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      圖像顯示技術(shù)及其最新發(fā)展趨勢(shì)

      2015-12-31 11:36:34雷玉堂
      中國(guó)公共安全 2015年16期
      關(guān)鍵詞:顯示器投影立體

      文/雷玉堂

      眾所周知,顯示器是各種視頻信息和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息的終端顯示器件,因而顯示技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域的支柱之一,它的發(fā)展水平反映一個(gè)國(guó)家在世界信息技術(shù)領(lǐng)域的戰(zhàn)略地位。在現(xiàn)代信息社會(huì)內(nèi),幾乎所有人的工作和生活都離不開(kāi)信息顯示技術(shù)。因?yàn)樾畔@示器(如LCD、LED屏、投影儀等)是科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用的基本工具,而電視顯示屏也是千家萬(wàn)戶(hù)老百姓獲取信息的主要來(lái)源。并且,信息顯示技術(shù)已形成數(shù)以千億美元計(jì)的技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

      隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,不斷出現(xiàn)各種各具特色的新型顯示器件,其種類(lèi)已呈多元化。所有顯示器件都在發(fā)展中不斷揚(yáng)長(zhǎng)避短,不斷完善自己,優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)也在不斷轉(zhuǎn)化。實(shí)際上,這種多元化顯示方式的競(jìng)爭(zhēng),正好有利于顯示技術(shù)的創(chuàng)新。

      顯示技術(shù)經(jīng)歷了由黑白顯示到彩色顯示,由普通彩顯到高清晰度彩顯的過(guò)程,目前,平面顯示技術(shù)已經(jīng)取得了很大的成就。雖然,CRT顯示技術(shù)長(zhǎng)期以來(lái)一直占據(jù)著監(jiān)視器(或顯示器)市場(chǎng)的主流,但其體積大、面板厚、消耗功率大等,一直不為人們所接受。隨著光電信息技術(shù)、材料科學(xué)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,就已出現(xiàn)LCD、PDP、LED、OLED的大小屏幕顯示器。目前,LCD顯示技術(shù)已基本取代了CRT顯示技術(shù)。雖然,LCD顯示技術(shù)具有工作電壓低、功耗小,沒(méi)有絲毫輻射、對(duì)人體健康無(wú)損害,完全平面、又薄又輕,顯示字苻銳利、畫(huà)面穩(wěn)定無(wú)閃爍、環(huán)保護(hù)眼,精確還原圖像,無(wú)失真,屏幕邊沿圖像清晰度與屏幕中心相同,屏幕調(diào)節(jié)方便,壽命長(zhǎng),抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但它又有被動(dòng)發(fā)光顯示(靠背光源)、亮度和對(duì)比度低,可視角度小,響應(yīng)速度慢,出現(xiàn)壞點(diǎn)無(wú)法維修等缺陷。因此,它也將被近期出現(xiàn)的OLED顯示技術(shù)取代。因?yàn)镺LED顯示技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn),其發(fā)展前景誘人,本文在后面將予以介紹。

      凡是搞光電信息技術(shù)的人都知道,人類(lèi)可通過(guò)視覺(jué)獲得周?chē)澜?0%的信息,而隨著生活水平的提高和科技的發(fā)展進(jìn)步,人類(lèi)需要越來(lái)越多豐富的視覺(jué)信息。而顯示技術(shù),就是為了給人類(lèi)提供不同形式的視覺(jué)信息而存在的。

      我們生活在三維物理世界中,所有物體都具有三維(長(zhǎng)、寬、高)物理尺寸。然而,迄今為止所有商業(yè)化信息顯示器都只能顯示二維圖像和文字,人們無(wú)法從被顯示的圖像上獲得物體的三維信息或感受到物體的物理深度。這種目前仍在使用的二維顯示技術(shù)剝奪了物體的第三維特征,具有極大的局限性。有鑒于此,近年來(lái)提出并開(kāi)展了一系列真三維高清晰度顯示的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化方法的研究。這種真三維顯示技術(shù)從根本上更新了二維信息顯示的概念,對(duì)信息顯示技術(shù)的發(fā)展具有顛覆性影響。這項(xiàng)技術(shù)使被顯示物體的三維圖像栩栩如生,向觀看者提供了完備的心理和生理的三維感知信息,為理解三維圖像和其中物體之間的空間關(guān)系提供了獨(dú)特的手段,因而具有極高的科學(xué)、社會(huì)和商業(yè)價(jià)值。因此,發(fā)展了3D立體顯示技術(shù)。

      目前已商業(yè)化的顯示技術(shù),只能在平面顯示器(x,y)上實(shí)現(xiàn)對(duì)三維世界的表達(dá),在真實(shí)感上,離用眼睛直接去觀看客觀事物仍有很大差異。誠(chéng)然,平面顯示在某種程度上給人三維的立體感覺(jué),但只是在二維顯示技術(shù)基礎(chǔ)上基于心理的認(rèn)知,從本質(zhì)上講,不能算是真正物理意義上的三維立體顯示?,F(xiàn)有的大部分立體顯示技術(shù),在顯示的視角上大多達(dá)不到廣角要求,因?yàn)樗鼈兠撎ビ诙S顯示,始終沒(méi)有擺脫傳統(tǒng)的二維顯示屏幕180°顯示空間的限制。此外,還要借助立體視鏡,或者要借助平面顯示屏上的“視差”效果。

      本文介紹圖像顯示技術(shù)的基本原理與應(yīng)用,圖像顯示技術(shù)的種類(lèi)(平板顯示、投影顯示與3D立體顯示技術(shù)),以及圖像顯示技術(shù)的最新發(fā)展趨勢(shì)。

      圖像顯示技術(shù)的原理與應(yīng)用

      顯示技術(shù)除需要顯示文字、表格、數(shù)據(jù)、波形等外,最重要的是顯示圖像。顯然,牽涉到圖像就必須要搞清楚分辨率這一重要的技術(shù)參數(shù)或指標(biāo)(這是安防界有的“專(zhuān)家”還未弄清楚的問(wèn)題),它越高,該圖像就看得越清楚,就越容易識(shí)別。因此,圖像顯示技術(shù)是一種最直觀、最復(fù)雜的顯示技術(shù),它在安防視頻監(jiān)控技術(shù)中,是用得最多最廣泛的一種技術(shù)。下面以安防視頻監(jiān)控(說(shuō)成是視頻安防監(jiān)控是不確切的)圖像顯示技術(shù)為例,來(lái)說(shuō)明圖像顯示技術(shù)的基本原理。

