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Das Prinzip und der Forschungsfortschritt der autostereoskopischen Displaytechnologie
Dec 06, 2017

1. Binokulares parallaktisches stereoskopisches Display

Die stereoskopische Binokular-Parallax-Anzeigetechnologie imitiert das Prinzip der Beobachtung des menschlichen Auges. Wenn menschliche Augen Objekte beobachten, erhalten sie aufgrund der unterschiedlichen Positionen zweier Augen zwei leicht unterschiedliche Bilder (3D-Bildpaare). Zwei Bilder mit einer leicht unterschiedlichen Fusion des menschlichen Gehirns erzeugen Distanzsinn, Tiefenwahrnehmung und dreidimensionalen Sinn. Daher wird die binokulare parallaxen stereoskopische Anzeigetechnologie verwendet, um das Bild des linken / rechten Auges der erzeugten 3D-Bildpaare zu dem linken Auge / rechten Auge durch verschiedene technische Mittel zu übertragen, und das 3D-Bild wird durch die Fusion des menschlichen Gehirns erhalten 3D Bildpaar. Die duale stereoskopische Anzeigetechnologie kann in die zusätzliche stereoskopische Anzeigetechnologie und die freie stereoskopische Anzeigetechnologie unterteilt werden, je nachdem, ob die Hilfsvorrichtungen benötigt werden, um das 3D-Bild zu erhalten.


1.1 Zusätzliche stereoskopische Anzeigetechnologie

Die zusätzliche stereoskopische Anzeigetechnologie erfordert normalerweise, dass die Bilder für das linke Auge / rechte Auge mit Hilfe einer 3D-Brille oder eines Helms an das linke Auge / rechte Auge gesendet werden. Unter ihnen können 3D-Brille in drei Arten unterteilt werden: chromatische Aberration, polarisiertes Licht und Shutter. Die entsprechende Anzeigetechnologie wird als stereoskopische Farbdifferenzanzeigetechnologie, polarisierte stereoskopische Anzeigetechnologie und stereoskopische Blendenanzeigetechnologie bezeichnet. Farb-Stereo-Display Auge Bild-Technologie mit rot und grün (oder blau und rot) zwei Komplementärfarben zur gleichen Zeit angezeigt, können die Farbe 3D-Brille auf der linken und rechten Filter Licht vom gegenüberliegenden Bild absorbieren, so dass das linke Auge / 3D Bilder des rechten Auges wurden an das linke / rechte Auge gesendet.

Polarisierte stereoskopische Display-Technologie mit polarisiertem Licht Polarisationsrichtung senkrecht zum linken und rechten Auge Bilder gleichzeitig angezeigt, polarisierte 3D-Brille links und rechts mit der Polarisationsrichtung Polarisator ermöglicht nur konsistente Teil des Lichts durch, so dass das Bild des 3D-Bildes des linken / rechten Auges wurden an das linke / rechte Auge gesendet. Die LCD-Schaltergläser werden in der stereoskopischen Blendenanzeigetechnologie verwendet. Wenn der Flüssigkristall unter Druck gesetzt wird, kann er das auf die Gläser einfallende Licht abschirmen. In der Anzeige zeigt das Display abwechselnd die Bilder des linken / rechten Auges an und synchronisiert die Linsen des rechten / linken Auges, um die Spannung anzulegen, so dass die Linsen des rechten / linken Auges abwechselnd in einem opaken Zustand sind, so dass das linke Auge / das rechte Auge Das Auge kann nur das Bild für das linke Auge / das rechte Auge erhalten. Die auf dem Helm montierte stereoskopische Anzeigetechnologie verwendet zwei kleine Flachbildschirme zur Anzeige von 3D-Bildpaaren, vergrößert die Bilder mit einem optischen System und erzeugt dann ähnliche Ferneffekte. Da die Bilder für das linke Auge / rechte Auge dem linken Auge / rechten Auge entsprechen, können 3D-Bilder durch menschliche Gehirnfusion erzeugt werden. Obwohl die stereoskopische Zusatzanzeigetechnologie die erste und weithin beworbene stereoskopische Anzeigetechnologie ist, verhindert die Unannehmlichkeit, die durch Brillen oder Helme verursacht wird, die weitere Entwicklung der Technologie, und die Forscher wenden sich der Forschung der autostereoskopischen Anzeigetechnologie zu.


