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更真实地还原所见世界,这一美好愿望,无时不刻促使着显示技术的发展。一代又一代的显示技术,让世人领略了—次次的惊喜。自CRT到LCD。科技进步带来的下一次惊喜将是什么呢?当然非3D显示技术莫属。
3D显示技术的未来趋势
无论显卡怎么升级,3D游戏的CG动画设计得如何惟妙惟肖,但是借助传统显示器显示出来,仍然是平面。无法营造身临其境的感受。于是,人们借助一些技术手段来骗过人类的眼睛,营造一些3D的显示画面,常见的3D立体电影以及科幻公园的魔幻世界,大多都是采用3D立体眼镜的方式营造虚拟的3D立体环境,让人们视觉受到冲击,仿佛置身于现场,真实感非常强烈。这其实是比较早期的处理方式了,随着科技的进步,人们越来越渴望探求一种新的解决方式,让未来显示设备能够显示3D立体画面,从而有更加逼真的场景效果,满足日益强烈的视觉需求。虽然目前3D显示技术尚未成熟,但是不管怎么说,3D显示技术都将是未来显示技术的发展趋势。
骗过双眼——实现3D显示的方法
立体电影所以好看,就是因为它比普通电影多了一个深度感觉,它不但显示平面的画面,同时可辨别出前后和远近,使你有一种身临其境的感觉。人的立体感是怎样形成的呢?当你两眼注视前方一个物体时,物体在双眼视网膜相对应的部位各自形成清晰的物像,然后传导到大脑皮质,由大脑皮质中枢将它们融合成一个物像。另外,当你两眼注视某一物体时,两眼的角度总有小的差别,假如你注视眼前一个水杯,然后交替遮挡眼睛,你会发现右眼是在稍偏右的角度上看到的,而左眼是在偏左的角度上看到的。这就说明两眼看东西时,由于位置不同,各自的角度是有差别的,所以在视网膜上形成的物像必然也有小的差异。根据这个道理,人们就可以分辨出两个不同距离的物体,即形成立体知觉。
由于显示器始终是一个平面显示,并不能体现真实物体的立体感,要想实现类似立体物体的效果,就必须从人眼的结构人手,让两只眼睛看到不同的画面,这样才能实现3D立体显示。最简单的3D显示办法是采用红蓝滤光眼镜来实现,当然,显示的图像也需要经过特殊的处理,简单说,就是让左右两只眼镜分别观看有一定视差的两幅图片,两幅图片的差别刚好相当于将两台摄像机置于两只眼睛的位置,注视同一视觉兴趣点所拍摄的两幅图像。将这样两幅有着视差的图像分别通过显示设备的红色通道和蓝色通道显示出来,利用红蓝眼镜两个镜片的滤色效果使左右眼分别看到显示设备红色通道和蓝色通道中的图像,就实现了图像的立体效果。
3D显示的实现方法之一:立体眼镜
早在CRT时代,就曾经有过3D眼镜的解决方案,能够让用户通过眼镜观看到立体画面。2000年艾尔莎就曾经推出过一款“3D雷眼”的立体眼镜,采用LCD快门技术,原理是借助3D眼镜,左右眼交替屏蔽/打开来切换画面,切换达到一定的频率,两片镜片是分别“开”和“闭”的,一个单位时间只有一个镜片透光,可以让左右眼分别看到不同的画面,从而实现3D立体显示,可以支持将任何DirectX 3D和OpenGL游戏转换为3D立体画面。此外,3D眼镜除了通过硬件让左右眼交替看到不同画面之外,还需要搭配对应的驱动程序来让游戏画面产生一定的角度和位置的偏差。通过这种软硬件搭配的方式,3D眼镜可以方便地实现3D立体显示,不过3D眼镜由于需要以一定的频率屏蔽/打开来切换画面,因此从3D眼镜看显示器的话,显示器的当前刷新率除以2才是我们通过3D眼镜看到的实际刷新率。因此,使用3D眼镜对显示器的刷新频率有一定的要求,通常需要显示器的刷新频率达到120Hz甚至更高,这样才能使实际看到的画面不致闪烁。