      圖像顯示技術(shù)的基本原理

      安防視頻監(jiān)控圖像顯示技術(shù)的基本原理框圖,如圖1所示。

      圖1 視頻監(jiān)控圖像顯示的基本原理框圖

      由圖1可知,視頻監(jiān)控系統(tǒng)所監(jiān)控場(chǎng)景的光學(xué)圖像,經(jīng)攝影物鏡光學(xué)系統(tǒng)聚光成像到光電成像器件(即攝像器件或光圖像信息探測(cè)器件或圖像傳感器)的光敏面上,通過(guò)光敏面上的光電二極管陣列光電轉(zhuǎn)換為與光學(xué)圖像對(duì)應(yīng)的二維電學(xué)圖像信號(hào),經(jīng)圖像分割掃描與編碼就可輸出為時(shí)序的一維電信號(hào),即視頻信號(hào)。這一部分就是光電成像系統(tǒng)的攝像部分。

      攝像部分輸出的視頻信號(hào),經(jīng)視頻傳輸線傳送到圖像顯示終端,經(jīng)同步掃描與解碼,光電顯示器件即進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換,并經(jīng)彩色合成掃描或投影放大到顯示屏上,從而可以還原顯示監(jiān)控場(chǎng)景的光學(xué)圖像。這就是光電成像系統(tǒng)的顯像部分。

      圖像顯示技術(shù)的應(yīng)用

      圖像顯示技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛,有些科技文章與書(shū)藉均有論述,這里沒(méi)必要再逐一介紹,限于篇幅,只能畫(huà)龍點(diǎn)睛。

      國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域:如用于工農(nóng)業(yè)與醫(yī)藥食品等生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、狀況監(jiān)控等。

      國(guó)防軍事:如用于軍事指揮中心的顯示軍用地圖、部隊(duì)部署狀況及敵我雙方作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)等的彩色顯示與航天發(fā)射狀況監(jiān)控等。

      教學(xué)科研:如用于計(jì)算機(jī)終端顯示,教學(xué)與科研報(bào)告與資料的展示等。

      公共安全:如用于安防與智能交通等的監(jiān)視與信息顯示等。

      廣告宣傳與信息傳送:如街道、機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、碼頭等的各種廣告宣傳與信息傳送等。

      生活?yuàn)蕵?lè):如上網(wǎng)、電影、電視機(jī)、游戲機(jī),甚至手機(jī)屏顯示等。

      圖像顯示技術(shù)的類(lèi)型

      由于圖像顯示技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛,其類(lèi)型也非常多,而CRT顯示已基本退出了歷史午臺(tái),因而圖像顯示技術(shù)主要有如下3類(lèi)。

      平板顯示技術(shù)

      平板顯示器具有完全平面化、輕、薄、省電等特點(diǎn),符合未來(lái)圖像顯示器發(fā)展的必然趨勢(shì)。目前主要的平板顯示器包括: PDP (Plasma display panel)、LCD( Liquid crystal displays) 、LED()FED( Field emission displays)、OLED ( Organic light-emittingdiode displays )等。以下僅介紹幾種常用的平板顯示技術(shù)。

      LCD顯示技術(shù)

      液晶(Liquid Crystal)是一種介于固態(tài)和液態(tài)之間的物質(zhì),是具有規(guī)則性分子排列的有機(jī)化合物。液晶顯示器被稱(chēng)為L(zhǎng)CD(Liquid Crystal Display),是基于液晶電光效應(yīng)的顯示器件,它包括段顯示方式的字符段顯示器件;矩陣顯示方式的字符、圖形、圖像顯示器件;矩陣顯示方式的大屏幕液晶投影電視液晶屏等。液晶顯示器的原理是利用液晶的物理特性,在通電時(shí)導(dǎo)通,使液晶排列變得有秩序,從而使光線容易通過(guò);不通電時(shí),排列則變得混亂,而阻止光線通過(guò)。LCD就是利用此原理來(lái)制成的。

      目前,LCD顯示器以其不斷下降的價(jià)格和不斷提高的圖像質(zhì)量已作為平板顯示器件的代表填補(bǔ)了CRT顯示器件推出的市場(chǎng),而獲得了大量的應(yīng)用。

      PDP顯示技術(shù)

      PDP(Plasma Display Panel)是等離子體顯示器,是繼LCD后發(fā)展的等離子平面屏幕技術(shù)的新一代顯示器,是利用氣體放電原理實(shí)現(xiàn)的一種發(fā)光型平板顯示技術(shù)。

      PDP是一種利用氣體放電激發(fā)熒光粉發(fā)光的顯示裝置,其發(fā)光過(guò)程由氣體的電離放電和熒光粉發(fā)光兩部分組成(類(lèi)似于日光燈的發(fā)光原理)。等離子屏幕中的每個(gè)像素由3個(gè)玻璃氣室組成,分別涂有紅色、綠色和藍(lán)色熒光粉。通過(guò)電極導(dǎo)線在驅(qū)動(dòng)電路的控制下對(duì)每個(gè)氣室放電,氣室中的惰性氣體中放電導(dǎo)致離子體發(fā)射出紫外線,紫外線再激發(fā)熒光粉發(fā)光,這就達(dá)到了等離子成像。由于是通過(guò)高溫放電來(lái)達(dá)到成像,所以每個(gè)氣室像素必須有一定間距,這也就是PDP的分辨率無(wú)法做得很高的原因。

      PDP是自發(fā)光,環(huán)保無(wú)輻射,顯示亮度高、非常均勻、對(duì)比度高,圖像清晰、色彩鮮艷、無(wú)畸變,視角寬,響應(yīng)速度快,適合惡劣環(huán)境下工作。但只能大屏、不能小屏冪,功耗大,制造成本偏高,壽命比LCD短。

      LED顯示技術(shù)

      目前,LED顯示屏產(chǎn)品種類(lèi)主要有:條屏、圖文單色屏、雙基色與全彩色電子點(diǎn)陣顯示屏及LED電子數(shù)碼顯示屏等。LED大屏幕顯示器應(yīng)用非常廣泛,在車(chē)站,碼頭,商店都能見(jiàn)到各種類(lèi)型的這種顯示裝置。它不僅有單色的,還有彩色的;不僅能顯示文字,還能顯示圖形、圖像,并能產(chǎn)生各種動(dòng)畫(huà)效果。顯然,它是廣告宣傳、新聞傳播的有力工具,其應(yīng)用已越來(lái)越普遍。

