裸眼3D技術(shù)現(xiàn)狀研究總結(jié)及市場(chǎng)分析

    裸眼3D技術(shù)可以分為光屏障式、柱狀透鏡式以及方向性背光3D技術(shù)。早在2009年，美國(guó)的PureDepth 公司研究開發(fā)出來的多層顯示技術(shù)（MLD）就是一種裸眼3D顯示技術(shù)，這種技術(shù)的好處是不會(huì)讓觀眾產(chǎn)生觀看的不良反應(yīng)，如惡心，眩暈等。同時(shí)這種技術(shù)還突破了視野以及角度的限制，使得觀看場(chǎng)所可以進(jìn)一步的擴(kuò)大。最為個(gè)性化的一點(diǎn)是，使用這種3D 顯示技術(shù)還可以添加二維的字幕。

現(xiàn)該技術(shù)已經(jīng)在美國(guó)拉斯維加斯地區(qū)推廣使用。相比較于MLD技術(shù)，柱狀透鏡式3D顯示技術(shù)就不具有什么優(yōu)勢(shì)。柱狀透鏡式顧名思義就是要使用到柱狀的透鏡。在液晶顯示屏幕前加裝一排柱狀的透鏡，這樣圖像就會(huì)呈現(xiàn)在透鏡的焦平面上。從而將圖像中的各個(gè)像素點(diǎn)通過透鏡呈現(xiàn)在人的兩個(gè)眼睛中，一旦像素點(diǎn)的光通過不同的角度進(jìn)入左右眼后，人就會(huì)在大腦中將雙眼所接收到的圖像進(jìn)行迭加形成3D圖像。柱狀透鏡式3D顯示技術(shù)與其他的顯示技術(shù)相比，主要優(yōu)勢(shì)就是在于能夠達(dá)到圖像的亮度要求，但是圖像畢竟是通過了一層透鏡呈現(xiàn)在觀眾眼前，所以在圖像的分辨率上很難有更大的突破。而且在液晶屏幕前加裝透鏡需要更大的制造成本，后期維護(hù)成本也很高，不利于推廣使用。光屏障式3D 顯示技術(shù)是由夏普公司歐洲研發(fā)部的幾位工程師共同研發(fā)出來的新型顯示技術(shù)，該技術(shù)是通過在LCD液晶面板和內(nèi)部發(fā)光器件之間增設(shè)偏振模和高分子層，當(dāng)圖像通過液晶面板顯示在觀眾面前時(shí)，偏振�？梢詫⒆笥已劢邮艿漠嬅鎱^(qū)分開來，從而在觀眾大腦中形成立體的顯示畫面。這種技術(shù)是將偏振模和高分子層集成在了顯示器的內(nèi)部，能夠在最廣以及成本控制方面起到一定的作用，但是在圖像的顯示方面難以提高亮度，同時(shí)難3D顯示技術(shù)。方向性光源3D技術(shù)在顯示原理上和上述顯示技術(shù)基本類似，不同的是該技術(shù)在呈現(xiàn)3D畫面時(shí)需要兩塊背景光源。在觀眾的左右眼同時(shí)接收畫面時(shí)，處在不同方向上的背景光源依次交替點(diǎn)亮，透過3M反射膜交替在觀眾面前呈現(xiàn)左右眼畫面。由于人眼具有一定的視覺暫停時(shí)間，所以交替出現(xiàn)的畫面就能夠在人腦中形成3D 畫面。但是最終的顯示效果同樣無(wú)法滿足高清晰度的要求。

裸眼3D顯示器的關(guān)鍵技術(shù)主要有視圖進(jìn)行分離的光學(xué)原理、亞屏幕分區(qū)、獨(dú)立視圖的呈現(xiàn)、立體顯示液晶屏圖形處理軟件等。實(shí)際上裸眼3D就是根據(jù)人們眼睛的視差進(jìn)行相應(yīng)圖像呈現(xiàn)的，只要能夠合理的分配左右眼圖像呈現(xiàn)就能夠出現(xiàn)立體的視頻效果。亞屏幕分區(qū)就是將裸眼顯示器進(jìn)行視圖分區(qū)，每一個(gè)視圖都有固定的區(qū)域。在進(jìn)行視頻顯示時(shí)需要將每一個(gè)亞屏幕中的圖像進(jìn)行相互交錯(cuò)呈現(xiàn)，已在觀眾大腦中形成立體視頻。

