自臺灣面板巨頭友達推出了采用偏光式顯示技術的大尺寸液晶面板,3D業界掀起了采用偏光式還是快門式顯示技術之爭。從陣營上來說目前國內外主流廠商三星、LG、海信、長虹、松下等都采用了主動快門式3D技術,而有些廠商則是既有快門式產品又有偏光式產品,未來快門式和偏光式顯示技術將如何發展讓我們拭目以待,下面我們來詳細了解一下主動快門式和偏光式顯示技術的原理和優缺點。
主動快門式3D技術原理
3D成像的原理就是用兩個攝像機模擬人眼觀察事物的原理,拍攝兩幅視角略有差異的畫面,在播放的時候分別向人的兩只眼睛進行輸出,可以說3D的拍攝并不難,技術上也并沒有什么差別,難的是如何只讓人的兩只眼睛分別只能觀看到制定的畫面。
主動快門式3D技術,又叫時分法遮光技術或液晶分時技術,它主要是靠液晶眼睛來實現的,它的眼鏡片實質上是可以分別控制開/關的兩片液晶屏,眼睛中的液晶層有黑和白兩種狀態,平常顯示為白色即透明狀態,通電之后就會變黑色。通過一種訊號發射裝置,讓3D眼睛和屏幕之間實現精確同步。
顯示屏幕上會交替進行左右眼畫面的播放,在播放左畫面時,左眼鏡打開,右眼鏡關閉,觀眾左眼看到需要讓左眼看見的畫面,右眼什么都看不到。在播放右眼畫面是,右眼看右畫面,左眼看不到畫面,就這樣讓左右眼分別看到左右各自的畫面,從而實現3D立體效果。這個過程交替至少達到120次/每秒,人眼才能欣賞到連貫而不閃爍的3D畫面,所以主動式3D顯示技術要求屏幕的刷新率至少達到120Hz。
優缺點
主動快門式3D技術有殘影少、3D效果突出的優點,而且該技術實現起來比較容易,屏幕成本較低,不論是電視、電腦屏幕還是投影機,只要更新頻率能達到要求,就能導入這個技術,因此現在市面上大部份即將上市的 3D產品基本上都采用這個技術。
另外,主動快門式3D技術能夠保持畫面的原始分辨率,很輕松地讓用戶享受到真正的全高清3D效果,而且畫面亮度不會降低很多,這一點在PDP上體現尤為明顯。
但該技術也有其缺點,首先就是主動式快門眼鏡受到液晶層的限制,鏡片面積也不能做得太大,對部份的人來說,特別是有戴眼鏡的朋友會很容易看到四周粗粗的黑框。其次,由于主動快門式3D眼鏡一直處于高速的開閉狀態,長時間觀看很容易造成人眼的疲勞,當然不同的幀變化間斷時間和人的個體差異不同,眼鏡的疲勞程度和大腦的勞累速度也是不同的。
最后就是觀看角度問題,由于液晶電視面板和3D眼鏡都是采用液晶分子材質,因為偏轉角透光的特性,佩戴3D眼鏡觀看3D影像時只能水平觀看,不能傾斜,否則就欣賞不到3D效果,甚至會因為液晶屏幕和3D眼鏡液晶分子偏轉角透光沖突造成全黑現象。當然,如果是3D等離子電視則沒有這個問題,等離子電視是依靠屏幕自發光,不會產生觀看角度影響3D效果的現象,所以有專家預測3DPDP+快門式方案才是未來3D電視主流。
偏光式3D技術原理
偏光式3D是利用光線有“振動方向”的原理來分解原始圖像的,通過在顯示屏幕上加放偏光板,可以向觀看者輸送兩幅偏振方向不同的兩幅畫面,當畫面經過偏振眼睛時,由于偏光式眼睛的每只鏡片只能接受一個偏振方向的畫面,這樣人的左右眼就能接收兩組畫面,再經過大腦合成立體影像。
光其實就是由互相垂直的電場和磁場形成的一種電磁波,自然光是很多電磁波的混合物,它在各個方向的振動是均勻的。當它以特定的角度(布儒斯特角)經過非金屬表面后反射形成的眩光是偏振光。偏離了這個角度,就會有部分非偏振光混雜在偏振光里。部分偏振光是有程度的,偏離的角度越大,偏振光的成分越少,最終成為非偏振光。有了偏振光,有時會給我們照相帶來不利,玻璃表面的反射光,使我們拍攝不到玻璃櫥窗里面的東西,水面的反射光使我們拍攝不到水中的魚。
但利用偏振光的這種特性正好滿足立體電影的需求——讓左右眼看到完全不同的畫面。通過給電視面板前面加裝偏光片,讓顯示設備發出互相垂直的完全偏振光波,然后觀眾通過特定的偏光眼鏡,就能讓左右眼看到各自不同的畫面而互不干涉。
優缺點
偏光式3D技術的色彩損失是最小的,色彩顯示更為準確,更接近其原始值。鑒于眼鏡的透鏡本身幾乎沒有任何顏色,對用于偏振光系統的節目內容進行色彩糾正也更為容易。尤其是膚色,在一個偏振光系統中,看上去更為真實可信。偏光式3D技術的3D效果也比較突出,立體感覺真實。
此外,偏光式3D技術還有眼鏡成本低、佩戴舒適、無大小限制等優點。偏光式3D眼鏡只是在普通眼鏡的表層鍍上偏光層,成本非常低廉,而且鏡片可大可小,眼鏡輕便佩戴舒適,原來戴眼鏡的朋友也可以使用,眼鏡邊緣色彩均勻,不會因為鏡片太小看到眼鏡的黑框。
當讓,偏光式3D技術也有它的缺點,首先是分辨率減半、亮度損失。因偏光原理,這種技術會使畫面分辨率減半,很難實現真正的全高清分辨率3D影像,這點成為偏光式技術的致命傷,同時畫面亮度因偏振光原理受到損失,所以偏光式3D技術對顯示設備的要求較高。
其次,偏光式3D技術整體成本較高。因為偏光式3D技術對顯示設備的亮度要求較高,在液晶電視上,應用偏光式3D技術要求電視具備240Hz以上刷新率。對LED而言,要將刷新率提升到480HZ,技術風險、成本都將大幅增加。