三維影像液晶顯示器又稱立體液晶顯示器。由于人類的眼睛已經(jīng)習慣日常生活中三維立體影像,因此認為包含電影在內(nèi)及其他顯示器所顯示的畫面也應該是立體影像。為了滿足這一需要,科學家們不斷地對三次元立體影像技術(shù)進行研發(fā),于 20 世紀末開發(fā)出新一代三次元液晶顯示器。
1. 三維影像顯示器的核心技術(shù)
三維影像顯示器的核心技術(shù)是三維影像分割器。早在 1994 年日本 SANYO(三洋)公司就研發(fā)出不需專用眼鏡的三維立體影像分割器,利用這種影像分割器可以用來觀賞立體動態(tài)影像。
三維影像分割器的工作原理如圖 1 所示。它是根據(jù)視差障礙原理使影像交互排列,先通過細長的縱列光柵后才由兩眼捕捉觀察。由于進入左、右眼的縱向影像因視差障礙器被分開,所以造成左、右眼所捕捉的影像產(chǎn)生微小偏離,最后經(jīng)由視網(wǎng)膜當作三維影像讀取。

利用這種原理制作的三維立體影像分割器在使用時,只要觀賞者在觀賞畫面時固定在一定的觀賞位置,除了提供觀賞者左右兩眼影像之外,由影像正面的顯示區(qū)到最適當距離所涵蓋的區(qū)域,就可以產(chǎn)生立體視覺效果,觀賞者所觀察的影像就變成了正常的立體三次元影像。
2. 三維影像顯示器的特點
由于傳統(tǒng) LCD 的電子驅(qū)動液晶頭部檢測系統(tǒng)存在著由顯示器的畫面到觀視者之間的觀視距離的缺陷,在應用上受到極多的限制。為了縮短觀視距離、擴大應用領(lǐng)域,開發(fā)出新一代三次元顯示器,這種新型的顯示器具有以下技術(shù)特點:
( 1) 擴大了立體觀視范圍
傳統(tǒng)的不需專用眼鏡的三維立體影像顯示器,由于小畫面的視角比較小,在同樣水平方向時,小畫面前后方向的立體可視范圍比大畫面的立體可視范圍大。并可針對觀視者的位置將影像分割器的開口部位置以及 LCD 內(nèi)影像微調(diào)到最合適狀態(tài),因此無論觀視遠、近,觀視者都可以觀視到三次元立體影像。
根據(jù) LCD 上方的立體頭部檢測系統(tǒng)所偵測有關(guān)的觀視者二次元位置數(shù)據(jù)(前后左右),同時控制并切換LCD 左、右眼影像以及影像分割器的開口部位置,對立體觀視區(qū)以外的觀視者則進行上述個別影像分割控制,使前后方向的立體觀視區(qū)擴大三倍以上。
( 2) 有效地掌控最適合的立體觀視區(qū)能保持最適合的立體觀視位置
傳統(tǒng)的顯示器立體觀視區(qū)以外的部位極易發(fā)生波紋、失真或局部逆視等現(xiàn)象,長時間觀視容易造成眼睛疲勞、不易觀賞立體影像等問題。而新型電子式影像 分 割 器 與LCD,可隨時監(jiān)控觀視者的狀況,保持最適當?shù)牧Ⅲw觀視位置,不但可以防止逆視現(xiàn)象的發(fā)生,而且可以擴大三次元立體影像的可觀視效果。
( 3) 可顯示高畫質(zhì)二次元影像使用時,只需關(guān)閉電子驅(qū)動的 LCD 百頁窗,便可獲得與一般平面顯示器同樣的二次元影像。
( 4) 具有低價位的發(fā)展?jié)摿?/p>
新型電子式影像分割器與 LCD 的控制方法和結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低。因此,雖然目前價位較高,但它具有低價位的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
3. 三維影像顯示器的應用
由于三次元立體液晶顯示器存在價格較高,且只能單人使用的缺點,目前主要應用在工作站,漫畫、卡通等動畫制作,醫(yī)療用途,教育用途以及航空、汽車仿真教學和電子游樂器等領(lǐng)域。醫(yī)療用途如立體內(nèi)視鏡、立體顯微鏡、CT(計算機 X 射線斷層造影術(shù))、MRI(核磁共振成像) 醫(yī)療診斷、視覺機能檢查及導引系統(tǒng)手術(shù)等。
隨著數(shù)字信息技術(shù)的不斷發(fā)展和軟、硬件技術(shù)的不斷進步,未來的三次元立體影像的應用范圍會不斷擴大,三次元立體影像有廣泛的市場前景。