除了方便之外,3D立体眼镜的实现成本也相对较低,但是,3D眼镜有一个致命的弱点,也就是如果需要看立体画面,就必须戴上眼镜,使用的感受欠佳,并且人眼容易感觉疲劳,尤其是显示器刷新频率较低的情况下。
3D显示的实现方法之一:3D立体显示器
正因为3D眼镜有这些弱点,现在显示器厂商也开始研发不需眼镜的3D显示器。和3D眼镜采用LCD快门技术不同,3D显示器的原理也是让左右眼分别看到不同的图像,让画面看起来拥有“纵深感”。其中,有厂商采用视差照明(parallax illumination)技术。针对左眼与右眼的两幅影像分别被传送到不同段落的像素区块,奇数区块代表左眼影像,偶数区块则代表右眼。而在标准LCD背光板与LCD屏幕本体之间有一个光学仪器TN板介于两者之间,该TN板上的垂直区块则会根据现在需要显示哪一幅影像,而照亮奇数或偶数的区块。跟真实世界一样,左眼只会看到左眼影像,右眼也只会看到右眼影像,这项科技“愚弄”了人的大脑,让人们以为真的在看一个具有深度的实际世界。不过这种实现方式也有一定的缺点,首先是图像的分辨率较低,以15英寸显示器为例,分辨率为1024×768,不过由于要分别显示左右眼的影像,因此用户实际看到的影像分辨率只有512×768,另外,由于在液晶面板需照亮对应的奇偶区块来让左右眼看到不同的图像,导致显示器的亮度有所降低。
3D显示器虽然神奇,但是目前仍处于研发阶段,即使有产品推出,价格也非常昂贵,并非普通用户能接受。近期NVIDIA推出了Stereoscopic 3D技术,眼镜上建有两片Active Polarizer液晶体镜片,当液晶体镜片通电时,镜片会变成黑色不透明,不通电则是透明。通过NVIDIA GeForceStereoscopic 3D驱动程序,3D游戏场境将以两种不同偏移值运算,并以单、双帧交叉显示,通过synchronizer同步器以红外线传送资料,GeForce 3D眼镜右方没有红外线接收器,将会与显示屏的帧数同步并交叉屏蔽两片液晶体镜片,左眼籽会只看0、2、4……等帧数,右数则只会看到1、3、5……等帧数,由于两只眼睛看到的画面拥有不同的偏移角度,造成了立体凹凸的假像。GeForce 3D眼镜不单能应用于3D游戏上,还可以用于影片及照片中,通过不同的偏移值更可以调节立体感的强度,眼镜内建锂电池可通过Mini-USB接口充电,充电15分钟约可运作30小时。
另外,Stereoscopic 3D技术对游戏的支持比较广泛,只要是DirectX 7以上的游戏,都可以借助驱动制造出不同的偏移值以实现3D立体效果。不过,由于驱动会计算偏移值,将导致显示性能下降,下降幅度在5%-120%,因此,建议用户在搭配3D立体眼睛时,尽量选择相对较高端的显卡来保证游戏的流畅。
液晶时代3D眼镜面临的难题
前面已经提及,3D眼镜需要显示器的刷新率为120Hz,CRT时代一些高端显示器尚能支持,不过在液晶普及的时代,LCD的刷新率仅60Hz,不能满足3D眼镜的需求,如果在普通LCD显示器上使用,那么人眼看到的显示画面刷新率为30Hz,会感觉闪烁,并且眼睛容易疲劳,因此,120Hz成为3D眼镜普及使用的最大阻力。不过据厂商介绍,明年将会有120Hz的LCD面世,优派120Hz LCD将在2009年一月面世,三星在明年一季度也会有120Hz的产品推出,由于120Hz的闪烁低,对眼睛的影响更小,随着价格逐渐便宜,预计将会渐渐普及。等到120Hz示器普及后,3D眼镜才会有所作为,为用户实现更逼真的画面,让观看游戏和电影犹如身临其境。