      LED點(diǎn)陣顯示屏的主要原理是,將要顯示的圖文信息首先進(jìn)行數(shù)字化處理,使圖文信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字化視頻信號(hào),經(jīng)過(guò)數(shù)字通信系統(tǒng)將數(shù)字視頻信號(hào)傳輸?shù)絃ED顯示屏顯示緩存中,由顯示單元控制電路讀取相應(yīng)的顯示信息進(jìn)行顯示。由于LED點(diǎn)陣顯示屏具有美觀的畫(huà)面、靈活的內(nèi)容更換、較低的功耗、較長(zhǎng)的壽命等優(yōu)點(diǎn),因而被廣泛運(yùn)用在商場(chǎng)、街道、廣場(chǎng)、車(chē)站和機(jī)場(chǎng)等人群密集或流動(dòng)量大的場(chǎng)合,可及時(shí)地傳播信息和播放電視,尤其用來(lái)播放廣告、產(chǎn)品介紹等。

      OLED顯示技術(shù)

      有機(jī)發(fā)光二極管OLED (Organic Light-Emitting Diode) 是一種利用有機(jī)半導(dǎo)體材料和發(fā)光材料,在電流驅(qū)動(dòng)下發(fā)光的新型顯示技術(shù),即是基于有機(jī)材料的一種電流型半導(dǎo)體發(fā)光器件。它去除了LCD生產(chǎn)中復(fù)雜的電池及液晶顯示模塊工藝,同時(shí)也無(wú)需背光源及濾波器。顯然,生產(chǎn)過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單,因此OLED比LCD更具有成本優(yōu)勢(shì)。

      OLED克服了第一代顯示器CRT體積大、笨重、功耗大和不便于攜帶的缺點(diǎn),也克服了LCD視角小、響應(yīng)速度慢、在低溫下不能使用,且自身不能發(fā)光的不足。OLED的最大突破在于材料的機(jī)械韌性和低溫制程,它可在任何輕薄的基板,如塑膠基板上應(yīng)用。長(zhǎng)遠(yuǎn)而言,OLED可發(fā)展成為新式可彎曲的柔性的顯示器。并且,OLED是放射性器件結(jié)構(gòu),可獲得比傳導(dǎo)性結(jié)構(gòu)LCD更好的視覺(jué)效果,因而有著非常誘人的應(yīng)用前景,已被公認(rèn)是可以取代LCD的產(chǎn)品,因而使其成為顯示器行業(yè)的后起之秀。

      OLED按發(fā)光材料或分子結(jié)構(gòu)可分為如下三類(lèi)。

      小分子OLED:在小分子OLED中,發(fā)光體是離散的分子。八羥基喹啉鋁(Alq3)是常用的發(fā)光材料,Alq3可發(fā)出波長(zhǎng)范圍從450nm至700nm的寬帶綠光輻射,峰值波長(zhǎng)位于550nm。如果在Alq3中加入摻雜劑或用其他原子(如鈹)取代鋁,就可得到不同顏色的光輻射。

      聚合物OLED(高分子OLED,簡(jiǎn)稱(chēng)PLED):這類(lèi)有機(jī)發(fā)光材料是共軛聚合物,也稱(chēng)高分子型。與小分子不同,聚合物發(fā)光材料的成膜可用溶液方法進(jìn)行處理。通常采用的方法是旋涂法和噴黑打印方法。

      鑭系有機(jī)金屬OLED(稀土OLED):鑭系金屬有機(jī)化合物是介于小分子和聚合物發(fā)光材料之間的,它屬于稀土類(lèi)發(fā)光材料。由這類(lèi)材料構(gòu)成的器件也稱(chēng)為稀土OLED。在稀土OLED中,發(fā)光分子由一個(gè)金屬核心和外圍的有機(jī)殼層組成。其發(fā)光機(jī)制與前兩類(lèi)OLED不同,加電之后,首先在外圍有機(jī)殼層中形成激發(fā)態(tài),然后將其能量傳遞給金屬核心,金屬核心去激時(shí),輻射出顏色比較純正的光。稀土OLED重要特點(diǎn)之一是,單重態(tài)和三重態(tài)都產(chǎn)生光輻射,其量子效率在理論上可達(dá)100%。因此,它的PL和EL效率都很高,EL功率效率的理論值為120lm/W。

      OLED的優(yōu)點(diǎn)是:

      不存在聚焦。失真小,清晰度、色純?nèi)烈恢拢?/p>

      不受磁場(chǎng)影響。無(wú)閃爍,材料綠色環(huán)保;

      視角寬。OLED是自己發(fā)光,幾乎沒(méi)有可視角度的問(wèn)題;亮度高。LED和LCD需用玻璃會(huì)吸收一部分光線,OLED不使用玻璃不損失光。

      響應(yīng)速度快。比 LCD 響應(yīng)速度快 1000 倍,顯示運(yùn)動(dòng)畫(huà)面不會(huì)出現(xiàn)拖影。

      工作電壓低、功耗低,發(fā)光效率高。驅(qū)動(dòng)電壓僅為3V~5V,發(fā)光效率比LCD高。

      面板超薄,超輕,可做能彎曲的柔性顯示器。因它能在不同材質(zhì)基板上制造,其基板厚度可小于1mm,加上驅(qū)動(dòng)IC及保護(hù)層,厚度也小于2mm,僅為L(zhǎng)CD的10%~20%,

      生產(chǎn)成本低。其平均成本不到LCD的一半。

      高低溫特性好。溫度范圍寬(-40℃~+85℃),且還耐溫差。尤其低溫特性好,零下40℃時(shí)仍能正常顯示,而LCD則根本無(wú)法做到。

      耐震,適于震動(dòng)環(huán)境使用。它是全固態(tài)器件,無(wú)真空、液態(tài)物質(zhì),不怕摔,適于震動(dòng)環(huán)境使用,因而抗震性能非常好。

      OLED似乎是一項(xiàng)完美無(wú)缺的技術(shù),適合各類(lèi)的顯示器,但它目前還存在一些需要解決的缺陷問(wèn)題:

      器件溫度升高。因器件在工作過(guò)程中除發(fā)光外,還有一部分電能轉(zhuǎn)化為熱量,從而使分子振動(dòng)加劇,器件發(fā)熱溫度升高,這將導(dǎo)致薄膜結(jié)晶、界面變化等。

      氧化。器件包封不夠嚴(yán)密(或在使用過(guò)程中泄露空氣),即使有微量空氣滲入,在內(nèi)部高電場(chǎng)作用下,氧分子將引起光氧化降解反應(yīng),破壞有機(jī)/高分子材料的共軛特性,使發(fā)光效率降低,導(dǎo)致器件退化。