2. Kostenlose stereoskopische Display-Technologie

Die Technologie der freien stereoskopischen Anzeige kann das Bild des linken Auges / rechten Auges zum linken Auge / rechten Auge senden, ohne irgendwelche Hilfsvorrichtungen wie eine Brille oder einen Helm zu verwenden, daher wird es auch als 3D-Anzeigetechnologie mit bloßem Auge bezeichnet.

Die herkömmliche freie stereoskopische Anzeigetechnologie kann in eine frei stereoskopische Anzeigetechnologie vom Parallaxen-Prallplatten-Typ und säulenartigen Linsen-Typ unterteilt werden.


Wie in Fig. 1 gezeigt, eine schematische Darstellung einer Parallaxen-Ablenkplatten-freien stereoskopischen Anzeigetechnologie. Display-Pixel jeweils ungerade gerade Spalten um das Auge Bild anzeigen, der LCD-Bildschirm vor einem Prallzaun platziert, monokulare Beobachter sah eine Spalte von Pixeln auf dem Display durch einen Schlitz nur Baffle das letzte ungerade / gerade Pixel Licht kann nur durch empfangen werden das 3D-Bild des Gehirns und des linken / rechten Auges.

Aufgrund der Verwendung von Parallaxenschikanen werden die Leuchtdichte und der Energieverbrauch der Anzeigeteile stark reduziert. Auch weil die Verwendung von ungeraden und geraden Spaltenpixeln die Bilder des linken und rechten Auges getrennt anzeigt, macht die Auflösung des 3D-Bildes nur die Hälfte des Pixels des Anzeigefelds, wenn es in dem 2D angezeigt wird. Da nur die Hälfte der visuellen Beobachtung des Pixels sichtbar ist, wird zusätzlich ein Fence-Effekt erzeugt.

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2 zeigt das schematische Diagramm einer Mehrfachansicht-Parallaxen-Ablenkplatten-freien stereoskopischen Anzeigetechnologie. Um 3D-Bilder an mehreren Orten (mit mehreren 3D-Ansichten) zu erhalten, muss jeder Spalt mehreren Spalten (mehr als zwei Spalten) entsprechen, so dass die Auflösung von 3D-Bildern weiter reduziert wird.


Zusätzlich wird der Parallaxen-Prallflächen-Flächenanteil erhöht, wodurch die Bildschirmhelligkeit und der Energieverbrauch weiter reduziert werden. Um die Auflösung des 3D-Bildes zu erhöhen, ist es notwendig, die Größe des Schlitzes weiter zu reduzieren, was den Beugungseffekt verursacht und zu einer Verringerung der Bildqualität führt. Es kann gesehen werden, dass es eine gegenseitige Beschränkung zwischen der Auflösung und der Anzahl der Sichtwinkel der Parallaxen-Ablenkplatten-freien stereoskopischen Anzeige gibt.

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Fig. 3 zeigt ein schematisches Diagramm einer freien stereoskopischen Anzeigetechnologie vom Zylinderlinsen-Typ.

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Wie in 3 gezeigt, zeigen die ungeraden und geraden Spaltenpixel die Bilder des linken und rechten Auges auf dem Anzeigebildschirm an. Die Vorderseite des Displays ist mit einer Mikrosäulenlinse verbunden, und die Bildebene des LCD-Panels befindet sich in der Brennebene des Objektivs.

Aufgrund der Brechung der Linseneinheit wird das Licht in einen bestimmten Beobachtungsbereich geleitet, so dass das einzelne Auge nur eine Spalte von Pixeln auf dem Bildschirm durch die Linsenlinse sehen kann.

Schließlich kann das von den ungeraden / geraden Spaltenpixeln emittierte Licht nur vom linken / rechten Auge empfangen werden. Dann wird das 3D-Bild durch die Verschmelzung des menschlichen Gehirns erhalten. Da alles Licht durch das Objektiv durch das Auge empfangen werden kann, wird die Anzeige der Helligkeit nicht beeinflusst. Die Ausrichtung des Bildschirms mit der Mikrolinse ist jedoch schwierig, und es besteht immer noch ein Problem des Übersprechens zwischen den Bildern des linken und des rechten Auges. Außerdem ist die stereoskopische Anzeigetechnologie mit säulenartiger Linse das Vorhandensein einer gegenseitigen Beschränkung und eines Trellis-Effekts zwischen der Auflösung und der Anzahl der Perspektiven.