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”的原理來分解原始圖像的，通過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面，當(dāng)畫面經(jīng)過偏振眼睛時(shí)，由于偏振式眼睛的每只鏡片只能接受一個(gè)偏振方向的畫面，這樣人的左右眼就能接收兩組畫面，再經(jīng)過大腦合成立體影像。

　　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。

　　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面。通過給兩個(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，然后觀眾通過特定的偏振眼鏡，就能讓左右眼看到各自不同的畫面而互不干涉。

　　偏振放映技術(shù)目前在3D電影院中較為常見，在早期放映立體電影時(shí)，也曾經(jīng)使用過偏振眼鏡。但確切的說，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)看見一部分水平方向的圖像，水平偏振鏡片也會(huì)看見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?，F(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的不同畫面，通過人的視覺系統(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，立體感覺真實(shí)。

　　觀看角度大，偏振式3D技術(shù)不會(huì)像主動(dòng)快門式技術(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、無大小限制、無電子元件無輻射等優(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)存在的問題，未來偏振式3D技術(shù)必將成為主流。