偏振式3D顯示技術(shù)原理及優(yōu)缺點(diǎn)分析

被動(dòng)眼睛式3D技術(shù)的主要代表就是偏振式，當(dāng)然還有其他如紅藍(lán)式、紅綠式等，不過(guò)因?yàn)?D效果太差以及色彩損失太嚴(yán)重，已經(jīng)被淘汰。偏振式3D技術(shù)也叫偏光式3D技術(shù)、時(shí)分法3D技術(shù)，英文為PolarizaTIon 3D，配合使用的是被動(dòng)式偏振3D眼鏡。
　　偏振式3D是利用光線有“振動(dòng)方向”的原理來(lái)分解原始圖像的，通過(guò)在顯示屏幕上加放偏光板，可以向觀看者輸送兩幅偏振方向不同的兩幅畫(huà)面，當(dāng)畫(huà)面經(jīng)過(guò)偏振眼睛時(shí)，由于偏振式眼睛的每只鏡片只能接受一個(gè)偏振方向的畫(huà)面，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。

　　原理

　　為什么帶上偏振眼睛后能使左右眼看到完全不同的圖像？這確實(shí)不太容易理解，關(guān)于偏振光和偏振眼睛的原理，這里僅作簡(jiǎn)要介紹。

　　光其實(shí)就是由互相垂直的電場(chǎng)和磁場(chǎng)形成的一種電磁波，自然光是很多電磁波的混合物，它在各個(gè)方向的振動(dòng)是均勻的。當(dāng)它以特定的角度(布儒斯特角)經(jīng)過(guò)非金屬表面后反射形成的眩光是偏振光。偏離了這個(gè)角度，就會(huì)有部分非偏振光混雜在偏振光里。部分偏振光是有程度的，偏離的角度越大，偏振光的成分越少，最終成為非偏振光。有了偏振光，有時(shí)會(huì)給我們照相帶來(lái)不利，玻璃表面的反射光，使我們拍攝不到玻璃櫥窗里面的東西，水面的反射光使我們拍攝不到水中的魚(yú)。

　　但利用偏振光的這種特性正好滿足立體電影的需求——讓左右眼看到完全不同的畫(huà)面。通過(guò)給兩個(gè)投影機(jī)加裝偏振片，讓投影機(jī)投射出互相垂直的完全偏振光波，然后觀眾通過(guò)特定的偏振眼鏡，就能讓左右眼看到各自不同的畫(huà)面而互不干涉。

　　偏振放映技術(shù)目前在3D電影院中較為常見(jiàn)，在早期放映立體電影時(shí)，也曾經(jīng)使用過(guò)偏振眼鏡。但確切的說(shuō)，那時(shí)使用的眼鏡應(yīng)該叫線偏振眼鏡。而現(xiàn)在普遍使用的圓偏振技術(shù)是在線偏振的基礎(chǔ)上發(fā)展的，原理基本一致，但它在觀看效果上比線偏振有了質(zhì)的飛躍。

　　以前我們?cè)谑褂镁€偏振眼鏡看立體電影時(shí)，應(yīng)始終保持眼鏡處于水平狀態(tài)，使水平偏振鏡片看到水平偏振方向的圖像，而垂直偏振鏡片看到垂直偏振方向的圖像。如果眼鏡略有偏轉(zhuǎn)，垂直偏振鏡片就會(huì)看見(jiàn)一部分水平方向的圖像，水平偏振鏡片也會(huì)看見(jiàn)一部分垂直方向的圖像，左、右眼就會(huì)看到明顯的重影。

　　左旋和右旋偏振光波示意

　　而圓偏振光偏振方向是有規(guī)律的旋轉(zhuǎn)著的，它可分為左旋偏振光和右旋偏振光，它們相互間的干擾非常小，它的通光特性和阻光特性基本不受旋轉(zhuǎn)角度的影像。現(xiàn)在看偏振形式的3D電影時(shí)，觀眾佩戴的偏振眼鏡片一個(gè)是左旋偏振片，另一個(gè)是右旋偏振片，也就是說(shuō)觀眾的左右眼分別看到的是左旋偏振光和右旋偏振光帶來(lái)的不同畫(huà)面，通過(guò)人的視覺(jué)系統(tǒng)產(chǎn)生立體感。Real-D和Masterimage的3D放映輔助系統(tǒng)主要采用的就是這種技術(shù)。

　　優(yōu)缺點(diǎn)

　　偏振式3D技術(shù)的色彩損失是最小的，色彩顯示更為準(zhǔn)確，更接近其原始值。鑒于眼鏡的透鏡本身幾乎沒(méi)有任何顏色，對(duì)用于偏振光系統(tǒng)的節(jié)目?jī)?nèi)容進(jìn)行色彩糾正也更為容易。尤其是膚色，在一個(gè)偏振光系統(tǒng)中，看上去更為真實(shí)可信。偏振式3D技術(shù)的3D效果也比較突出，立體感覺(jué)真實(shí)。

　　觀看角度大，偏振式3D技術(shù)不會(huì)像主動(dòng)快門(mén)式技術(shù)一樣只能水平觀看3D影像，由于偏振光線的特性，左眼圖像被右眼看到的情況幾乎不可能發(fā)生，

　　所以偏振式3D眼睛傾斜到一定角度依然能顯示高質(zhì)量的3D畫(huà)面，比如可以斜靠在沙發(fā)上看3D電視。

　　偏振式3D技術(shù)還有眼鏡成本低、佩戴舒適、無(wú)大小限制、無(wú)電子元件無(wú)輻射等優(yōu)點(diǎn)。偏振式3D眼鏡只是在普通眼鏡的表層鍍上偏光層，成本非常低廉，而且鏡片可大可小，眼鏡輕便佩戴舒適，原來(lái)戴眼鏡的朋友也可以使用，眼鏡邊緣色彩均勻，不會(huì)因?yàn)殓R片太小看到眼鏡的黑框。同時(shí)偏振式3D眼鏡不含電子元件，無(wú)輻射，更加健康環(huán)保。

　　偏振式3D技術(shù)也有它的缺點(diǎn)，首先是水平方向分辨率減半、亮度損失。因偏光原理，這種技術(shù)會(huì)使畫(huà)面水平方向分辨率減半，很難實(shí)現(xiàn)真正的全高清分辨率3D影像，同時(shí)畫(huà)面亮度因偏振光原理受到損失，所以偏振式3D技術(shù)對(duì)顯示設(shè)備的要求較高。

　　其次，偏振式3D技術(shù)成本較高。因?yàn)槠袷?D技術(shù)對(duì)顯示面板有特殊要求，不想主動(dòng)快門(mén)式技術(shù)只要屏幕刷新率達(dá)到120Hz就可以導(dǎo)入，必須在面板外層加裝偏光層，所以造成面板成本增加。

　　因偏振式3D技術(shù)的特點(diǎn)，目前主要應(yīng)用于電影院等觀看人數(shù)較多的公共場(chǎng)所，而3D平板電視主要采用主動(dòng)快門(mén)式3D技術(shù)。目前以三星、索尼等為代表廠商推出的3D電視都是使用主動(dòng)快門(mén)式技術(shù)。偏振式3D電視目前只有TCL和LG各有一款產(chǎn)品，但是隨著臺(tái)灣液晶面板大廠友達(dá)光電宣布量產(chǎn)65英寸的偏光式3D液晶面板，部分電視廠商躍躍欲試，如果解決目前偏振式技術(shù)存在的問(wèn)題，未來(lái)偏振式3D技術(shù)必將成為主流。