      水。在高電場(chǎng)下,微量的水分都可能會(huì)導(dǎo)致電化學(xué)等反應(yīng),使器件界面遭到破壞;水氧的存在還可能造成電極被腐蝕,導(dǎo)致電子注入效率下降;氧化產(chǎn)生的離子可能注入器件發(fā)光區(qū),造成猝滅中心,進(jìn)而影響器件的發(fā)光效率。

      雜質(zhì)。雜質(zhì)可能成為載流子捕獲和生熱中心,引起內(nèi)部電場(chǎng)的局部畸變,雜質(zhì)產(chǎn)生的無(wú)輻射中心,是器件老化的重要原因,所以有機(jī)/高分子材料的提純是一個(gè)很關(guān)鍵的問(wèn)題。據(jù)報(bào)道,每 400個(gè)苯基乙烯基單元中含一個(gè)羰基就會(huì)使器件的發(fā)光猝滅一半。

      EL器件的光輻射。因?yàn)榘l(fā)光層發(fā)出的光可能破壞材料分子的化學(xué)鍵。此外,有機(jī)薄膜的厚度、均勻性等都可能影響到器件的穩(wěn)定性。

      色度問(wèn)題。OLED的大部分發(fā)光材料色彩純度不夠,不容易顯示出鮮艷、濃郁的色彩,尤其是紅色的色度性能尤為不良。

      大尺寸問(wèn)題。因?yàn)槌叽缱兇蠛髸?huì)出現(xiàn)如驅(qū)動(dòng)形式、掃描方式下材料的壽命、顯示屏發(fā)光均一化等問(wèn)題。目前大屏幕顯示器成品率低,因而制造大屏幕顯示器的成本偏高,還不能實(shí)現(xiàn)大尺寸屏幕的量產(chǎn),因而目前只適用于小尺寸便攜類(lèi)的數(shù)碼類(lèi)產(chǎn)品。

      投影顯示技術(shù)

      投影顯示是一種古老的顯示技術(shù),也是一種與時(shí)俱進(jìn)的顯示技術(shù),例如現(xiàn)代投影顯示技術(shù)所用的顯示器,是從陰極射線管(CRT)演進(jìn)到微顯示器件(MD)的。下面簡(jiǎn)介一下當(dāng)前的主流投影顯示技術(shù)。

      LCOS投影顯示器

      普通液晶顯示器由于采用透射式工作方式,會(huì)造成照射光被吸收,從而導(dǎo)致亮度不高,因而液晶顯示器用途受到一定的限制。而硅基液晶(Liquid Crystal On Silicon,LCOS)顯示器由于采用了反射式裝置,在功耗相同的情況下,光源產(chǎn)生的光將更多地通過(guò)光學(xué)傳輸介質(zhì),從而提高了顯示器亮度。

      LCOS顯示是一種新型微顯示技術(shù),也是一種全新的數(shù)碼成像技術(shù),也稱(chēng)為數(shù)字硅基反射液晶顯示技術(shù),它是采用半導(dǎo)體CMOS集成電路芯片作為反射式LCD的基片。CMOS芯片上涂有薄薄的一層液晶,控制電路置于顯示裝置的后面,可以提高透光率,從而實(shí)現(xiàn)更大的光輸出和更高的分辨率。

      LCOS投影顯示器的工作原理是,因單晶硅片下面制造了控制電路,可控制每個(gè)液晶像素的工作狀態(tài)。當(dāng)穿過(guò)液晶像素的光被下層硅片上的反射電極反射回去,再次穿過(guò)液晶像素時(shí),利用液晶分子對(duì)光源透過(guò)率的改變,而形成圖像光信號(hào)。這種圖像光信號(hào),再通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)和投影系統(tǒng),把圖像光信號(hào)聚焦、放大而投射到屏幕上,以形成彩色圖像。

      LCOS投影顯示器的圖像失真小,全屏清晰度相同,會(huì)聚不受地磁場(chǎng)影響;可以消除行間閃爍和圖像大面積閃爍;分辯率高,能實(shí)現(xiàn)HDTV顯示;但成品率低,售價(jià)高,芯片制造困難。目前它正朝著擴(kuò)展可視角、降低惰性、降低價(jià)格、提高背光源(燈泡)壽命等方面發(fā)展,并已取得了可喜進(jìn)展。

      DLP投影成像系統(tǒng)

      DLP(digital light processor)是數(shù)字光學(xué)處理器,它主要是利用美國(guó)德州儀器的數(shù)字微鏡器件DMD(digital micro-mirror device)的成像器件,這是一種快速響應(yīng)、反射式的數(shù)字光開(kāi)關(guān)器件。它為DLP的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)保障,從而開(kāi)辟了投影機(jī)技術(shù)發(fā)展的數(shù)字時(shí)代。其原理是將光源藉由一個(gè)積分器(Integrator),將光均勻化,通過(guò)一個(gè)有色彩三原色的色環(huán)(Color Wheel),將光分成R、G、B三色,再將色彩由透鏡成像在DMD上。以同步訊號(hào)的方法,把數(shù)字旋轉(zhuǎn)鏡片的電訊號(hào),將連續(xù)光轉(zhuǎn)為灰階,配合R、G、B三種顏色而將色彩表現(xiàn)出來(lái),最后在經(jīng)過(guò)鏡頭投影成像。

      目前,DMD顯示分辨率已達(dá)2048×1080像素。一塊1280×1024像素的DMD,它含有130萬(wàn)個(gè)規(guī)則排列相互鉸接的微型反射鏡,每個(gè)反射鏡的大小約16μm×16μm,反射鏡之間的間隔約1μm。因此,可以將DMD與圖像信號(hào)、光源和光學(xué)投影單元,彼此協(xié)調(diào)組合成一個(gè)圖像顯示系統(tǒng)。

      DLP投影成像系統(tǒng)有用在便攜式投影產(chǎn)品的單片DMD式;有用于大型拼接顯示墻的二片式;有用于屏幕和高亮度應(yīng)用領(lǐng)域的三片式,如數(shù)字電影院。DLP投影機(jī)清晰度高,畫(huà)面均勻,色彩銳利,三片機(jī)可達(dá)到很高的亮度,且可隨意變焦,調(diào)整十分方便。

      由于便攜式投影機(jī)亮度非常高,可不使用專(zhuān)用屏幕,直接投在白色或淺色墻壁上即可;背投影式的投影機(jī)位于半透明的屏幕之后,而觀眾在屏幕的前方觀看。顯然,它需要將輸出的光線經(jīng)處理反射到屏幕上,很多大屏幕投影電視就是采用這種顯示方法。由于其優(yōu)越的技術(shù)性能,DMD近年在多媒體數(shù)字投影儀、高清晰度電視和數(shù)字電影院系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。

