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3D显示器市场前景看好
The Prospects of 3D Displays
从约在1个世纪前CRT显示器诞生起直到现在,回顾显示器的宏观发展历史,可以看出"追求高图像效果"、"追求视认性"和"追求方便性"三个发展方向。如今,大画面的HDTV(数字电视)显示、高精细LCD监视器和移动彩色显示已开始实用化。作为这三大发展方向的外延商品,下一代显示器的创新产品将为"高电场感显示器"、"最终高精细显示器"和"便携式/电子纸型显示器"。

高电场感显示器利用彩色、宽视角、高精细和立体显示功能等,可以提供比以往更有电场感的图像空间设备。

最终高精细显示器不仅可实现照片、印刷水平的显示,而且可以实现接近人眼分辨率的精细度。

便携式/电子纸型显示器将结合可随身携带的方便形态、纸媒体的易用性和电子媒体的各种功能。

在追求高图像效果的方向上,回顾CRT显示器的发展,从10英寸的小型黑白显示器开始,进入20世纪后期更接近自然的彩色显示器得到发展和普及。而且更有感染力和电场感的20 30英寸左右的大画面CRT电视接收机形成了很大市场。显示屏尺寸为40英寸的CRT投影电视机也登上舞台。数字卫星广播开始普及,图像显示器的主流将要转向高长宽比和高分辨率的HDTV。

这种追求高图像效果的发展也就是追求更高电场感的过程。为了更符合人类视觉的特点,今后立体显示将成为发展方向。


立体显示技术的分类


关于立体显示,迄今提出了许多的方式。大致上可以分成两眼视差方式和复合感觉(多重视差)方式两大类。

两眼视差方式

两眼视差方式是利用立体效果最大的左右两眼视差的方式。其中还分戴眼镜和不戴眼镜两种,并都有一部分进行了实用化。戴眼镜的方式,在直视型显示器和投影电视机中采用改变偏光方向或进分割方式来显示左右视差图像,分别采用偏光眼镜或液晶快门眼镜来观察立体图像。不戴眼镜方式一般是为了分离左右视差像的光轴,在显示画面前后设置了一个视差屏幕光学板的方式。在这些方式中,一般有效视野非常窄,实际上只能一个人利用。但是,通过利用视点跟踪光轴控制等的宽视域化的改进,最近也出现了许多观察者也能观看的多视点跟踪方式,非常令人瞩目。 上述两眼视差方式与人眼自然的立体视觉机制相比,有着焦点/辐辏点不一致等不自然方面,因而有的图像内容和使用方法会形成生理疲劳,但可以通过考虑图像内容上远近形成方法等得以解决。

复合感觉方式

复合感觉方式是指不仅采用二眼视差,而且采纳人类具有的多种深度感觉功能的更自然的显示方式。

在复合感觉方式中,如图2所示的各种方式都在基础开发中。在原理上,最理想的立体显示是全息动态图像方式。在这种方式中,全息图上用液晶面板的方式开始大力研究。目前,有效的画面角图像尺寸极小,在实用上需要有大的技术突破。


立体显示装置的形态


立体显示的图像呈现形态,即装置形态,大致分为如下:

平板型(或直视型);
宽屏幕(弯曲)型/球状(穹形)屏幕型;
多面屏幕(周壁面)型;
头盔(HMD)型等。

平板型是直接观察LCD和PDP(或CRT)画面的方式。宽屏幕/球状屏幕型是用投影机把图像投影在半球状屏幕上得到宽画面角的方式。周壁面型是把包括地板或开花板在内的观察者四周墙壁形成屏幕,用连续的立体图像包围观察者的方式。头盔型是装在眼前的体小量轻的显示装置,是观察虚像的方式,它不用庞大的装置,而可以实现大视角、大画面的显示。最近,接近于眼镜的袖珍装置也已实用化。 这些装置形态有各自的特点,根据立体图像的风格和使用目的,在不同领域进行了开发利用。


市场应用预测


在实现信息基础设施宽带化和成为产业得到大发展的2025年前,3D显示器作为颇具魅力的图像空间显示手段,在各个市场上将会逐步普及。

技术上的发展估计可分为二个阶段:短期阶段,宽画角和识别双眼视差的3D显示器将得到普及。长期阶段,将实现可自然立体显视的复合感觉立体显示方式,以及将实现立体图像和观察者间进行交互通信的附加功能。 在应用市场方面,预计将在能发挥前述特性和效果的许多领域内展开应用。表1表示了现在已进行开发的和将要应用的领域及具体的实例。

作为3D显示器有效的应用领域,有娱乐和艺术/档案、通信/会议、教育/训练、医疗/学术、设计/构思/试制、遥控管理/操作、商业/流通以及公共信息业务领域等。

这些新兴3D显示器的实现和普及,将会形成下一代极具魅力的新兴图像产业。但是产业的发展,不仅要实现新的显示技术,还有待开发制作安全有效立体图像等的相关软件。

         
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