很多種，主流的解決方案為主動(dòng)式快門眼鏡與被動(dòng)式偏振眼鏡兩種。

　 　主動(dòng)式快門眼鏡式3D技術(shù)主要是利用液晶鏡片不斷開合的原理來切換左右眼的圖像來形成立體影像，優(yōu)勢在于無需改變顯示設(shè)備原本的核心顯示與光路結(jié)構(gòu)，只要加入相關(guān)的處理芯片就能實(shí)現(xiàn)，令顯示設(shè)備能夠切換顯示左右眼的圖像。主動(dòng)式快門眼鏡能夠帶來左右眼均為1080p的全高清三維影像，對(duì)于主動(dòng)式3D投影系統(tǒng)來說，選擇投影幕的時(shí)候并沒有特殊要求，普通的白幕即可。缺點(diǎn)則包括畫面會(huì)有閃爍感，容易出現(xiàn)左右眼圖像串?dāng)_的問題，內(nèi)置電源的快門式3D眼鏡較為沉重，不利于佩戴并且成本較高。

3D顯示大時(shí)代：探索3D調(diào)校技術(shù)解決之道


　 　被動(dòng)式偏振眼鏡式3D技術(shù)則是利用光的偏振特性令顯示設(shè)備能切換左右眼的圖像，再通過左右眼鏡片不同的偏振光特性來接收。這種眼鏡式3D解決方案的最大特點(diǎn)就是偏振式眼鏡采用無源結(jié)構(gòu)，重量非常輕，佩戴舒適度高，優(yōu)勢在于畫面無閃爍、基本不會(huì)引發(fā)左右眼圖像串?dāng)_問題，畫面流暢自然，被動(dòng)式3D眼鏡制造成本低，價(jià)格便宜。而不足之處則包括單被動(dòng)式偏振顯示設(shè)備左右眼瞬間的立體圖像分辨率理論上并沒能達(dá)到1080p全高清的水平，若是被動(dòng)式雙投3D顯示系統(tǒng)則沒有這個(gè)問題。

　 　以上為主動(dòng)式快門與被動(dòng)式偏振3D的基本技術(shù)特點(diǎn)，由此可以發(fā)現(xiàn)兩者之間的立體成像畫面是有所不同的。不過，值得注意的是，隨著兩種技術(shù)的高速發(fā)展與成熟，兩者之間的差異已越來越微，特別是高端機(jī)型相比較而言。主動(dòng)式快門3D技術(shù)畫面上最大的問題是閃爍以及左右眼圖像之間的串?dāng)_，現(xiàn)在大部分廠商都通過提高畫面刷新率或改變刷新方式來改善，與早期的機(jī)型相比，閃爍感已大大降低，而串?dāng)_問題盡管依然存在，但已基本上不會(huì)影響觀看。

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　 　被動(dòng)式偏振3D技術(shù)在畫質(zhì)上的問題包括兩個(gè)方面，一是單被動(dòng)式偏振顯示設(shè)備，主要是指被動(dòng)式偏振3D電視，所表現(xiàn)出來的畫面精度并沒有主動(dòng)式快門系統(tǒng)的出色。不少國內(nèi)外視頻領(lǐng)域的資深研究人員都指出，被動(dòng)式偏振式3D電視只能在同一時(shí)間獲取540條垂直掃描線，即使在大腦中組合成立體影像也無法達(dá)到1080p的全高清立體影像，相對(duì)于主動(dòng)式快門眼鏡顯示方式存在一定差距。不過，在實(shí)際觀看過程中，被動(dòng)式偏振3D電視表現(xiàn)出來的畫面精度遠(yuǎn)勝于540p的標(biāo)清影像，只是稍遜于主動(dòng)式快門3D電視。

　 　其二是針對(duì)被動(dòng)式偏振投影系統(tǒng)受到偏振式光學(xué)成像的限制，投影幕方面只能選擇帶偏振光特性的銀幕或特制幕，這類幕布不同于普通的白幕，很容易出現(xiàn)太陽效應(yīng)，也就是畫面中心的亮度最高，其他位置亮度明顯降低，換言之畫面的可視角度也較窄，離軸畫面的質(zhì)量較差。這個(gè)問題對(duì)于顯示面積本身就較小的被動(dòng)式偏振平板電視影響較大，而對(duì)投影系統(tǒng)則較小，畢竟在家用環(huán)境下觀看區(qū)域并不大。

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　 　由于這兩種3D解決方案屬于眼鏡的實(shí)現(xiàn)方式，都會(huì)存在光損耗的問題，尤其是一般的單機(jī)式3D投影系統(tǒng)，實(shí)際的輸出亮度恐怕只剩下原來亮度的20%～30%，嚴(yán)重影響了整個(gè)觀感。因此，若然你要獲得優(yōu)秀的3D大畫面投影效果，就需要選擇雙機(jī)式3D投影系統(tǒng)。

　 　要解決單機(jī)式3D投影系統(tǒng)以上所述的這個(gè)問題，一方面可以通過增加顯示設(shè)備的亮度來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榻^大部分的投影機(jī)廠商在研發(fā)及推出新一代機(jī)型的時(shí)候，都刻意將投影機(jī)的亮度標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)提升了20%以上。另外一方面，還可以通過改善光傳輸效率來實(shí)現(xiàn)，其中最重要的是提升眼鏡的透光率。可是，目前只有少部分廠商關(guān)注到這個(gè)問題，例如Mitsubishi(三菱)就改良了主動(dòng)式快門3D眼鏡中液晶鏡片的類型，通過更短的液晶開合時(shí)間，提升了眼鏡的透光率。不過，從目前各個(gè)廠家最新推出的多款家庭影院投影機(jī)來看，3D畫面的能量感仍然不足，因此，這也說明了在畫面調(diào)校過程中不能簡單地照搬2D畫面的調(diào)校標(biāo)準(zhǔn)與方法，必須選擇3D視頻調(diào)校的相關(guān)手段與準(zhǔn)則。

