裸眼3D技术原理全解析

常见的3D显示设备都是需要眼镜的，眼镜的作用就是通过技术手段让左眼看到左图像、右眼看到右图像，根据两幅图像之间微小的视察，就能给人脑模拟出立体的感觉。裸眼3D要做的就是把眼镜所实现的功能转移到屏幕上，下面就来详细解读。

　　 我们知道3D眼镜有红蓝、快门、偏振这几种技术，而裸眼3D同样分为三种技术：视差屏障、柱状透镜、指向光源。

一. 视差障碍：

　　 视差屏障技术利用液晶层和偏振膜制造出一系列明暗相间的条纹（视差栅栏）。在立体显示模式下视差栅栏会被激活，双眼的间距产生的微小视差会导致不透光条纹遮挡左右眼，使得左眼和右眼看到的像素并不相同。

　　 视差屏障技术与既有的LCD液晶工艺兼容，只在自屏幕表面额外镀一层膜，再对屏幕驱动电路做一些改造与匹配即可，因此在量产性和成本上较具优势，但由于挡光，其画面亮度只有2D屏的1/4。

二.柱状透镜

　　 柱状透镜技术的原理是在液晶显示屏的前面加上一层柱状透镜，并使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上，这样柱状透镜就能以不同的方向投影每个子像素。于是双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素。

　　 其实柱状透镜技术我们小时候就体验过了，那种从不同角度可以看到不同图案的塑料直尺，他们的原理是基本相同的。柱状透镜技术的画面亮度基本不受到影响，3D显示效果更好，但其相关制造与现有LCD液晶工艺不兼容，需要投资新的设备和生产线，生产成本比较高。

三.指向光源

　　 指向光源3D技术搭配分布在左右两侧的两组不同角度的LED，配合高刷新率的LCD面板和反射棱镜模块，让画面以奇偶帧交错排序方式，分别反射给左右眼。

　　 指向光源技术中最表层的汇聚透镜与柱状透镜类似，但内层还设有三棱镜、导光板和两组不同的光源，因此结构更加复杂成本也很高，目前还停留在研究室当中。

三种裸眼三D技术总结：

　　 视差屏障与柱状透镜技术上类似于偏振式3D眼镜，都是通过将液晶面板的不同区域显示不同内容，然后各自输出给左右眼来实现，也叫空间多功裸眼3D技术。这种技术的缺点是会牺牲分辨率，如果液晶面板的物理分辨率是1920x1080，那么透过偏振式3D眼镜看到的实际分辨率是1920x540（横向拆分），而视差屏障与柱状透镜裸眼3D的实际分辨率是960x1080（纵向拆分）。

　　 指向光源则类似于快门式3D眼镜，通过将液晶面板不同时刻显示不同内容输出给双眼来实现，也叫时分多功裸眼3D技术。这种技术不会牺牲液晶面板的分辨率，但会牺牲刷新率，必须使用120Hz的面板才能保证左右眼获得的图像都是60Hz。

　　 总的来说，不管眼镜还是裸眼，时分法还是空分法，都是用复杂的光学原理来欺骗人眼，让左右眼分别看到有一定位移差的图像，从而产生距离感和立体感。

　　 目前眼镜式3D技术已经非常成熟了，偏振式分辨率不高的缺点可以通过4K高分屏来弥补，快门式刷新率不高的缺点可以通过高刷新率的面板来弥补。而裸眼3D目前所存在的问题不仅仅在分辨率和刷新率方面，主要还是难以保证反射到左右眼的图像一定是事先匹配好的。根据笔者实际体验来看，裸眼3D对观看者的距离、方位、角度有着较为严格的要求，一旦有某一项不能满足，就会出现部分区域立体感明显而另外的区域显示错乱的问题，观众数量较多时更容易出现问题