3D显示技术科普

先说3D，其实3D就是指的三维，简单说：x、y、z，后面的裸眼3D，全景，VR，AR，MR都离不开这个3D基础。那么通过3D建模手段形成的三维模型然后经过渲染后（3D内容资源）或加交互（交互3D内容）后，就形成3D内容。

从1950年出现分色眼镜即彩色滤光方式实现3D技术再到1980年出现快门式眼镜与偏光式眼镜辅助3D显示，再到2010年左右出现的虚拟与现实以AR/VR眼镜为代表+自由立体技术即裸眼3D显示技术为代表的发展历程，未来以真正的三维（裸眼）为主导的显示技术将会成为未来的方向与趋势。

效果图：

自由立体三维就是我们说的裸眼3D可分为光屏障式（Barrier）、柱状透镜(Lenticular Lens)技术和指向光源（Directional Backlight）

真正的三维显示最适合自然环境下的3D显示，观看的距离与位置不受限制，跟真实的环境一样，分辨率与真实无异。这是未来10-20年的方向，也是人类最想完成的。

国内外研究方向：多方向背光集成、基于光泳光学捕捉的3D立体显示、基于多模式声学捕获的3D显示、基于神经网络的计算全息图实时生成方法（MIT）、多维空间光学调控3D光场显示（北邮）、分层角谱全息显示（清华）

真正的三维显示目前问题：3D视角小、3D融合假、3D生成慢、3D信息少等问题。

带特殊功能就可以加红外感应点，产生更好的效果。如下图：

早期的CardBoard，到2016年HTC推出的基于PC端的Light house技术的HTC Vive，然后从outside-in定位技术再到outside-out的Pico。

一般称为MR眼镜、XR眼镜,也有叫增强现实眼镜，根据技术不同：HoloLens、Magic Leap、耐德佳显示技术公司的AR眼镜、亮风台AR眼镜、Rokid公司的AR眼镜、爱普生智能AR眼镜。AR眼镜现阶段有两个制约发展的点：1、视场角大小（FOV）2、体积

国内 缺点：显示出来的画面质量不高，视角有局限，

目前市场上有的：衍射光波导与阵列光波导，未来的发展是衍射光波导。

这个是比较适合普通人员眼镜使用的，如果是工业安防领域，可能需要更大的视角

小米发布的AR眼镜明确表示了：MicroLED光波导显像技术。通俗点说：将画面通过光线转折，再反射到人眼中。

元宇宙是整合多种新技术而产生的新型虚实相容的互联网应用和社会形态，基于显示技术提供沉浸式、互动式的体验，生成具有对应现实世界关系的镜像。

导语：随着数码科技的发展，数码已经融入了我们之中。3D显示技术可以分为眼镜式和裸眼式两大类。裸眼3D目前主要用于公用商务场合，将来还会应用到手机等便携式设备上。而在家用消费领域，无论是显示器、投影机或者电视，现在都是需要配合3D眼镜使用。目前主流的眼镜式3D技术有哪些?在眼镜式3D技术中，又可以细分出三种主要的类型：色差式、偏光式和主动快门式，也就是平常所说的色分法、光分法和时分法。

3D显示技术是什么

色差式3D技术，英文为Anaglyphic 3D，配合使用的是被动式红-蓝(或者红-绿、红-青)滤色3D眼镜。这种技术历史最为悠久，成像原理简单，实现成本相当低廉，眼镜成本仅为几块钱，但是3D画面效果也是最差的。色差式3D先由旋转的滤光轮分出光谱信息，使用不同颜色的滤光片进行画面滤光，使得一个图片能产生出两幅图像，人的每只眼睛都看见不同的图像。这样的`方法容易使画面边缘产生偏色。

偏光式3D技术也叫偏振式3D技术，英文为Polarization 3D，配合使用的是被动式偏光眼镜。偏光式3D技术的图像效果比色差式好，而且眼镜成本也不算太高，目前比较多电影院采用的也是该类技术，不过对显示设备的亮度要求较高。

目前在偏光式3D系统中，市场中较为主流的有RealD 3D、MasterImage 3D、杜比3D三种，RealD 3D技术市占率最高，且不受面板类型的影响，可以使任何支持3D功能的电视还原出3D影像。不过这种技术会使画面分辨率减半，很难实现真正的全高清3D影像，而且画面亮度也会被大大降低。在液晶电视上，应用偏光式3D技术要求电视具备240Hz以上刷新率。

主动快门式3D技术，英文为Active Shutter 3D，配合主动式快门3D眼镜使用。这种3D技术在电视和投影机上面应用得最为广泛，资源相对较多，而且图像效果出色，受到很多厂商推崇和采用，不过其匹配的3D眼镜价格较高。

主动快门式3D主要是通过提高画面的刷新率来实现3D效果的，通过把图像按帧一分为二，形成对应左眼和右眼的两组画面，连续交错显示出来，同时红外信号发射器将同步控制快门式3D眼镜的左右镜片开关，使左、右双眼能够在正确的时刻看到相应画面。这项技术能够保持画面的原始分辨率，很轻松地让用户享受到真正的全高清3D效果，而且不会造成画面亮度降低。

一般情况下，3D液晶电视屏幕刷新频率必须达到120Hz以上，也就是让左、右眼均接收到频率在60Hz以上的图像，才能保证用户看到连续而不闪烁的3D图像效果。目前，包括三星、松下、创维等品牌推出的3D电视，都是采用主动快门式3D技术。

现在的全息投影技术一共分为以下三种：1.在美国麻省一位叫Chad Dyne的29岁理工研究生发明了一种空气投影和交互技术，这是显示技术上的一个里程碑，它可以在气流形成的墙上投影出具有交互功能的图像。此技术来源海市蜃楼的原理，将图像投射在水蒸气上，由于分子震动不均衡，可以形成层次和立体感很强的图像。2.日本公司Science and Technology发明了一种可以用激光束来投射实体的3D影像，这种技术是利用氮气和氧气在空气中散开时，混合成的气体变成灼热的浆状物质，并在空气中形成一个短暂的3D图像。这种方法主要是不断在空气中进行小型爆破来实现的3.南加利福尼亚大学创新科技研究院的研究人员目前宣布他们成功研制一种360度全息显示屏，这种技术是将图像投影在一种高速旋转的镜子上从而实现三维图像，只不过好像有点危险可以说这些技术很多国家都在研制，毫不夸张的说这项技术它包含了未来，谁最先使用这项技术，谁就最先走入未来的先进技术行列。全息投影技术是全息摄影技术的逆向展示，本质上是通过在空气或者特殊的立体镜片上形成立体的影像。不同于平面银幕投影仅仅在二维表面通过透视、阴影等效果实现立体感，全息投影技术是真正呈现3D的影像，可以从360°的任何角度观看影像的不同侧面。4.有一种伪全息投影应用在现在的商业用途上。目前大体分为两类：投影机直接背投在全息投影膜上的也就是初音演唱会那种应用的。另一种是采用投影机或其他显示方法光源折射45度成像在幻影成像膜的全息投影，后者成像效果相对更炫一些，不过成本相对会高出很多，受场地限制也多一些。在水立方举办的聚仙游戏全息发布就是应用的幻影成像膜，用的LED屏折射光源，舞台效果很炫。2010年3月9号晚间世嘉公司举办了一场名为“初音未来日的感谢祭”“初音之日”（Miku's Day）的初音未来所谓的全息投影演唱会。投影机直接背投在全息投影膜，是全息，但不是最理想化的全息投影。

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