　 　在進(jìn)行深入分析3D視頻調(diào)校技術(shù)之前，讓我們一起思考以下兩個(gè)問題：
　 　1. 普通非3D的平板電視與家庭影院投影機(jī)能否通過外置的處理器實(shí)現(xiàn)3D顯示功能？
　 　2. 采用主動(dòng)式快門3D技術(shù)的顯示設(shè)備能夠變換成被動(dòng)式偏振的3D機(jī)型嗎？

　 　這兩個(gè)問題都是目前家用3D顯示領(lǐng)域的熱門話題。第一個(gè)問題針對(duì)的是3D顯示普及性方面。第二個(gè)問題則是探索如何獲得更佳的3D顯示效果。

3D顯示大時(shí)代：探索3D調(diào)校技術(shù)解決之道


　 　盡管近兩年平板電視與家庭影院投影機(jī)廠商都在不斷推出全新的3D機(jī)型，但依然有大部分用戶還在使用不支持3D顯示的機(jī)型。如果更換為全新的3D設(shè)備，將是一筆不少的花費(fèi)，導(dǎo)致了這些用戶的猶豫不決，直接拖延了整個(gè)3D顯示家用市場普及的步伐。

　 　于是，大家就提出了第一個(gè)問題：“普通非3D的平板電視與家庭影院投影機(jī)能否通過外置的處理器實(shí)現(xiàn)3D顯示功能？”而答案是肯定的。事實(shí)上這個(gè)問題類似于早期的高端三槍式CRT投影機(jī)能否通過外置轉(zhuǎn)換器支持HDMI接口的問題。在前面已經(jīng)介紹過主動(dòng)式快門3D無需改變顯示設(shè)備的核心顯示結(jié)構(gòu)，只需加入視頻處理器就能實(shí)現(xiàn)。如今，國外已經(jīng)有不少專門研發(fā)視頻處理器的廠商(如3DNOW與HDfury)推出的3D視頻處理器就充分利用了主動(dòng)式快門3D技術(shù)的特點(diǎn)，由3D視頻處理器來接收各種不同信號(hào)源輸出的3D信號(hào)，包括主流的藍(lán)光3D播放機(jī)以及3D電視廣播，進(jìn)而控制顯示設(shè)備的顯示方式以匹配附帶的主動(dòng)式快門眼鏡的刷新頻率，最終讓用戶看到3D影像。這種3D視頻處理器基本上能夠支持所有的2D設(shè)備，而且在3D眼鏡同步方面還采用了覆蓋面最廣的RF射頻方式，當(dāng)然也兼容普通的IR紅外方式，意味著用戶可以使用不同類型的3D眼鏡。

　 　既然可以讓非3D的設(shè)備支持立體顯示，那么能不能讓主動(dòng)式快門3D顯示的設(shè)備變成被動(dòng)式偏振的形式以徹底消除閃爍的問題，同時(shí)也通過佩戴更加舒適、光損耗更低的被動(dòng)式偏振眼鏡獲得更佳觀感？這就是上面所提及的第二個(gè)問題。事實(shí)上，由于主動(dòng)式快門3D平板電視本身制造技術(shù)的限制，是不可能利用外置的轉(zhuǎn)換器將其切換成被動(dòng)式偏振平板電視的。不過主動(dòng)式快門3D結(jié)構(gòu)的家庭影院投影機(jī)就可以通過外置的主動(dòng)式偏振器轉(zhuǎn)換成單一被動(dòng)式偏振的顯示形式。

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　 　這種轉(zhuǎn)換方式源自于專業(yè)電影院，將切換左右眼畫面的工作由主動(dòng)式快門眼鏡轉(zhuǎn)移到放置在鏡頭前方的主動(dòng)式偏振控制器，為每只眼睛的畫面加上不同的偏振特性，最后通過無源偏振眼鏡觀看到立體影像。Volfoni作為全球知名的民用或?qū)I(yè)3D解決方案的法國提供商，所帶來的SmartCrystal Pro就是一款能夠?qū)LP 3D家庭影院投影機(jī)轉(zhuǎn)換為被動(dòng)式偏振方式的外置處理器。實(shí)際的工作方式正如上述所提及的，能夠支持最高5000流明輸出亮度的主動(dòng)式快門投影機(jī)，基本上覆蓋主流的機(jī)型，實(shí)用性非常高，只需搭配銀幕或帶偏振光特性的幕布以及被動(dòng)式偏振眼鏡就可實(shí)現(xiàn)。值得一提的是，對(duì)于采用LCoS或LCD技術(shù)的3D家庭影院投影機(jī)，Volfoni也將會(huì)在日后推出針對(duì)性的被動(dòng)式偏振轉(zhuǎn)換方案。不過，這種轉(zhuǎn)換方案經(jīng)過國外一部分玩家實(shí)際測量后發(fā)現(xiàn)，實(shí)際所得的畫面亮度表現(xiàn)相比轉(zhuǎn)換前使用主動(dòng)式快門眼鏡還要低一些，因此必須選用輸出亮度較高的投影機(jī)方可獲得理想的畫面能量感。

　 　通過上述的討論與分析，不難發(fā)現(xiàn)影響整個(gè)立體畫面質(zhì)感的基本原因在于3D眼鏡，因此在3D視頻調(diào)校的過程中往往需要將調(diào)試重點(diǎn)放置在3D眼鏡之上，而不僅僅是投影機(jī)本身。



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