任天堂3ds游戲機(jī)裸眼3d的技術(shù)揭秘

任天堂新推出了一款形狀和ndsl差不多的游戲機(jī)，但是同樣的游戲方式，這款3ds卻是裸眼實(shí)現(xiàn)3d的效果。想知道為什么能裸眼3d嗎，一起來(lái)看個(gè)究竟。

裸眼式3D技術(shù)

任天堂3月23日公開的新掌機(jī)Nintendo 3DS中，將采用掌機(jī)首次的裸眼3D技術(shù)，對(duì)于這種技術(shù)，想必不少玩家還比較陌生。下面就這種技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的技術(shù)探討。

裸眼式3D技術(shù)大多處于研發(fā)階段，并且主要應(yīng)用在工業(yè)商用顯示市場(chǎng)，所以大眾消費(fèi)者接觸的不多。從技術(shù)上來(lái)看，裸眼式3D可分為光屏障式（Barrier）、柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)和指向光源（Directional Backlight）三種。裸眼式3D技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)便是擺脫了眼鏡的束縛，但是分辨率、可視角度和可視距離等方面還存在很多不足。

在顯示行業(yè)新品展會(huì)上，筆者已經(jīng)有幸見到了近十款裸眼式3D顯示設(shè)備。在觀看的時(shí)候，觀眾需要和顯示設(shè)備保持一定的位置才能看到3D效果的圖像（3D效果受視角影響較大），3D畫面和常見的偏光式3D技術(shù)和快門式3D技術(shù)尚有一定的差距。不過(guò)可以告訴讀者的是，液晶面板行業(yè)巨頭友達(dá)光電，研發(fā)巨頭3M等已經(jīng)在積極進(jìn)行研發(fā)，預(yù)計(jì)部分裸眼式3D顯示設(shè)備將于今明兩年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

光屏障式（Barrier）

光屏障式3D技術(shù)也被稱為視差屏障或視差障柵技術(shù)，其原理和偏振式3D較為類似，是由夏普歐洲實(shí)驗(yàn)室的工程師十余年的研究成功。光屏障式3D產(chǎn)品與既有的LCD液晶工藝兼容，因此在量產(chǎn)性和成本上較具優(yōu)勢(shì)，但采用此種技術(shù)的產(chǎn)品影像分辨率和亮度會(huì)下降。光屏障式3D技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法是使用一個(gè)開關(guān)液晶屏、偏振膜和高分子液晶層，利用液晶層和偏振膜制造出一系列方向?yàn)?0°的垂直條紋。

光屏障式（Barrier）技術(shù)

這些條紋寬幾十微米，通過(guò)它們的光就形成了垂直的細(xì)條柵模式，稱之為“視差障壁”。而該技術(shù)正是利用了安置在背光模塊及LCD面板間的視差障壁，在立體顯示模式下，應(yīng)該由左眼看到的圖像顯示在液晶屏上時(shí)，不透明的條紋會(huì)遮擋右眼；同理，應(yīng)該由右眼看到的圖像顯示在液晶屏上時(shí)，不透明的條紋會(huì)遮擋左眼，通過(guò)將左眼和右眼的可視畫面分開，使觀者看到3D影像。

優(yōu)點(diǎn)：與既有的LCD液晶工藝兼容，因此在量產(chǎn)性和成本上較具優(yōu)勢(shì)
缺點(diǎn)：畫面亮度低，分辨率會(huì)隨著顯示器在同一時(shí)間播出影像的增加呈反比降低

柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)

柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)也被稱為雙凸透鏡或微柱透鏡3D技術(shù)，其最大的優(yōu)勢(shì)便是其亮度不會(huì)受到影響。柱狀透鏡3D技術(shù)的原理是在液晶顯示屏的前面加上一層柱狀透鏡，使液晶屏的像平面位于透鏡的焦平面上，這樣在每個(gè)柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個(gè)子像素，這樣透鏡就能以不同的方向投影每個(gè)子像素。于是雙眼從不同的角度觀看顯示屏，就看到不同的子像素。不過(guò)像素間的間隙也會(huì)被放大，因此不能簡(jiǎn)單地疊加子像素。讓柱透鏡與像素列不是平行的，而是成一定的角度。這樣就可以使每一組子像素重復(fù)投射視區(qū)，而不是只投射一組視差圖像。

柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)示意圖

之所以它的亮度不會(huì)受到影響，是因?yàn)橹鶢钔哥R不會(huì)阻擋背光，因此畫面亮度能夠得到很好地保障。不過(guò)由于它的3D顯示基本原理仍與視差障壁技術(shù)有異曲同工之處，所以分辨率仍是一個(gè)比較難解決的問(wèn)題。

優(yōu)點(diǎn)：3D技術(shù)顯示效果更好，亮度不受到影響
缺點(diǎn)：相關(guān)制造與現(xiàn)有LCD液晶工藝不兼容，需要投資新的設(shè)備和生產(chǎn)線。

指向光源（Directional Backlight）技術(shù)

3M的指向光源3D技術(shù)

對(duì)指向光源（Directional Backlight）3D技術(shù)投入較大精力的主要是3M公司，指向光源（Directional Backlight）3D技術(shù)搭配兩組LED，配合快速反應(yīng)的LCD面板和驅(qū)動(dòng)方法，讓3D內(nèi)容以排序（sequential）方式進(jìn)入觀看者的左右眼互換影像產(chǎn)生視差，進(jìn)而讓人眼感受到3D三維效果。前不久，3M公司剛剛展示了其研發(fā)成功的3D 光學(xué)膜，該產(chǎn)品的面試實(shí)現(xiàn)了無(wú)需佩戴 3D 眼鏡，就可以在手機(jī)，游戲機(jī)及其他手持設(shè)備中顯示真正的三維立體影像，極大地增強(qiáng)了基于移動(dòng)設(shè)備的交流和互動(dòng)。

優(yōu)點(diǎn)：分辨率、透光率方面能保證，不會(huì)影響既有的設(shè)計(jì)架構(gòu)，3D顯示效果出色
缺點(diǎn)：技術(shù)尚在開發(fā)，產(chǎn)品不成熟

其他裸眼3D技術(shù)

在2009年4月，美國(guó)PureDepth公司宣布研發(fā)出改進(jìn)后的裸眼3D技術(shù)——MLD（multi-layer display多層顯示），這種技術(shù)能夠通過(guò)一定間隔重疊的兩塊液晶面板，實(shí)現(xiàn)在不使用專用眼鏡的情況下，觀看文字及圖畫時(shí)所呈現(xiàn)3D影像的效果。

另外，國(guó)內(nèi)廠商歐亞寶龍旗下的Bolod裸眼3D顯示器如今已經(jīng)發(fā)展到第四代，產(chǎn)品也全部實(shí)現(xiàn)高清顯示，在國(guó)內(nèi)的3D顯示行業(yè)處于領(lǐng)先位置。當(dāng)然，由于非市場(chǎng)主流，對(duì)于MLD技術(shù)和Bolod裸眼3D顯示器，我們此次只做簡(jiǎn)單的了解，不做深入技術(shù)性探討。