曾经出现的各种立体眼镜有很多,如Anaglyph 3D Glasses——红绿或红蓝眼镜,被用于3D网站、立体电影或电视节目、立体电玩以及立体照片;Polarized 3D Glasses——包含线偏极或圆偏极的3D眼镜,主要用于立体雷射秀、立体动感电影院及3D电影;Pulfrich3D Glasses——由一片深色镜片及一片透明镜片组成,用于立体电视节目、录影带及多媒体电脑影片;Shutter 3D Glasses——包含有线或无线液晶偏极3D眼镜、同步信号发射器等,主要用于立体雷射秀、3D虚拟实境、立体电视节目;HMD头盔式显示器—使用微型显示面板(micro-display),用于立体电子游戏、3D虚拟实境。
自2004年夏普及飞利浦等厂商陆续开发并成功量产3D显示器以来,距今已数年,然而始终苦于价差悬殊及缺乏影像内容,难以开拓市场规模。奇美与三星虽相继与PC游戏厂商合作,推出具备3D功能的显示器及PDP TV,但采用传统的技术,消费者仍需配挂特殊眼镜,方能观赏3D影像,也降低了消费者采用意愿。
飞利浦为无须配挂特殊眼镜的3D显示技术先驱之一,其双凸透镜技术相较于夏普发展的视差障壁技术(parallax barrier),虽有制程较困难的缺点,但拥有较自然的画质及较高的辉度。此次Digital Signage Expo 2008展场中,飞利浦除展出其早已量产的42英寸及20英寸3D显示器外,还展出由9片42英寸面板拼贴而成,约达126英寸的3D显示器,这些3D显示器均采用双凸透镜技术。其中,42英寸机型在2D模式下分辨率为Full HD(1920×1080),而在3D模式下,由于飞利浦将上下左右均划分为3个次像素,以提升可观测3D影像的角度,分辨率减为640×360。而126英寸机型由于拥有尺寸较大的优势,相较旧有机型可观测3D效果范围更广。
曾与飞利浦合资成立LPL的LG,亦展出了同样采用双凸透镜技术的42英寸3D显示器。相较于飞利浦的展品,LG的展品在2D模式下分辨率同样是Full HD,亦为提升可观测3D效果的距离,3D模式下其分辨率降为VGA(640×480),但可观测3D距离提升为7公尺。另外,LG的展品面板额缘较窄,仅29mm,使显示器整机的重量与体积有效降低。
2008年,三星又发布了一款46英寸3D液晶显示器,这款液晶显示器也无须佩戴专用的3D眼镜,只用裸眼就可以欣赏到栩栩如生的三维画面了。但在观看3D内容时,需要和显示器保持一段有效距离,在和显示器距离较近时,我们不会看到3D的画面,因此三星没有推出小尺寸、针对桌面用户的3D显示器。
在美国拉斯维加斯举办的公用显示器展会Digital Signage Expo 2008上,除传统平面显示器外,具备3D显示功能的大尺寸显示器亦吸引了众多厂商目光。除多数厂商均采用由飞利浦开发,且早已量产的双凸透镜(LenTIcular)技术外,Provision更展出投影式3D显示器,较一般3D平面显示器更为逼真。美国厂商Provision推出的采用投影式技术的3D显示器,同样无须配挂特殊眼镜,即可看到浮于空中的产品影像,较双凸透镜技术更为逼真。该技术相较于传统将平面影像投射于雾中的投影式3D显示技术,有效观测距离更远,可达30公尺,视角也可达上下左右各60°。至于该投影式3D显示器的主要应用情境,据悉将以Kiosk(广告亭)为主。Provision在Digital Signage Expo 2008展场中的展品即为1台推广饮料的Kiosk,上端透过3D显示器展示该商品包装外观,而在机体侧面的TFT-LCD则展示该商品的商品特性,透过图文双管齐下,吸引消费者购买商品。
现有3D显示器技术多半利用人类双眼视差,使消费者观测出虚拟景深,但如此一来,长久盯着3D显示器容易产生眼睛疲劳、颈部酸痛现象。另外,现有3D显示技术多将像素分割以制造视差,使3D模式分辨率将减为2D模式的一半,甚至更低,也影响了消费者采购意愿。在这些瓶颈短期内难以突破状况下,公用显示器是否可能成为须需配挂特殊眼镜的3D平面显示技术的另一个天地呢?
