該文章由Alex Lyubarsky和Paul Rancuret共同編寫。
正如充滿未來感的好萊塢電影中經(jīng)常出現(xiàn)的那樣,下一代投影顯示將會(huì)提供逼真的觀看體驗(yàn)。通過將立體眼鏡與虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)內(nèi)容相結(jié)合,3D顯示應(yīng)用成功的實(shí)現(xiàn)了上述的體驗(yàn)場(chǎng)景。遺憾的是,由于使用眼鏡的不便性以及3D眼鏡的局限性,導(dǎo)致在2010年推出的3D立體顯示并未在游戲和家庭娛樂中得到大規(guī)模的普及。
DLP?技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)具有出色圖像質(zhì)量的多視角自動(dòng)立體顯示解決方案。通過將觀看者與虛擬物體之間的距離控制在立體顯示的視覺舒適區(qū)內(nèi),有助于管理DLP?技術(shù)多視角顯示應(yīng)用的VAC。
通過刺激人類視覺系統(tǒng)(HVS)中的雙目線索,3D顯示系統(tǒng)使用戶能夠以更強(qiáng)的三維感體驗(yàn)內(nèi)容。
裸眼3D系統(tǒng)的目標(biāo)是消除對(duì)立體眼鏡的需求,同時(shí)增強(qiáng)視覺體驗(yàn)以消除眼睛疲勞。
可以從裸眼3D顯示中受益的應(yīng)用涵蓋了醫(yī)療、工程和游戲系統(tǒng)。在醫(yī)療領(lǐng)域中,進(jìn)行內(nèi)窺鏡手術(shù)的醫(yī)生可以實(shí)時(shí)感知內(nèi)臟的深度,而無需佩戴特殊的眼鏡。工程師可以在制造產(chǎn)品之前,在三個(gè)維度上準(zhǔn)確地進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)。PC游戲玩家可以通過將顯示器視角之外的內(nèi)容立即可視化從而戰(zhàn)勝對(duì)手。
裸眼3D顯示應(yīng)用可以提供以下三點(diǎn)優(yōu)勢(shì):
“環(huán)視”效果。環(huán)視效果也稱為運(yùn)動(dòng)視差,這是一項(xiàng)隨著用戶改變頭部相對(duì)于物體的位置而改變物體或場(chǎng)景的觀看角度的功能。圖2展示了不同的人如何僅通過水平或垂直移動(dòng)頭部來觀看一個(gè)簡(jiǎn)單的物體。在顯示器應(yīng)用中,實(shí)現(xiàn)水平環(huán)視效果(或水平視差)非常重要,因?yàn)橛脩糇鴷r(shí)會(huì)左右移動(dòng)頭部;垂直環(huán)視效果不一定需要變化。
延長(zhǎng)觀看時(shí)間。在許多應(yīng)用中,用戶需要長(zhǎng)時(shí)間觀看使用。例如外科手術(shù)可能要花費(fèi)數(shù)小時(shí)才能完成,而專業(yè)游戲玩家的練習(xí)或比賽時(shí)間通常也是數(shù)個(gè)小時(shí)。
利用立體視覺基礎(chǔ)設(shè)施。在短期內(nèi)創(chuàng)建裸眼3D體驗(yàn)的能力將取決于基礎(chǔ)設(shè)施的可用性。某些裸眼3D顯示系統(tǒng)可以重復(fù)使用3D立體視覺源內(nèi)容(包括VR內(nèi)容),從而可以快速普及裸眼3D顯示應(yīng)用。
表1列出了一些應(yīng)用示例。
醫(yī)療 | 工程 | 標(biāo)牌 | 游戲 |
內(nèi)窺鏡手術(shù) | 產(chǎn)品開發(fā) | 廣告 | 第一人稱射擊游戲 |
CAT掃描分析 | 地理可視化 | 地圖 | 即時(shí)戰(zhàn)略游戲 |
建筑造型 | 游樂場(chǎng) | ||
娛樂場(chǎng)所 |
表1.裸眼3D顯示的應(yīng)用
在創(chuàng)建裸眼3D體驗(yàn)時(shí),顯示產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員面臨著其他的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),包括環(huán)視效果和用戶所需的生理線索(包括圖像質(zhì)量、亮度、對(duì)比度等)。DLP?技術(shù)可以利用其高速、低功耗和高圖像質(zhì)量等特性來應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。
DLP?Pico?技術(shù)可以為下一代顯示和光控制應(yīng)用提供小型解決方案。DLP?產(chǎn)品具有0.2至0.47英寸的微鏡陣列,非常適合小型化應(yīng)用,而且已經(jīng)被應(yīng)用于數(shù)百種消費(fèi)類電子產(chǎn)品。DLP?顯示產(chǎn)品擁有從nHD到4K的超高清分辨率,幾乎可以在任何表面上投射絢麗清晰的圖像。
表2列出了基于DLP?Pico?技術(shù)的產(chǎn)品為裸眼3D顯示應(yīng)用帶來的好處。
挑戰(zhàn) | DLP?顯示技術(shù)優(yōu)勢(shì) |
像素密度 | 要實(shí)現(xiàn)有效分辨率(1080p),每個(gè)唯一視圖需要具有可產(chǎn)生超高像素密度(8個(gè)視圖 × 1920 × 1080 = 1650萬總像素)的分辨率。利用DMD的快速切換速度,通過基于時(shí)分復(fù)用的像素結(jié)構(gòu),屏幕上的顯示內(nèi)容可實(shí)現(xiàn)4倍于有效分辨率的顯示精度。 |
成像切換速度 | 利用DMD的速度,DLP?顯示芯片組可支持超高的幀率,從而可以在一幀內(nèi)實(shí)現(xiàn)多個(gè)視圖的時(shí)分復(fù)用。例如,現(xiàn)今可以在1080p的分辨率下實(shí)現(xiàn)240Hz的幀率。 |
圖像質(zhì)量 | DLP?顯示技術(shù)基于獲得奧斯卡金像獎(jiǎng)的DLP Cinema?技術(shù)*,能夠?yàn)槿魏物@示系統(tǒng)提供生動(dòng)的圖片和視頻。 |
對(duì)比度 | DLP?顯示技術(shù)使用反射光學(xué)架構(gòu),可以提供超高的全開/全關(guān)和ANSI對(duì)比度。 |
功率效率 | DLP?顯示技術(shù)無需偏振,可在LED投影系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)出色的功率效率。 |
表2.DLP?Pico?顯示為裸眼3D應(yīng)用帶來的優(yōu)勢(shì)
*TI員工Larry J. Hornbeck獲得了2014年奧斯卡科學(xué)與技術(shù)金像獎(jiǎng)(奧斯卡金像獎(jiǎng)),旨在表彰其發(fā)明了用于DLPCinema?投影的DMD技術(shù)。
裸眼3D顯示應(yīng)用前景廣闊。裸眼3D顯示可以使醫(yī)療、專業(yè)、標(biāo)牌和游戲市場(chǎng)等各種應(yīng)用受益。采用DLP?技術(shù)的產(chǎn)品和公司已證明,這款獨(dú)特的解決方案可應(yīng)對(duì)上述大多數(shù)挑戰(zhàn)并提供獨(dú)特的用戶體驗(yàn)。
審核編輯:金巧
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