裸眼3D显示技术的现状与发展

孙博

摘 要 在现阶段中国研究人员最应该做的就是加强裸眼3D技术的研究力度，致力于使用新型技术去全力开发裸眼3D技术的发展，这才是发展裸眼3D技术的最终突破口。目前为止的眼镜式3D技术只可以被应用为3D技术发展过程中的踏脚板，其发展到最后也会被裸眼3D技术所替代。

关键词 裸眼3D；显示技术；现状与发展

中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）198-0115-02

在现如今快速发展的科技社会当中，科学技术领域开拓创新的脚步从未停止，而电子产品的更新换代的速度也达到了令人瞠目结舌的地步。

2009年，随着电影《阿凡达》的上映，带来了全球性爆炸式的轰动效应，3D显示技术也开始正式踏入人们的视野，开始快速被人们追求并热捧，其也引领了电影工业现代化发展的新趋势。

与此同时，家电电器在消费领域的大额消费同样也让人不可忽视，很多品牌都开始陆续推出了自家的3D电脑显示器，液晶电视，以及投影机等电器等。就发展到目前为止的3D科技技术来说，无论是家电产品，还是电影作品都拥有一个共同的特点，这就是必须要佩戴专业眼镜去使用这些电器。

但是，长时间佩戴这种眼镜还容易导致出现头晕恶心等不良反应的症状，甚至于严重者还会影响视力，与此同时，本来就有近视眼的观众在佩戴双重眼镜的情况下，所带来的不适与不便利更是双倍的，因此发展更为先进的裸眼3D更为重要。

1 裸眼式3D技术的分类

1.1 光屏障式3D技术

这种技术类别也会被叫做视差屏障或者是视差障栅技术，其是来自于夏普欧洲实验室的工程师耗费十几年时间，最后研究出的一类技术。它的设计方针是在LCD液晶面板跟背部的发光元件中间配置一个由偏振膜跟高分子液晶层组成的“开关”液晶层，这一“开关”是用于控制进光以及阻光而产生的一种列宽达到几十微米垂直排列的细条栅，在显示2D图像时这一设备是透光的，在显示立体图像时则要阻断光显示。这种工作原理跟偏振式3D技术有点相像。在显示立体影像时，液晶屏幕上会分别出现左眼跟右眼同时观看的画面，在此时不透明的光栅就会分别快速的遮挡住右眼和左眼，再把右眼跟左眼的可视画面分开，这时就会在观众的大脑当中形成比较立体的显示画面。在这里需要提到的是光屏障式3D显示技术其是还不是一项十分成熟的技术，在使用这项技术显像时，其内部的分辨率跟亮度都会下降。

1.2 柱状透镜3D技术

这种技术的工作原理就是将一层柱状的透镜放在液晶屏幕的前面，这可以使透镜的焦平面在LCD的像平面的下面，而图像中的每一个像素点也都会在柱状透镜的下面被分成了不同的子像素之后再被分配到左眼与右眼当中去。当观众再开始观看大屏幕时，因为双眼是从不同角度进行观看的，所以就可以看到不同的子像素会叠加成不同的画面。利用柱透镜把两眼图像子像素的光都以不同的角度经过分别折射之后就会汇入左眼和右眼，因为双眼所处的角度是不同的，所以看到的影像也不会相同，这样就能够在观众的大脑层形成比较立体的3D图像。

而跟光屏障式显示技术相比较而言，柱状透镜技术在亮度方面是不会造成经济损失的，其能够满足观众对3D影片亮度方面的全部要求。但是它的工作原理跟光屏障式显示技术同中有异，因此在分辨率部分还是会产生比较大比例的经济损失，使观众无法享受到高清的3D影片。

1.3 方向性背光3D技术

无论是光屏障式还是柱状透镜3D技术，因为大屏幕上图像的像素是依据不同人的左右眼区分的，必须要对应观众的左眼跟右眼，因此对于相同一张图片来说，在单位尺寸大小都相同的显示器上使用一半的像素去显示图片也就等同于使分辨率缩减了一半以上，而光屏障式3D技术因为在背光源前面放置了“视差障壁”，这就会使得整体的亮度降低，而为了解决这一技术性难题，有关公司也研究并开发了方向性光源3D技术，这种技术的最大优点就是补充了光屏障式技术跟柱状透镜的缺点，使其在显示3D影像时分辨率跟亮度都不会降低。

方向性光源3D技术采取左右分开的两块LED背光源进行显像，而在显示3D图像时，两块背光源还存在交替点亮的部分，这也是一种能够全面掌控背光照射方向的技术，这也是方向性光源技术定名的由来。

在制造过程中不会改变原有显示设备的结构，用3M反射膜替代在导光板跟液晶面板中间的锯齿状3D透光膜、反射膜、3D透光膜，跟导光板还可以构成新型的背光模组，与高效的驱动程序，快速响应的LCD面板配合到一起进行使用即可。

在点亮背光源背后因为入射光线照射角度的不同，在显示左眼画面时，导光板就会反射全部来自于左组背光源的背光，而背光在透过透光膜后，再经过折射就会把图像映射进观众的左眼，在这时右眼是什么都看不到的。

与此同理，在显示右眼的图像时，导光板反射的全都是右组背光源的背光，背光透过透光膜之后经过再次折射就会将图像映射进观众的右眼，在这时左眼又是无法看到的。而当显示器显示左眼跟右眼的图像相替换进入大脑时，再加上人眼的视觉暂停留存问题，就会在大脑内部形成3D立体的效果。

2 裸眼式3D技术的应用与发展

在2009年，美国公司研发出了一项新型的裸眼技术。

跟上述几项技术相比，他们研发出的产品在使用时不会产生头晕恶心等副作用，视野大小跟角度的大小也都没有太大的限制，分辨率也不会太低，并且还可以在屏幕的下方随时添加显示二维码的字幕部分。根据事实情况，使用MLD技术的显示设备早已经开始在现实生活中被应用于美国部分城市的部分娱乐场所，而且使用效果也非常好，受到了很多人的瞩目。而在家电电器方面，不论是使用什么技术也都可以实现3D的显示效果，究其根本方法就是使左眼跟右眼看到不同的画面图像，经过暂时的视野停留，最后就会形成准确的图像。

到目前为止，很多品牌也都开始陆续推出了自家的裸眼3D电视，尽管还没有开始投入大量的生产制作，但是从产品技术方面考虑可以看出电器都使用了柱状透镜3D技术。到目前为止，因为裸眼3D技术在我国还处于研发的初步阶段，在观众观看的角度，分辨率，以及视野大小方面还是存在的很多问题急需改进。

3 结论

言而总之，现在还在使用中的裸眼3D技术的发展水平还不够成熟，与消费者的日常需求还有一定距离，但是裸眼3D技术在很多领域的发展前景以及方便性在目前市場趋势之下还是比较可观的，它也是眼镜式3D技术无法比较的一门技术类别。

比如说在空间比较大的公共场所可以随意应用，类似公交车、机场，以及大楼的大屏幕等移动式的多媒体公共设施，在这种发展前景巨大的市场当中，可以说裸眼3D技术也是未来发展的一个大方向。群众应该相信在不远的将来使用裸眼3D技术的产品也会陆续上市，而到那时就可以不使用沉重的眼镜式3D技术，可以相信在未来裸眼3D技术绝对可以成为这一行业的最终主流产品。

参考文献

[1]李凯.裸眼3D显示技术的现状与发展[J].中国科技纵横，2012（9）：210.

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[3]杜婧子，王晓飞，王迅.裸眼3D显示技术专利分析[J].电视技术，2014（S2）.endprint