近年来,随着3D显示技术的快速发展,3D 产品变得越来越流行,3D 电视(3D TV)逐渐走入了大众家庭,大多数人对3D显示也不再感到陌生。3D **也如雨后春笋般在各**院上映,观众们戴上一副特殊的眼镜,就仿佛进入了真实的三维世界,在虚拟的三维**世界中,可以看到惊心动魄的警匪打斗,可以感妙绝伦的优雅舞姿和悦耳歌声,可以在宇宙中与 ET 外星人对话,这一切都那么的自然、真实,让人难以想象所看到的景象,这就是过去十年来借助立体眼镜实现的3D 显示技术(3D display technology)[1-3]。为了进一步提高观赏舒适感,摆脱立体眼镜的束缚,人们不断的尝试自由自在裸眼观看3D视频的新想法,而这一领域也迅速成为了当前的研究热点之一[4-6]。
裸眼3D显示(Glasses-free3D display)也称自由立体显示,主要原理是利用人眼视差特性,可以在多人同时裸视条件(无须佩带头盔、偏光镜等辅助设备)下呈现出具有空间深度和影象悬浮于屏幕外的逼真立体影像[3, 7]。事实上许多研究机构已经开始了对自由立体3D显示的研究,从大学实验室中的实验测试到商业产品的研发,都采用不同技术进行尝试[8]。早在 1985 年,德国科学家 Reinhard Boerner在海因里希赫兹研究所(Heinrich Hertz Institute, HHI)通过使用透镜创建了自由立体显示,在 1990 年,HHI 已经开发出支持单个观看者的立体原型机[9]。英国 Reality Vision 公司较早提出了全息自由立体显示(Holographic Autostereoscopic Display,HAD)技术概念,是裸眼式3D技术的重要进步[10, 11]。
2009 年,美国的 PureDepth公司研究开发了多层显示技术(Multi-Layer Display, MLD),利用多层 LCD 前后排列,分别显示前景与后景,形成前后深度感[12],如图1 所示。通过区分前景和背景的亮度来设计场景中对象的相对位置关系,从而避免产生重影现象,但当视差较大时重影现象仍然难以避免[13, 14]。
3D立体显示不仅是3D显示公司研究的主要内容,同样也是各大电视厂商作为液晶显示后的最新研究方向。2002 年,先进三维电视系统技术(advanced three-dimensional television system technologies,ATTEST)的项目研究对3D显示技术起了重大的推进作用,该项目主要由 Philips 公司主导,至今已投入近 700 亿,其目的在于发展能兼容二维视频的三维视频广播新技术[15, 16];日本对3D显示产业非常重视,于 2003 年先后成立了以电视厂商为主的3DConsortium、HODIC、TAO以及3DBusiness Promotion Consortium 等组织,联合 200 多家公司共同研发3D显示;韩国则制定了明确而远大的3D技术与产业发展规划,计划 2014 年3D产业创造 15 兆韩元(约 150 亿美元)产值、4 万个就业机会,2015 年实现裸眼3DTV商用化,2020 年开发出全息显示技术[17]。
在国内,也有数十家公司在研究3D立体显示技术,超多维科技公司是国内较早进行此方面研究和应用的公司,2012 年超多维凭借“立体视频重建与显示技术及装置”项目荣获国家技术发明奖一等奖,由其研发的 SuperD 系列3D显示器则采用“裸眼多视点”技术,可以在屏幕上提供多幅画面,分辨率最高可达 4K × 2K(3840 × 2160),技术与国际先进水平基本达到了一致[18];著名的广告商欧亚宝龙国际率先将3D显示器用于广告领域,凭借新颖和卓越的立体展示效果,其广告网络现已部署在国内商场、机场、上海地铁等场所;为了解决裸眼3D显示中的关键技术问题,2013 年 4 月重庆卓美华视光电有限公司迎来了具有里程碑意义的重大事件,该公司与重庆市科学技术研究院签署了合作协议以加快裸眼3D显示产品的研发,同时卓美华视公司在重庆合川投资的裸眼3D产品生产线目前已建成,该生产线将致力于裸眼3D显示相关产品的研发和生产[19]。
Lead3D立体光透视觉板解决了佩戴3D立体眼镜所造成的头晕目眩,影像画面色彩失真, 眼镜沉重压迫鼻梁的不适感。该技术能够在同一屏幕同时显示3D和2D的画面,特别适合应用于游戏(包括网络游戏和单机游戏)的操作,能够在一般液晶显示器上显示3D立体图像,它将是新一代裸眼3D的立体影像标准。
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