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偏振式3D显示技术原理及优缺点分析

时间：2010-11-05 14:47:34

关键字： 3D显示技术偏振光影像 3D电视

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[导读]被动眼睛式3D技术的主要代表就是偏振式，当然还有其他如红蓝式、红绿式等，不过因为3D效果太差以及色彩损失太严重，已经被淘汰。偏振式3D技术也叫偏光式3D技术、时分法3D技术，英文为PolarizaTIon 3D，配合使用的是被

被动眼睛式3D技术的主要代表就是偏振式，当然还有其他如红蓝式、红绿式等，不过因为3D效果太差以及色彩损失太严重，已经被淘汰。偏振式3D技术也叫偏光式3D技术、时分法3D技术，英文为PolarizaTIon 3D，配合使用的是被动式偏振3D眼镜。
　　偏振式3D是利用光线有“振动方向”的原理来分解原始图像的，通过在显示屏幕上加放偏光板，可以向观看者输送两幅偏振方向不同的两幅画面，当画面经过偏振眼睛时，由于偏振式眼睛的每只镜片只能接受一个偏振方向的画面，这样人的左右眼就能接收两组画面，再经过大脑合成立体影像。

　　原理

　　为什么带上偏振眼睛后能使左右眼看到完全不同的图像？这确实不太容易理解，关于偏振光和偏振眼睛的原理，这里仅作简要介绍。

　　光其实就是由互相垂直的电场和磁场形成的一种电磁波，自然光是很多电磁波的混合物，它在各个方向的振动是均匀的。当它以特定的角度(布儒斯特角)经过非金属表面后反射形成的眩光是偏振光。偏离了这个角度，就会有部分非偏振光混杂在偏振光里。部分偏振光是有程度的，偏离的角度越大，偏振光的成分越少，最终成为非偏振光。有了偏振光，有时会给我们照相带来不利，玻璃表面的反射光，使我们拍摄不到玻璃橱窗里面的东西，水面的反射光使我们拍摄不到水中的鱼。

　　但利用偏振光的这种特性正好满足立体电影的需求——让左右眼看到完全不同的画面。通过给两个投影机加装偏振片，让投影机投射出互相垂直的完全偏振光波，然后观众通过特定的偏振眼镜，就能让左右眼看到各自不同的画面而互不干涉。

　　偏振放映技术目前在3D电影院中较为常见，在早期放映立体电影时，也曾经使用过偏振眼镜。但确切的说，那时使用的眼镜应该叫线偏振眼镜。而现在普遍使用的圆偏振技术是在线偏振的基础上发展的，原理基本一致，但它在观看效果上比线偏振有了质的飞跃。

　　以前我们在使用线偏振眼镜看立体电影时，应始终保持眼镜处于水平状态，使水平偏振镜片看到水平偏振方向的图像，而垂直偏振镜片看到垂直偏振方向的图像。如果眼镜略有偏转，垂直偏振镜片就会看见一部分水平方向的图像，水平偏振镜片也会看见一部分垂直方向的图像，左、右眼就会看到明显的重影。

　　左旋和右旋偏振光波示意

　　而圆偏振光偏振方向是有规律的旋转着的，它可分为左旋偏振光和右旋偏振光，它们相互间的干扰非常小，它的通光特性和阻光特性基本不受旋转角度的影像。现在看偏振形式的3D电影时，观众佩戴的偏振眼镜片一个是左旋偏振片，另一个是右旋偏振片，也就是说观众的左右眼分别看到的是左旋偏振光和右旋偏振光带来的不同画面，通过人的视觉系统产生立体感。Real-D和Masterimage的3D放映辅助系统主要采用的就是这种技术。

　　优缺点

　　偏振式3D技术的色彩损失是最小的，色彩显示更为准确，更接近其原始值。鉴于眼镜的透镜本身几乎没有任何颜色，对用于偏振光系统的节目内容进行色彩纠正也更为容易。尤其是肤色，在一个偏振光系统中，看上去更为真实可信。偏振式3D技术的3D效果也比较突出，立体感觉真实。

　　观看角度大，偏振式3D技术不会像主动快门式技术一样只能水平观看3D影像，由于偏振光线的特性，左眼图像被右眼看到的情况几乎不可能发生，

　　所以偏振式3D眼睛倾斜到一定角度依然能显示高质量的3D画面，比如可以斜靠在沙发上看3D电视。

　　偏振式3D技术还有眼镜成本低、佩戴舒适、无大小限制、无电子元件无辐射等优点。偏振式3D眼镜只是在普通眼镜的表层镀上偏光层，成本非常低廉，而且镜片可大可小，眼镜轻便佩戴舒适，原来戴眼镜的朋友也可以使用，眼镜边缘色彩均匀，不会因为镜片太小看到眼镜的黑框。同时偏振式3D眼镜不含电子元件，无辐射，更加健康环保。

　　偏振式3D技术也有它的缺点，首先是水平方向分辨率减半、亮度损失。因偏光原理，这种技术会使画面水平方向分辨率减半，很难实现真正的全高清分辨率3D影像，同时画面亮度因偏振光原理受到损失，所以偏振式3D技术对显示设备的要求较高。

　　其次，偏振式3D技术成本较高。因为偏振式3D技术对显示面板有特殊要求，不想主动快门式技术只要屏幕刷新率达到120Hz就可以导入，必须在面板外层加装偏光层，所以造成面板成本增加。

　　因偏振式3D技术的特点，目前主要应用于电影院等观看人数较多的公共场所，而3D平板电视主要采用主动快门式3D技术。目前以三星、索尼等为代表厂商推出的3D电视都是使用主动快门式技术。偏振式3D电视目前只有TCL和LG各有一款产品，但是随着台湾液晶面板大厂友达光电宣布量产65英寸的偏光式3D液晶面板，部分电视厂商跃跃欲试，如果解决目前偏振式技术存在的问题，未来偏振式3D技术必将成为主流。