      投影顯示光閥LV

      光閥(light valve,LV)是一種在光路中,起通斷光路并對(duì)光路強(qiáng)行進(jìn)行調(diào)制和放大的應(yīng)用光電子器件。在投影顯示技術(shù)中,光閥相當(dāng)于一個(gè)圖像亮度增強(qiáng)器,它利用微弱的圖像信號(hào)輸入改變器件的電光性能(如偏振、折射率等)或幾何微結(jié)構(gòu)特性。外部讀出光被光閥(反射或透射)作用后,再經(jīng)投影物鏡投影,最后在投影屏幕上得到與微弱輸入圖像結(jié)構(gòu)相同,但強(qiáng)度和尺寸已得到增強(qiáng)放大的圖像。

      目前商業(yè)化應(yīng)用的投影顯示光閥主要有:數(shù)字微鏡器件(DMD)光閥;液晶光閥(LCLV)和油膜光閥(OFLV)。目前,液晶光閥投影和DMD(也稱(chēng)為DLP)投影技術(shù)都是大屏幕投影顯示的主流技術(shù)。

      由于液晶光閥投影是目前亮度、分辨率最高的投影技術(shù)之一,因而適用于環(huán)境光較強(qiáng)、面積較大的投影顯示場(chǎng)合,目前廣泛用于控制中心,電教中心,會(huì)議演示中心,以及各類(lèi)民用場(chǎng)所。

      激光投影顯示技術(shù)

      當(dāng)前投影式激光顯示即微顯示投影機(jī)采用激光光源。激光顯示具有色域?qū)?、亮度高、?jié)約資源、節(jié)省能源、優(yōu)化環(huán)境、能夠?qū)崿F(xiàn)不用眼鏡的真三維顯示等優(yōu)點(diǎn)。激光顯示技術(shù)是新型顯示技術(shù),是一種具有前瞻性的顯示技術(shù),國(guó)家將激光顯示列入“十二五”規(guī)劃,特別是國(guó)家“十二五”科學(xué)技術(shù)規(guī)劃,在新一代信息技術(shù)中將激光顯示列為新型顯示首位加以發(fā)展,要求激光產(chǎn)品做到高可靠、低成本、長(zhǎng)壽命。

      激光顯示系統(tǒng)工作原理如圖2所示。

      圖2 激光顯示系統(tǒng)工作原理

      由圖2可知,它主要由三基色激光光源、光學(xué)引擎和屏幕三部分組成。其中,光學(xué)引擎則主要由紅綠藍(lán)三色光閥、合束X棱鏡、投影鏡頭和驅(qū)動(dòng)光閥組成。紅、綠、藍(lán)三色激光分別經(jīng)過(guò)擴(kuò)束、勻場(chǎng)、消相干后入射到相對(duì)應(yīng)的光閥上,光閥上加有圖像調(diào)制信號(hào),經(jīng)調(diào)制后的三色激光由X棱鏡合色后入射到投影物鏡,最后經(jīng)投影物鏡投射到屏幕,就可得到激光全色顯示圖像。

      由于激光顯示技術(shù)是以高飽和度的紅、綠、藍(lán)(RGB)三基色激光為光源的顯示技術(shù),它充分利用激光波長(zhǎng)可選擇性和高光譜亮度的特點(diǎn),使顯示圖像具有更大的色域表現(xiàn)空間,色域覆蓋率可達(dá)90%(人眼所能看到的色域中,液晶只能再現(xiàn)27%,等離子為32%,而激光的理論值超過(guò)90%),可實(shí)現(xiàn)2倍于傳統(tǒng)光源的色彩再現(xiàn)能力,色彩飽和度為傳統(tǒng)顯示的100倍以上。因此,它最大程度地能展現(xiàn)人眼可以識(shí)別的色彩,真實(shí)地再現(xiàn)客觀世界豐富、艷麗的色彩,提供更具震撼的表現(xiàn)力。同時(shí),它完全繼承數(shù)字時(shí)代的高分辨率、數(shù)字信號(hào)等特征,實(shí)現(xiàn)人類(lèi)有史以來(lái)最完美的色彩還原。所以,激光顯示將成為下一代顯示即大色域全色顯示時(shí)代的主流技術(shù)。

      激光顯示作為新一代的節(jié)能顯示技術(shù)具有卓越的低能耗特點(diǎn)。以1,000萬(wàn)臺(tái)LED電視每天工作4小時(shí)計(jì)算,年耗電共計(jì)29億度,如果這些家庭采用更節(jié)能的激光電視每年將節(jié)電20億度,近于幾個(gè)大型火力發(fā)電廠年發(fā)電量的總和,相當(dāng)于每年減少173萬(wàn)噸二氧化碳的排放。同時(shí),激光顯示的核心部件在生產(chǎn)過(guò)程中不使用任何重金屬,沒(méi)有廢水、廢氣、廢物排放,是名副其實(shí)的環(huán)境友好型光源。

      在應(yīng)用層面,激光顯示技術(shù)將成為未來(lái)高端顯示的主流。其在公共信息大屏幕、激光電視、數(shù)碼影院、手機(jī)投影顯示、便攜式投影顯示、大屏幕指揮及個(gè)性化頭盔顯示系統(tǒng)等領(lǐng)域具有很大的發(fā)展空間和廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景??稍诔笃聊徽宫F(xiàn)更逼真、更絢麗的動(dòng)態(tài)圖像,實(shí)現(xiàn)其他顯示技術(shù)所不能達(dá)到的視覺(jué)震撼效果。色。

      3D立體顯示技術(shù)

      我們生活在三維的立體世界中,然而呈現(xiàn)在人眼(單個(gè)的左眼或右眼)視網(wǎng)膜上的圖像卻是二維圖像,這些二維圖像在經(jīng)過(guò)人腦復(fù)雜的融合反應(yīng)后,最終呈現(xiàn)出三維圖像。三維立體顯示作為當(dāng)今世界各國(guó)大力發(fā)展的下一代新型顯示技術(shù),正逐漸成為一個(gè)引人注目的前沿科技領(lǐng)域。近年來(lái),立體顯示技術(shù)在電視廣播、視頻游戲、醫(yī)療、教育等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越多,三維顯示已從電影銀幕向電視終端、計(jì)算機(jī)終端、智能手機(jī)終端、平板電腦終端等發(fā)展。

      目前主流的三維顯示已經(jīng)占據(jù)了大半壁江山,已知的三維顯示設(shè)備包括立體視覺(jué)、頭盔式顯示器、CAVE、裸眼立體顯示器和真三維顯示等。主要的3D立體顯示技術(shù)有如下幾種。

