立體顯示技術簡介 八、簡單整理


之前已經扯了不少不同類型的立體顯示技術了~當然,目前技術的方展可以說是日新月異,Heresy 也不敢保證寫的這些東西到底含蓋了多少範圍,也相信一定有 Heresy 漏掉沒有寫的東西;不過基本上,比較主流的立體顯示技術,應該是都有帶到了。而接下來,則是來稍微做一個整理~不過,由於上一篇的《其他的裸眼立體系統》因為在原理及應用上,和其他的方法差異都比較大,所以在這邊不會把他們加入討論。

首先,在裸眼式立體顯示系統這部分,算是比較單純,基本上都是平面顯示器(例如液晶螢幕、電漿電視這一類),應該是沒有辦法做成投影的模式的。

 
常見技術
特性
透鏡 (lenticular)
  • 不需要帶眼鏡
  • 有觀看位置、視角上的限制
  • 可以做 2D/3D 模式的切換
  • 可以做成多視角
  • 解析度會隨著視角數量的增加而降低
視差屏障 (barrier)
指向性背光
  • 不會降低解析度
  • 較適合小型顯示裝置

而以目前的技術來說,裸眼立體顯示都還有一些使用上的限制,所以一般來說,立體效果是不會比要帶眼鏡的立體系統好;他的主要優點,就是不用配戴特殊的眼鏡了~

要帶眼鏡的立體系統一般來說上立體效果是比裸眼式立體來的好的!但是比較麻煩的就是,你必須要額外配戴眼鏡,在舒適度和便利性上就稍差了一些。而這類的系統雖然大致上可以分為主動式眼鏡和被動式眼鏡兩大類,但是實際上因為眼鏡大多又可以搭配螢幕或投影機、以不同型式來做建置,所以各種組合的種類算是相當地多元。

不過,由於彩色眼鏡(anaglyph)的系統較為單純(一般的顯示系統都可以),且效果也不佳,所以不列入討論;而頭戴式顯示器(head mount display)因為算是比較特別的個人用方案,所以也不會在這討論。

所以,如果以投影式的方案來說,主要有下面幾種組合:

組合方式
特性
眼鏡
投影機
高更新率投影機
  • 眼鏡本身需要電力,所以眼鏡較重成本也較高,也有可能碰到用到一半沒電的問題
  • 有畫面和眼鏡間同步訊號的問題要處理
  • 需要特殊的投影機,目前選擇不多
兩台投影機
+ 被動式濾鏡
  • 需要特殊的投影幕維持偏光性,而這種投影幕售價不便宜
  • 偏光眼鏡成本低廉重量也很輕、長時間使用比較不會有不適感
  • 由於 LCD 有用到偏光鏡片,所以使用 DLP 投影機會比較合適
  • 有圓偏光和線偏光兩種
    • 線偏光會有眼鏡角度的問題
    • 圓偏光在某些情況下可能有色偏
高更新率投影機
+ 主動式濾鏡
兩台投影機
+ 被動式濾鏡
  • 眼鏡的鏡片鍍膜成本不低,所以價格也高(比偏光眼鏡高許多、比主動式眼鏡略低)
  • 由於是以光的波長來做過濾,所以會有一定程度的色彩損失
  • 投影機的顏色需要經過校正
高更新率投影機
+ 主動式濾鏡

而在表中也可以發現,偏光式立體系統和波長多路是立體系統基本上都可以使用單台、或是雙台投影機來做呈現;其中,使用兩台投影機的特色是:

  1. 兩台投影機前需安裝不同的濾鏡
    所使用的眼鏡鏡片也要對應到投影機所安裝的濾鏡

  2. 需要處理兩台投影機的對位
    如果投影機的幾合校正功能不夠強大,可能會很難調的好,不過固定式的基本上也只要調一次。

  3. 投影機選擇較多

而使用單台投影機的話,會有以下的特性:

  1. 只需要一台投影機不需要處理對位問題,不過目前能選擇的投影機較少
  2. 投影機和投影機前的主動式濾鏡的狀態需要要同步,而主動式濾鏡價錢也不便宜。

當然,上術的方案並不是全部,實際上也可以使用單台投影機加上 interlaced 的偏光片,來架設偏光的立體系統,只是這樣的解析度會降低;而另外也還有所謂的 StereoBrightTM 的技術,是專門用 LCD 投影機來搭配線性偏光系統的。不過這些在立體投影的方案裡,應該算是相對比較罕見的,所以在這邊帶過就算了。

而如果是平面顯示器的方案的話,比較常見的方法則有:

組合方式
特性
眼鏡
顯示器
高更新率
螢幕、電視
  • 眼鏡本身需要電力,所以眼鏡較重成本也較高,也有可能碰到用到一半沒電的問題
  • 有畫面和眼鏡間同步訊號的問題要處理
  • 需要高更新率的顯示器
雙面板顯示器
  • 偏光眼鏡成本低廉重量也很輕
  • 有圓偏光和線偏光兩種
    • 線偏光會有眼鏡角度的問題
    • 圓偏光在某些情況下可能有色偏
    • 使用兩塊面版、各自顯示兩眼影像,成本較高
    • 立體顯示也是面板的全解析度
    單面板顯示器
    + 立體偏光膜
    • 面板的像素採用交錯式的方式顯示左右眼影像,立體模式解析度僅有面板原生解析度的一半
    • 由於立體偏光膜和面板都是有厚度的,所以會有視角的問題

    當然,這邊列的可能也沒有包含全部的方案,不過比較主流的應該就是以這些為主了~

    附註:

    • 這邊的是否是降低解析度是單就顯示技術來說,而且是和面板的原生解析度做比較,實際使用時,還需要考慮到所接收到的訊號解析度。

    • 目前新的 DLP 產品(電視、投影機)應該不少都有 DLP 3D Ready,應該都可以搭配主動式眼鏡使用,但是因為訊號的關係,解析度可能會降低。

    • 主動式眼鏡因為是會不停切換狀態,比較敏感的人可能會感覺到在閃爍;而由於一般的日光燈以是在以固定的頻率閃爍,所以也有可能會有干擾。

    • 線偏光的眼鏡角度問題,主要是指頭側傾的話,會因為偏光方向沒有對上,所以沒辦法把畫面過濾乾淨、而有重影(鬼影)的現象。

    參考資料:Stereo3D

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  • 對「立體顯示技術簡介 八、簡單整理」的想法

    1. 您好 我是復旦大學的同學,目前再做一個跟3D有關的專題,能否引用您的圖片及資料呢?謝謝!

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