當(dāng)前的裸眼3D 顯示技術(shù)還不夠成熟，想真正的在人們生活中實(shí)現(xiàn)隨處可用隨處可見的裸眼3D顯示還為之尚早。但是裸眼3D顯示所能夠給人們帶來的巨大視覺享受還是激發(fā)著相關(guān)人員的研究熱情，其巨大的市場(chǎng)潛力也推動(dòng)著相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步以達(dá)到高清顯示效果。因此也不算是一種成熟的裸眼。

    裸眼3D顯示終端編碼方式

    3D圖像呈現(xiàn)需要傳輸大量數(shù)據(jù)，所以要想進(jìn)行3D技術(shù)的升級(jí)，就必須在進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮方面的技術(shù)相當(dāng)先進(jìn)。傳統(tǒng)的3D 圖像編碼基本是將左側(cè)傳輸通道作為數(shù)據(jù)的基本層，而右側(cè)傳輸通道作為左側(cè)通道的輔助層。歐洲的ATTEST系統(tǒng)框架在進(jìn)行3D圖像數(shù)據(jù)傳輸時(shí)所采用的是單通道視頻數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)配合相應(yīng)深度數(shù)據(jù)的3D 立體視頻格式。通過將深度視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行超輕壓縮，從而起到減少數(shù)據(jù)量的效果，同時(shí)視頻數(shù)據(jù)主要使用單通道進(jìn)行傳輸。Orbi以及Interview在進(jìn)行深度編碼是所使用的編碼碼率分別是各自進(jìn)行單通道編碼時(shí)碼率的6.2%和3.5%。這種3D立體圖像呈現(xiàn)終端的編碼方式適合傳統(tǒng)的裸眼3D顯示技術(shù)，它們的成像原理基本都是左右眼分別接受傳輸過來的圖像信息，然后在大腦中形成立體圖形，所以只需要兩個(gè)通道即可傳輸視頻數(shù)據(jù)。然而要想實(shí)現(xiàn)裸眼3D 視頻顯示，所需要出書的數(shù)據(jù)量更加龐大，傳統(tǒng)的顯示終端編碼方式理論上根本不可能實(shí)現(xiàn)。但是在裸眼3D 顯示方面較為成功的就是基于視差的立體視頻終端編碼方法。

主要工作原理是：首先對(duì)左眼所要接收的圖像信息進(jìn)行H.264 標(biāo)準(zhǔn)編碼，然后將編碼過得左眼接收?qǐng)D像和右眼接收?qǐng)D像進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)行視覺估計(jì)得到相應(yīng)的視覺差別信息，在對(duì)這些信息進(jìn)行H.264 編碼；將最終產(chǎn)生的左眼數(shù)據(jù)碼流和視差數(shù)據(jù)碼流通過傳輸通道送至解碼端，進(jìn)行解碼操作得出經(jīng)過編碼后的左眼視圖以及編碼后的視差視圖，根據(jù)這些信息得出右眼視圖數(shù)據(jù)以及其他的六個(gè)視點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，并最終整合所有數(shù)據(jù)在裸眼3D立體顯示器上進(jìn)行顯示。這種顯示終端編碼方式也在一些實(shí)際的顯示器中應(yīng)用，但是還是存在著一些問題：屏幕會(huì)出現(xiàn)閃爍，這是顯示器一直以來都存在的問題。不同大小的屏幕，不同的顯示環(huán)境均會(huì)造成閃爍的強(qiáng)度以及頻率不同；因?yàn)镈LP屏幕前的光柵在周期性的移動(dòng)，很容易在觀眾的某個(gè)區(qū)域產(chǎn)生與原來畫面像素不同的像素，這就是我們俗稱的彩虹效應(yīng)，在裸眼3D 顯示器中也會(huì)存在。這些問題想要徹底消除是非常困難的，相關(guān)技術(shù)還均處在研究的階段。

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