      眼鏡3D顯示技術(shù)

      眼鏡式3D技術(shù),我們又可以細(xì)分出三種主要的類(lèi)型:色差式、偏光式和主動(dòng)快門(mén)式,也就是平常所說(shuō)的色分法、光分法和時(shí)分法。

      色差式3D技術(shù)(Anaglyphic3D):配合使用的是被動(dòng)式紅-藍(lán)(或者紅-綠、紅-青)濾色3D眼鏡。這種技術(shù)歷史最為悠久,成像原理簡(jiǎn)單,實(shí)現(xiàn)成本相當(dāng)?shù)土?,眼鏡成本僅為幾塊錢(qián),但是3D畫(huà)面效果也是最差的。色差式3D先由旋轉(zhuǎn)的濾光輪分出光譜信息,使用不同顏色的濾光片進(jìn)行畫(huà)面濾光,使得一個(gè)圖片能產(chǎn)生出兩幅圖像,人的每只眼睛都看見(jiàn)不同的圖像。但這種方法容易使畫(huà)面邊緣產(chǎn)生偏

      偏光式3D技術(shù)(Polarization 3D):也叫偏振式3D技術(shù),配合使用的是被動(dòng)式偏光眼鏡。偏光式3D是利用光線有“振動(dòng)方向”的原理來(lái)分解原始圖像的,先通過(guò)把圖像分為垂直向偏振光和水平向偏振光兩組畫(huà)面,然后3D眼鏡左右分別采用不同偏振方向的偏光鏡片,這樣人的左右眼就能接收兩組畫(huà)面,再經(jīng)過(guò)大腦合成立體影像。

      偏光式3D技術(shù)的圖像效果比色差式好,而且眼鏡成本也不高,比較多電影院采用的也是該類(lèi)技術(shù)。由于偏光3D技術(shù)采用的是分光法成像原理,會(huì)使畫(huà)面分辨率減半,難以實(shí)現(xiàn)真正的全高清3D影像,而且降低了畫(huà)面的亮度。因此,偏光式3D技術(shù)對(duì)顯示器的亮度要求較高,且需達(dá)到240Hz的刷新頻率。目前,應(yīng)用較多的沒(méi)有閃爍的不閃式就是偏光式的一種。以樂(lè)金(LG)3D電視,宏碁(Acer)、聯(lián)想(Lenovo)筆電采取偏光眼鏡技術(shù)。

      快門(mén)式3D技術(shù)(ActiveShutter3D)配合主動(dòng)式快門(mén)3D眼鏡使用:3D顯示器以高達(dá)120~240Hz的螢?zāi)凰⑿骂l率,連續(xù)性的交叉顯示左、右眼的畫(huà)面;藉由快門(mén)眼鏡快速切換、遮蔽左右眼,使左右眼各自看到正確的左右眼畫(huà)面,在大腦內(nèi)呈現(xiàn)出具深度感的立體影像。此技術(shù)不會(huì)犧牲3D畫(huà)面解析度且立體效果良好,但少數(shù)人觀看主動(dòng)式3D眼鏡的顯示會(huì)有頭暈不舒服的情況。

      這種3D技術(shù)在電視和投影機(jī)上面應(yīng)用得最為廣泛,資源相對(duì)較多,而且圖像效果出色,受到很多廠商推崇和采用,不過(guò)其匹配的3D眼鏡價(jià)格較高。目前,包括LG、三星、松下、創(chuàng)維等品牌推出的3D電視,都是采用主動(dòng)快門(mén)式3D技術(shù)。

      裸眼3D顯示技術(shù)

      裸眼3D顯示器,由3D立體現(xiàn)實(shí)終端、播放軟件、制作軟件、應(yīng)用技術(shù)四部分組成,是集光學(xué)、攝影、電子計(jì)算機(jī),自動(dòng)控制、軟件、3D動(dòng)畫(huà)制作等現(xiàn)代高科技技術(shù)于一體的交差立體現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。因此,裸眼3D顯示技術(shù)是影像行業(yè)最新、前沿的高新技術(shù),它的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)平面圖像給人們帶來(lái)的視覺(jué)疲憊,也是圖像制作領(lǐng)域的一場(chǎng)技術(shù)革命,是一次質(zhì)的變化,它以新特奇的表現(xiàn)手法,強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊力,良好優(yōu)美的環(huán)境感染力,吸引著人們的目光。裸眼3D技術(shù)目前有:

      全像投影式(Holographic):它利用紅、綠、藍(lán)3色激光光源各自經(jīng)過(guò)調(diào)變器產(chǎn)生相位型光柵,激光在經(jīng)過(guò)全像片合并之后,以垂直掃描鏡及多面鏡進(jìn)行垂直及水平的掃描,使立體影像呈現(xiàn)出來(lái)。

      體積式(Volumetric):它是由德儀所開(kāi)發(fā)的激光3D投影技術(shù),以激光光照射在一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)盤(pán)上的散射現(xiàn)象,于一個(gè)玻璃密閉空間內(nèi)顯示立體物件的每一個(gè)點(diǎn),并組成立體影像。但缺點(diǎn)在于投影物件體積受到限制,且越靠近中央轉(zhuǎn)軸解析度越低。

      視差光柵(Parallax Barrier):它是利用透光柵欄來(lái)控制左右眼畫(huà)面的光線前進(jìn)、折射方向,成本較低但有亮度與可觀視角/點(diǎn)數(shù)限制,顯示2D文字時(shí)較不清晰。

      柱狀透鏡(Lenticular;LC):它利用液晶分子因通電的扭轉(zhuǎn)使光線通過(guò)時(shí)造成折射現(xiàn)象,形成垂直柱狀透鏡的聚焦效果,優(yōu)點(diǎn)是亮度高;若搭配攝影鏡頭追蹤觀賞者還可以作到全視角,但相對(duì)成本偏高。

      分時(shí)多工(Time-multiplexed):這種技術(shù)又稱(chēng)為指向背光板 (Directional Backlight)技術(shù)。以一組指向性背光板搭配快速反應(yīng)面板,快速切換顯示左、右眼影像讓使用者觀看形成3D影像。