3D显示技术的未来趋势
无论显卡怎么升级,3D游戏的CG动画设计得如何惟妙惟肖,但是借助传统显示器显示出来,仍然是平面。无法营造身临其境的感受。于是,人们借助一些技术手段来骗过人类的眼睛,营造一些3D的显示画面,常见的3D立体电影以及科幻公园的魔幻世界,大多都是采用3D立体眼镜的方式营造虚拟的3D立体环境,让人们视觉受到冲击,仿佛置身于现场,真实感非常强烈。这其实是比较早期的处理方式了,随着科技的进步,人们越来越渴望探求一种新的解决方式,让未来显示设备能够显示3D立体画面,从而有更加逼真的场景效果,满足日益强烈的视觉需求。虽然目前3D显示技术尚未成熟,但是不管怎么说,3D显示技术都将是未来显示技术的发展趋势。
骗过双眼——实现3D显示的方法
立体电影所以好看,就是因为它比普通电影多了一个深度感觉,它不但显示平面的画面,同时可辨别出前后和远近,使你有一种身临其境的感觉。人的立体感是怎样形成的呢?当你两眼注视前方一个物体时,物体在双眼视网膜相对应的部位各自形成清晰的物像,然后传导到大脑皮质,由大脑皮质中枢将它们融合成一个物像。另外,当你两眼注视某一物体时,两眼的角度总有小的差别,假如你注视眼前一个水杯,然后交替遮挡眼睛,你会发现右眼是在稍偏右的角度上看到的,而左眼是在偏左的角度上看到的。这就说明两眼看东西时,由于位置不同,各自的角度是有差别的,所以在视网膜上形成的物像必然也有小的差异。根据这个道理,人们就可以分辨出两个不同距离的物体,即形成立体知觉。
由于显示器始终是一个平面显示,并不能体现真实物体的立体感,要想实现类似立体物体的效果,就必须从人眼的结构人手,让两只眼睛看到不同的画面,这样才能实现3D立体显示。最简单的3D显示办法是采用红蓝滤光眼镜来实现,当然,显示的图像也需要经过特殊的处理,简单说,就是让左右两只眼镜分别观看有一定视差的两幅图片,两幅图片的差别刚好相当于将两台摄像机置于两只眼睛的位置,注视同一视觉兴趣点所拍摄的两幅图像。将这样两幅有着视差的图像分别通过显示设备的红色通道和蓝色通道显示出来,利用红蓝眼镜两个镜片的滤色效果使左右眼分别看到显示设备红色通道和蓝色通道中的图像,就实现了图像的立体效果。
3D显示的实现方法之一:立体眼镜
早在CRT时代,就曾经有过3D眼镜的解决方案,能够让用户通过眼镜观看到立体画面。2000年艾尔莎就曾经推出过一款“3D雷眼”的立体眼镜,采用LCD快门技术,原理是借助3D眼镜,左右眼交替屏蔽/打开来切换画面,切换达到一定的频率,两片镜片是分别“开”和“闭”的,一个单位时间只有一个镜片透光,可以让左右眼分别看到不同的画面,从而实现3D立体显示,可以支持将任何DirectX 3D和OpenGL游戏转换为3D立体画面。此外,3D眼镜除了通过硬件让左右眼交替看到不同画面之外,还需要搭配对应的驱动程序来让游戏画面产生一定的角度和位置的偏差。通过这种软硬件搭配的方式,3D眼镜可以方便地实现3D立体显示,不过3D眼镜由于需要以一定的频率屏蔽/打开来切换画面,因此从3D眼镜看显示器的话,显示器的当前刷新率除以2才是我们通过3D眼镜看到的实际刷新率。因此,使用3D眼镜对显示器的刷新频率有一定的要求,通常需要显示器的刷新频率达到120Hz甚至更高,这样才能使实际看到的画面不致闪烁。
