3D投影仪发展历程

一、最早应用于电视的3D显示技术

  近一段时间,由于电影《阿凡达》的上映,让3D显示技术走进大众的视野。人们惊叹于这项技术通过电影带给人们的视觉冲击力,立体的画面让观众仿佛身临其境,更加接近真实世界的感受。

  其实,3D显示技术已经有了几十年的发展历程,早在1903年,科学家发现了视差创造立体的原理。当电视出现后,人们就已经开始着手研制立体电视,传统的用于观察静止图像或电影图像的立体显示方法几乎全部被应用到立体电视技术中。立体电视技术是随着立体视觉技术和电视技术的发展而发展的。

最早应用于电视的3D显示技术

  在早期黑白电视时代,比较成功的立体电视是由两部电视摄像机拍摄影像并用两个独立的视频信道传输到两部电视机,每部电视机的屏幕上安置一块偏光板,然后用偏光眼镜去观察,这样的立体电视系统可以获得较好的立体图像。这种双信道偏光分像立体电视技术至今仍然是公认的一种质量较好的立体电视系统。


渐入佳境详述3D显示技术的发展历程
老电视也可以实现3D技术

  20世纪50年代,彩色电视技术发展到接近实用的阶段,互补色立体分像电视技术开始应用于立体电视。基本方法是用两部镜头前端加装滤光镜的摄像机去拍摄同一场景图像,在彩色电视机的屏幕上观众看到的是两副不同颜色的图像相互叠加在一起,当观众通过相应的滤光镜观察时就可以看到立体电视图像。

  这种立体电视成像技术兼容性好,在立体电视技术领域曾经风靡一时。但存在的问题也十分明显,首先由于通过滤光镜去观察电视图像,彩色信息损失极大。其次是彩色电视机本身的串色现象引起干扰,同时由于左、右眼的入射光谱不一致,易引起视觉疲劳。

二、低成本的彩色立体三维显示技术

  随后在80年代,彩色立体三维技术开始流行,这种技术的原理简单,通过物理学原理,使用不同颜色的滤光片进行画面滤光,使得一个图片能产生出两幅图像。这种技术的成本非常低廉,同时效果也非常的差,仅需要一副滤光片的眼镜就可以实现。


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彩色立体三维的成本仅仅是这个眼镜

  但由于效果太差,因此只应用于一般的玩具、儿童读物中,同时低廉的价格,一副眼镜损坏后,也不会造成较大影响。


三、高成本的偏振三维技术

  近几年,偏振三维技术的出现才让投影机成为3D显示技术的主流产品。这项技术是目前市场上应用较为广泛的一种,但其高昂的成本,仅在一些科研、模拟仿真教学等领域使用。


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偏振三维技术需要使用2台投影机

  这项技术需要同时使用两台投影机,并加入偏光镜片,同时需要一台具备双输出显卡的电脑,将3D信号同时输出到两台性能参数完全相同的投影机中,通过加装在投影机镜头前方的偏振镜片进行水平和垂直方向上的滤光,实现图像分离。

  观众需要佩戴立体眼镜从左右眼分别观看水平和垂直方向上的影像,从而在人眼中形成影像叠加,实现3D效果。而两台投影机的叠加,对于投射画面的调教都有着很高的要求,在实现上成本高、技术的需求以及后期的成本都是一大问题。


四、目前市场的主流技术立体三维

  目前应用于各大影院,也是我们能够看到的3D技术就是立体三维技术,这项技术是目前性价比和效果最好的一项技术,但同样会有技术瓶颈,视角受到一定限制,不适合多人观看。


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目前影院中常用的是立体三维技术

  立体三维技术的实现需要三个要素,首先投影画面的刷新率需要达到每秒120帧,其次需要一个红外信号发射器,另外就是需要一个可以接收红外信号的3D立体眼镜。当3D信号通过电脑(或者其他设备)输入到投影机中,图像以帧序列的格式实现左右帧交替产生,通过红外发射器将这些帧信号传输出去,负责接收的3D眼镜在实现信号同步的同时与左右帧图像进行同步交替开关。从而观看到立体影像。

  立体三维技术通过使用高性能的投影机,可以获得很高的图像质量,而无需过多的设备和调试过程,使用起来较为方便。但通过红外信号来实现图像的分离,因此对于视角较小,坐在影院中间位置和两侧位置所收看到的效果有着一定得差距。


五、被寄予厚望的DLP Link技术

  前面几种立体技术分别有着图像质量差、成本过高、视角狭窄等问题,那么有没有一种技术可以同时解决这三种缺陷呢?2009DLP芯片制造商德州仪器公司推出的DLP Link技术很好的解决了三种问题,让3D技术的普及,进入了实质性阶段。


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DLP Link
技术

  DLP Link技术的原理与立体三维技术大致相同,唯一的区别是3D信号的传输不是由红外装置,而是通过DLP投影机中的DMD芯片的闭合来控制3D信号的传输。由于DMD芯片的变换频率是以微秒为单位,因此人眼戴上立体眼镜观看过程中几乎是感觉不到信号的变化。这样的好处是信号传输更稳定,并且不受视角的影像。同时由于没有增加其他附加设备,投影机的生产成本不会增加,只需要一副立体眼镜就可以。不过,由于是最新的技术,同立体三维技术相似,3D片源较少影响该技术普及。

  这项技术的推出,成功的解决了彩色立体三维显示技术画面质量差的问题,只要选择性能不错的投影机产品,就可以获得出色的画面效果;同时解决了偏振三维技术成本过高的问题,与没有采用3D技术的DLP投影机相比,采用DLP Link技术的投影机在成本上没有增加多少,目前市场上最便宜的优派3D投影机,售价仅为6000元左右;此外对于立体三维技术上由于解决了红外信号装置问题,因此视角问题就不再受到影响。


六、第一款上市的3D投影机

  20093月,优派发布了全球首款采用3D技术的投影机――优派PJ6210-3D,正式来开了3D技术投影机进入市场的序幕。


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全球首款采用3D技术的投影机――优派PJ6210-3D

  优派PJ6210-3D则颠覆了大众对3D影像的认知。因为这次可以播放3D效果的投影机,售价只有10500元,超乎大众预期。而目前这款产品的售价已经跌到仅有6000元的价格,因此大大降低了3D设备普及的门槛。

  这款产品采用了三维引擎设计,TI专门设计的0.55英寸DMD芯片具有高速处理速度,将投影画面的刷新率提高到每秒120帧,结合优派的3D处理软件技术从而实现3D显示效果。观众只需要戴上特制的3D眼镜就可以欣赏到逼真的3D影像。

  总结:由于电影《阿凡达》的热映,让3D显示技术也成为市场的热点,而对3D技术起到了很好的宣传作用。虽然3D技术发展了几十年的时间,但快速发展也是近几年的事情,而DLP Link技术的出现,让3D技术的普及的步伐加快,低廉的价格也降低了普及的门槛,相信在未来几年3D技术将会成为市场的主流。