      值得指出的是,現(xiàn)又提出一種真3D立體顯示技術(shù),因?yàn)槿祟?lèi)發(fā)展顯示技術(shù)追求的終極目標(biāo)是在觀察三維影像時(shí),猶如在觀察一個(gè)真實(shí)存在的物體,完全滿(mǎn)足人類(lèi)對(duì)真實(shí)場(chǎng)景的三維視覺(jué)體驗(yàn),即真三維顯示技術(shù)。因此,相對(duì)于當(dāng)下主流的基于雙目視差深度暗示的三維顯示技術(shù),真三維顯示技術(shù)不會(huì)造成觀看者的視覺(jué)疲勞,其顯示的圖像更加真實(shí),更符合人們的視覺(jué)習(xí)慣。目前,被列為真三維顯示技術(shù)的有:光場(chǎng)三維顯示技術(shù)、全息三維顯示技術(shù)、體三維顯示技術(shù)、光柵三維顯示技術(shù)、集成成像三維顯示技術(shù)。

      真三維立體顯示技術(shù)是一種全新的三維圖像顯示技術(shù),基于這種顯示技術(shù)可以直接觀察到具有物理景深的三維圖像,該技術(shù)具有全視景、多角度、多人同時(shí)觀察,即時(shí)交互等眾多優(yōu)點(diǎn)。它將引領(lǐng)科學(xué)可視化進(jìn)入嶄新的發(fā)展方向,具有廣闊的應(yīng)用前景。因此,能夠真實(shí)反映真實(shí)世界的三維顯示技術(shù),被譽(yù)為是“21 世紀(jì)最偉大的革命之一”。

      圖像顯示技術(shù)的最新發(fā)展趨勢(shì)

      上面已介紹了三大類(lèi)圖像顯示技術(shù),從介紹中也可看出它們的發(fā)展趨勢(shì)。

      平板顯示技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

      眾所周知,平板LCD顯示技術(shù)目前已基本取代了CRT顯示技術(shù),但由于LCD是被動(dòng)顯示技術(shù),而主動(dòng)顯示技術(shù)中,PDP與LED顯示技術(shù)雖有各自的特點(diǎn),但有的還未超過(guò)LCD,因而不能取代LCD。

      自O(shè)LED技術(shù)發(fā)展之后,其進(jìn)展相當(dāng)迅速。主要原因是它不需要長(zhǎng)晶格的制作過(guò)程,也沒(méi)有涉及晶粒制作程序,制造過(guò)程更較發(fā)光二極管簡(jiǎn)單。制作OLED的材料一般都是有機(jī)化合物,開(kāi)始使用純有機(jī)化合物,五、六年前發(fā)現(xiàn)將有機(jī)化合物混入金屬,有助提高OLED的亮度及效果。因此,現(xiàn)多用有機(jī)金屬混合物來(lái)制作。目前,OLED紅、綠、藍(lán)三色材料的發(fā)光效率和發(fā)光壽命均基本滿(mǎn)足實(shí)用化需求,現(xiàn)在的OLED 在亮度500cd/m2下,至少有20000h的工作時(shí)間。

      我國(guó)臺(tái)灣省以錸德公司為代表的一批企業(yè)已經(jīng)走到世界OLED產(chǎn)業(yè)化的前列;清華大學(xué)和維信諾公司已聯(lián)合建立了國(guó)內(nèi)第一條OLED生產(chǎn)線等。相信不久,在解決好大尺寸 OLED的長(zhǎng)期可靠性和使用壽命等后,OLED必將成為顯示器市場(chǎng)的主流。LCD花了15年時(shí)間才超過(guò)CRT成為電腦顯示器的主流技術(shù)。專(zhuān)家們預(yù)言,OLED將花費(fèi)更短的時(shí)間超越LCD。

      OLED顯示技術(shù)與LCD相比(如表1所示),各種參數(shù)均優(yōu)于LCD,因而OLED將在不久取代LCD,而成為顯示器市場(chǎng)的主流。

      表1 OLED和TFT-LCD顯示器的比較

      投影顯示與大屏顯示技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

      由前面介紹的投影顯示技術(shù)中,顯然其發(fā)展趨勢(shì)是向激光投影顯示技術(shù)方向發(fā)展。

      隨著信息化技術(shù)的提高,人們對(duì)于視覺(jué)欣賞的要求越來(lái)越高?!耙曈X(jué)沖擊力”成為人們?cè)u(píng)判顯示性能的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。視覺(jué)沖擊力不僅來(lái)自于清晰的畫(huà)面,還來(lái)自于超大尺寸的畫(huà)面。為了滿(mǎn)足這種訴求,大屏拼接應(yīng)運(yùn)而生。此外,能實(shí)現(xiàn)超大畫(huà)面的還有基于投影技術(shù)的邊緣融合技術(shù)。

      目前,比較常見(jiàn)的大屏幕拼接系統(tǒng),通常根據(jù)顯示單元的工作方式分為二個(gè)主要類(lèi)型:一是PDP、LED、LCD平板顯示單元拼接系統(tǒng),其缺點(diǎn)是有拼接縫隙; 二是DLP投影單元拼接系統(tǒng),其優(yōu)點(diǎn)是無(wú)拼接縫隙。邊緣融合拼接系統(tǒng)也是無(wú)縫拼接。

      所謂的邊緣融合技術(shù)就是將一組投影機(jī)投射出的畫(huà)面進(jìn)行邊緣重疊,并通過(guò)融合技術(shù)顯示出一個(gè)沒(méi)有縫隙 更加明亮、超大、高分辨率的整幅畫(huà)面,畫(huà)面的效果就好象是一臺(tái)投影機(jī)投射的畫(huà)質(zhì)。當(dāng)兩臺(tái)或多臺(tái)投影機(jī)組合投射一幅兩面時(shí),會(huì)有一部分影像燈光重疊,邊緣融合的最主要功能就是把兩臺(tái)投影機(jī)重疊部分的燈光亮度逐漸調(diào)低,使整幅畫(huà)面的亮度一致。邊緣融合的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是:

      增加圖像尺寸,畫(huà)面的完整性。多臺(tái)投影機(jī)拼接投射出來(lái)的畫(huà)面一定比單臺(tái)投影機(jī)投射出來(lái)的畫(huà)面尺寸更大;鮮艷靚麗的畫(huà)面,能帶給人們不同凡響的視覺(jué)沖擊,另外,采用無(wú)縫邊緣融合技術(shù)拼接而成的畫(huà)面,要很大程度上保證了畫(huà)面的完美性和色彩的一致性。

      增加分辨率。每臺(tái)投影機(jī)投射整幅圖像的一部分,這樣展現(xiàn)出的圖像分辨率被提高了。比如,一臺(tái)投影機(jī)的物理分辨率是800 ×600,三臺(tái)投影機(jī)融合25%后,圖像的分辨率就變成了2000 ×600。