除了方便之外,3D立体眼镜的实现成本也相对较低,但是,3D眼镜有一个致命的弱点,也就是如果需要看立体画面,就必须戴上眼镜,使用的感受欠佳,并且人眼容易感觉疲劳,尤其是显示器刷新频率较低的情况下。
3D显示的实现方法之一:3D立体显示器
正因为3D眼镜有这些弱点,现在显示器厂商也开始研发不需眼镜的3D显示器。和3D眼镜采用LCD快门技术不同,3D显示器的原理也是让左右眼分别看到不同的图像,让画面看起来拥有“纵深感”。其中,有厂商采用视差照明(parallax illumination)技术。针对左眼与右眼的两幅影像分别被传送到不同段落的像素区块,奇数区块代表左眼影像,偶数区块则代表右眼。而在标准LCD背光板与LCD屏幕本体之间有一个光学仪器TN板介于两者之间,该TN板上的垂直区块则会根据现在需要显示哪一幅影像,而照亮奇数或偶数的区块。跟真实世界一样,左眼只会看到左眼影像,右眼也只会看到右眼影像,这项科技“愚弄”了人的大脑,让人们以为真的在看一个具有深度的实际世界。不过这种实现方式也有一定的缺点,首先是图像的分辨率较低,以15英寸显示器为例,分辨率为1024×768,不过由于要分别显示左右眼的影像,因此用户实际看到的影像分辨率只有512×768,另外,由于在液晶面板需照亮对应的奇偶区块来让左右眼看到不同的图像,导致显示器的亮度有所降低。
3D显示器虽然神奇,但是目前仍处于研发阶段,即使有产品推出,价格也非常昂贵,并非普通用户能接受。近期NVIDIA推出了Stereoscopic 3D技术,眼镜上建有两片Active Polarizer液晶体镜片,当液晶体镜片通电时,镜片会变成黑色不透明,不通电则是透明。通过NVIDIA GeForceStereoscopic 3D驱动程序,3D游戏场境将以两种不同偏移值运算,并以单、双帧交叉显示,通过synchronizer同步器以红外线传送资料,GeForce 3D眼镜右方没有红外线接收器,将会与显示屏的帧数同步并交叉屏蔽两片液晶体镜片,左眼籽会只看0、2、4……等帧数,右数则只会看到1、3、5……等帧数,由于两只眼睛看到的画面拥有不同的偏移角度,造成了立体凹凸的假像。GeForce 3D眼镜不单能应用于3D游戏上,还可以用于影片及照片中,通过不同的偏移值更可以调节立体感的强度,眼镜内建锂电池可通过Mini-USB接口充电,充电15分钟约可运作30小时。
另外,Stereoscopic 3D技术对游戏的支持比较广泛,只要是DirectX 7以上的游戏,都可以借助驱动制造出不同的偏移值以实现3D立体效果。不过,由于驱动会计算偏移值,将导致显示性能下降,下降幅度在5%-120%,因此,建议用户在搭配3D立体眼睛时,尽量选择相对较高端的显卡来保证游戏的流畅。
液晶时代3D眼镜面临的难题
前面已经提及,3D眼镜需要显示器的刷新率为120Hz,CRT时代一些高端显示器尚能支持,不过在液晶普及的时代,LCD的刷新率仅60Hz,不能满足3D眼镜的需求,如果在普通LCD显示器上使用,那么人眼看到的显示画面刷新率为30Hz,会感觉闪烁,并且眼睛容易疲劳,因此,120Hz成为3D眼镜普及使用的最大阻力。不过据厂商介绍,明年将会有120Hz的LCD面世,优派120Hz LCD将在2009年一月面世,三星在明年一季度也会有120Hz的产品推出,由于120Hz的闪烁低,对眼睛的影响更小,随着价格逐渐便宜,预计将会渐渐普及。等到120Hz示器普及后,3D眼镜才会有所作为,为用户实现更逼真的画面,让观看游戏和电影犹如身临其境。