3D显示技术 快门式眼镜

作者: 来源:U悠生活 时间:2020-06-05 12:14:02 浏览(822)

在上个月3D显示技术(一) 3D发展史 时答应要将其他3D技术写详细一点点, 没想到一拖就是一个月, 真是抱歉, 不过往后两週会有连载啰! 文章基本上都是Google后整理而来, 如果对3D很了解的就不需要看这篇啰~

近来3D相关产品如雨后春笋般的出现在市场上, 动不动就可以看到3D TV、3D NB、3D电影…等广告. 看完之后, 的确被搞的很糊涂, 为什幺有些产品需要戴眼镜才能享受3D影像, 而有些产品却不需要戴眼镜. 所以小弟特地把目前找到的几种3D技术作整理如下图, 希望对自己与大家有点小小的帮助!

3D显示技术 快门式眼镜

3D显示技术 快门式眼镜

话说在众多3D技术中, 广告打的最兇, 而且卖的还算有成绩的就是Nvidia, 他所使用的就是快门式眼镜(shutter glasses)技术, 所以我们就先聊一下快门式眼镜技术怎幺让人感觉到3D.

还记得底下这张图吗? 就是上回再说3D历史时的16世纪左右眼图, 当左右眼分别只在同一个位置看到左右眼图时, 此时大脑就会把他合成有立体感觉的形象, 也就是用两张平面的图来骗大脑的意思.

3D显示技术 快门式眼镜

那怎幺样让左右眼图可以在同一位置且分别只让左右眼看到, 在以前没有机器时可以用平行法, 也就是把眼睛的焦点放在图的后面, 就可以慢慢的把两张图叠再一起, 这有点难! 但还有人发明一种小工具(PENTAX 3d image viewer), 把左右眼图用中间档板隔开后, 透过镜片往下看就可以看到3D成像的照片

 

3D显示技术 快门式眼镜

但一般而言, 在萤幕上要享受3D影像, 就是需要周边软硬体的支援. 以快门式眼镜而言, 必须具备以下4个软硬体条件

1.    影片、影像…等资料需具备3D内容;

2.    NB/PC的绘图处理器(GPU)要有能力处理3D影像资料;

3.    显示器需要支援高更新频率(120Hz, 240Hz…);

4.    最后还需要一附快门眼镜

3D显示技术 快门式眼镜

由上图可以得知, 快门式眼镜的原理是将影像画面分割成奇数画面和偶数画面. 透过PC端的无线发射器来控制眼镜本身的液晶开关来达到和画面同步的目的. 所以, 当我们在看3D影像的时候, 实际上快门眼镜是在不同的时间轮流正确的启动镜片中的液晶, 来遮蔽左/右眼的视觉, 使得左/右眼分别仅能看到奇数及偶数影像, 当影像分别传递到大脑后, 就会形成具有纵深感的图像, 也就是前面所提到在同一个位置同时(很快的切换时, 眼睛感觉不出不同时)看到左右眼图, 这就是3D影像的成像原理.

这种3D影像的技术似乎在现今的电子产品当中, 接受度还蛮高的, 甚至很多研究机构也视为是短期内的主流技术. 但是快门式眼镜的确存在一些缺点:

1.    高更新频率的显示器昂贵

2.    快门眼镜(shutter glasses)昂贵且需额外提供电源

3.    人因界面舒适度考量眼镜大又重, 不适合久戴

4.    亮度减半眼睛容易疲劳

5.    显示器需使用特殊规格的IC为了支援Full HD解析度

一般而言, 显示器外部介面不论是HDMI, DVI或VGA的讯号, 在内部都会转换成LVDS的讯号, 参考下图. 然而, 若以Full HD更新频率120Hz的显示器为例子, 以传统双通道LVDS的IC是无法处理庞大的资料量. 这也造成Full HD解析度的3D显示器需要採用特殊规格的LVDS IC, 所以成本自然就会比较昂贵.

传统双通道LVDS像素频率(pixel clock):

(1920+X)*(1080+Y)*120Hz/2 channel ~= 133.57MHz/channel

其中, 120 < 133.57 < 240这个速度远超过面板可以处理资料的能力, 所以才需要藉由特殊规格的LVDS IC来实现Full HD的3D显示器. 3D显示技术 快门式眼镜

传统显示器架构

但是小弟却有另一个想法, 假使显示器具备DisplayPort的介面, 就不会有像素频率太快的问题, 导致要另外开一颗新IC而增加成本, 参考下图. 因为,

DisplayPort资料传输频宽:

(1920+X)*(1080+Y)*120Hz*24bit-per-pixel = 6.41Gbps

这种资料量远小于DisplayPort 1.1a规範的资料量上限 : 10.8Gbps. 另外, DisplayPort 1.2版本资料量上限 : 21.6Gbps, 并且支援多台萤幕串接的功能, 实现小型电视墙的目的.

 

3D显示技术 快门式眼镜

DisplayPort显示器架构

最后, 快门眼镜(shutter glasses)会不会成为3D主流 ? 小弟是不太看好, 原因不外乎显示器端生产成本无法快速降低, PC/NB端3D绘图晶片普及率速度不够快, 眼镜笨重且不适合长时间使用...等因素, 如果能够不需要戴眼镜, 小弟认为这才会是3D普及的开始~

延伸阅读

3D显示技术(一) 3D发展史

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