      超高分辨率。同利用帶有多通道高分辨率輸出的圖像處理器和計(jì)算機(jī),可以產(chǎn)生每通道為1600×1200像素的三個(gè)或更多通道的合成圖像。如果融合25%的像素,可以通過(guò)減去多余的交疊像素產(chǎn)生的4000×1200分辨率圖像。目前市場(chǎng)上還沒(méi)有可在如此高的分辨率下操作的獨(dú)立顯示器。其解決辦法為使用投影機(jī)矩陣,每個(gè)投影機(jī)都以其最大分辨率運(yùn)行,合成后的分辨率是減去交疊區(qū)域像素后的總和。

      縮短投影距離。隨著無(wú)縫拼接的出現(xiàn),投影距離的縮短變成必然。比如,原來(lái)200英寸(4000×3000mm)的屏幕,如果要求沒(méi)有物理和光學(xué)拼縫,我們將只能采用一臺(tái)投影機(jī),投影距離=鏡頭焦距×屏幕寬度,采用光角鏡頭1.2:1,我們的投影距離也要4.8米,現(xiàn)在,我們采用了融邊技術(shù),同樣畫(huà)面沒(méi)有各種縫痕,我們的距離只需要2.4。

      特殊形狀的屏幕上投射成像。比如,在圓柱或球形的屏幕上投射畫(huà)面,單臺(tái)投影機(jī)就需要較遠(yuǎn)投影距離才可以覆蓋整個(gè)屏幕,而多臺(tái)投影機(jī)的組合不僅可以使投射畫(huà)面變大投影距離縮短,而且可使弧弦距縮短到盡量小,對(duì)圖像分辨率、明亮度和聚集效果來(lái)說(shuō)是一個(gè)更好的選擇。

      增加畫(huà)面層次感。由于采用了邊緣融合技術(shù),畫(huà)面的分辨率、亮度得到增強(qiáng),同時(shí)配合高質(zhì)量的投影屏幕,就可使得整個(gè)顯示系統(tǒng)的畫(huà)面層次感和表現(xiàn)力明顯增強(qiáng)。

      邊緣融合是一組投影機(jī)投射出的畫(huà)面進(jìn)行邊緣重疊,因此從理論上來(lái)講,利用邊緣融合技術(shù)顯示的畫(huà)面可以是無(wú)限大的而且是清晰的。而大屏拼接則會(huì)隨著顯示畫(huà)面的擴(kuò)大,無(wú)論是從技術(shù)上還是空間布局上都會(huì)更加困難。因此,具體來(lái)講,邊緣融合技術(shù)更加適用于空間較大的場(chǎng)所,即所謂超大的空間清晰應(yīng)用。

      在大屏拼接顯示技術(shù)中,其發(fā)展趨勢(shì)是向DLP、邊緣融合技術(shù)方向發(fā)展。

      3D立體顯示技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

      顯示技術(shù)經(jīng)歷了由黑白顯示到彩色顯示,由普通彩顯到高清晰度彩顯的過(guò)程,目前,平面顯示技術(shù)已經(jīng)取得了很大的成就。但因?yàn)榭陀^世界是一個(gè)三維世界,任何實(shí)物都具有x、y和z三維性,為了追求最大限度的真實(shí)重現(xiàn),其中主要的一種方式就是實(shí)現(xiàn)立體感。目前已商業(yè)化的顯示技術(shù),只能在平面顯示器(x,y)上實(shí)現(xiàn)對(duì)三維世界的表達(dá),在真實(shí)感上,離用眼睛直接去觀看客觀事物仍有很大差異。誠(chéng)然,平面顯示在某種程度上給人三維的立體感覺(jué),但只是在二維顯示技術(shù)基礎(chǔ)上基于心理的認(rèn)知,從本質(zhì)上講,不能算是真正物理意義上的三維立體顯示。現(xiàn)有的大部分立體顯示技術(shù),在顯示的視角上大多達(dá)不到廣角要求,因?yàn)樗鼈兠撎ビ诙S顯示,始終沒(méi)有擺脫傳統(tǒng)的二維顯示屏幕180°顯示空間的限制。此外,還要借助立體視鏡,或者要借助平面顯示屏上的“視差”效果。

      目前主流的三維顯示已經(jīng)占據(jù)了大半壁江山,已知的三維顯示設(shè)備包括立體視覺(jué)、頭盔式顯示器、CAVE、裸眼立體顯示器和真三維顯示等。

      在3D立體顯示技術(shù)中,將逐漸從主動(dòng)式眼鏡、偏光式眼鏡,朝向裸眼3D、真3D立體顯示技術(shù)方向發(fā)展。

      結(jié)束語(yǔ)

      最后,在結(jié)束本文之前,還需提出注意如下幾點(diǎn):

      安防監(jiān)控場(chǎng)景圖像顯示畫(huà)面與電視電影圖像顯示畫(huà)面的要求有著很大的差別。如在畫(huà)面內(nèi)容方面,電視講究好看,色彩豐富,場(chǎng)景壯觀;而監(jiān)控則要求畫(huà)面真實(shí),關(guān)注的對(duì)象細(xì)致可察,并不講究好看不好看。

      新一代超高清主要還是為大屏幕電視或電視墻設(shè)計(jì),因?yàn)樵诔R?guī)尺寸的電視上,肉眼無(wú)法分辨超高清電視技術(shù)帶來(lái)的畫(huà)面質(zhì)量的改善。在安防監(jiān)控領(lǐng)域,1600萬(wàn)像素的IPC已經(jīng)問(wèn)世,可達(dá)到4872×3248的超高分辨率。顯然,高清技術(shù)的發(fā)展將推動(dòng)圖像識(shí)別和智能分析技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

      顯示技術(shù)在歷經(jīng)黑白、彩色和數(shù)字高清顯示時(shí)代后,將迎來(lái)大色域顯示時(shí)代,因此顏色的真實(shí)再現(xiàn)是下一代顯示的關(guān)鍵。而激光顯示技術(shù)可使顯示圖像具有更大的色域表現(xiàn)空間,可以最真實(shí)地再現(xiàn)客觀世界豐富、艷麗的色彩。同時(shí)完全繼承數(shù)字高清時(shí)代的高分辨率、數(shù)字信號(hào)等特征,實(shí)現(xiàn)人類(lèi)有史以來(lái)最完美的色彩還原。目前,我國(guó)激光顯示技術(shù)已與世界同步,且激光顯示大屏已面世。

      未來(lái)的顯示器也將徹底擺脫線纜的束縛,“無(wú)線”讓時(shí)尚便攜顯示器成為可能。

      “空手”與手勢(shì)操控顯示器也絕對(duì)不是夢(mèng)想。

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