公用显示器与家用显示器在应用上相当不同。首先,为吸引观众目光,公用显示器常尺寸比一般家用电视更大,但由于观测距离较远,公用显示器对分辨率的要求较家用显示器低。其次,公用显示器主要功用为广告,迅速吸引路过民众,而非如家用显示器,以观赏影片为主要目的,因此,前述现行3D显示技术的缺点,在公用显示器的使用情境下重要性降低,故公用显示器亦有可能成为3D显示器迈向规模经济的活路。3D显示器相较一般2D显示器,有更吸引大众目光的优点,带动广告效益能力大幅提升;一般而言,公用显示器采购量大,使经济规模较家用显示器更容易建立,但优越的质量能否抵销悬殊的价差仍将是3D显示器在公用显示器市场能否开疆拓土的重大关键。
如前述,较适合用于公用显示器的3D显示技术,无论双凸透镜或投影技术,在材料及制程成本上,均远高于一般TFT-LCD,也使3D显示器售价在现阶段尚难降低。约为一般平面显示器的3~4倍,如此一来,虽然3D显示器可呈现一般显示器无法显示的景象,但由于技术仍有进步空间加上价格难以降低,目前仍未成为消费者与广告主认定必须拥有的条件。
正当业界期盼3D技术能在下一代的电视机上流行时,已有日本厂商考虑先一步开发出把3D影像导入行动电话屏幕的方法。Seiko Epson最近在日本推出了预计在两年内上市的2.57英寸彩色液晶3D显示器。这种3D液晶面板号称不需要采用特殊的玻璃。
要在手机屏幕上显示3D影像是一项特殊的挑战,最主要障碍在于无法确定用户与屏幕之间的固定观看距离。传统上,3D显示器给每只眼睛呈现稍微不同的影像;影像会首先被分开,然后在液晶面板上被显示出来。透镜的镜头被放置在液晶面板的前面,以便于来自不同角度的影像不会同时抵达同一只眼睛。当LCD面板与观看者的眼睛之间设立了固定的距离时,3D影像的显示就不需要附加的设备。行动电话用户常常要倾斜手机的LCD面板,因而造成观看点的变化。对于这个问题采用的解决方案是从多个角度撷取物体的影像、然后把影像分离并在屏幕上尽可能多地显示多幅图像。对被显示在屏幕上的物体来说,被分离的影像越多,所产生的影像深度就越大。然而,连续地增加“分离”影像的数量,会降低3D影像的分辨率,因为在LCD面板上所采用的像素数是一定的。
因为3D显示器的发展目前并不十分受消费者需求的驱动,所以关键是把3D显示的影像分辨率维持在与2D显示的分辨率一样。问题在于如何在显示平滑3D影像的同时维持它的高质量。Seiko Epson的解决方案是抵达每一个观看点的变窄的影像宽度,以及在它的LCD显示器上形成的特殊像素队列。当观看点水平地变化时,在观看点上的影像宽度,是由同一影像的可观看范围来定义。通常该范围被设置为62~65mm,类似于右眼和左眼之间的距离。在这个间距上,LCD面板上可显示的3D影像的数量被限制为4个。而Seiko Epson工程师把可观看宽度收窄为31~32.5mm,这就允许8幅经分离的3D影像被显示在LCD面板上,因而创造更为平滑的3D观看效果。这种方法还意味着你能看到的影像分辨率将下降为最初LCD面板影像分辨率的1/8。为解决这个问题,Seiko Epson为形成一个像素的RGB点创造了新的校准方法(alignment),像是楼梯那样安排各个RGB点,而不是在LCD面板上把每一个RGB点水平地排列。新的校准方法把影像(分辨率)的退化最小化,水平方向减少至3/8,而垂直方向减少至1/3。人眼的特性对于水平分辨率会较敏感;利用一片1024×786像素的(XGA)LCD面板,据研究人员表示,已经能够成功地经由观看点显示384×256像素(QVGA质量)的3D影像。
在3D显示器方面,为了提高影像的临场感,并减轻长时间观看的视觉疲劳,需要开发解析度高的显示器。