偏振式3D顯示技術原理及優(yōu)缺點分析

    被動眼睛式3D技術的主要代表就是偏振式，當然還有其他如紅藍式、紅綠式等，不過因為3D效果太差以及色彩損失太嚴重，已經被淘汰。偏振式3D技術也叫偏光式3D技術、時分法3D技術，英文為Polarization 3D，配合使用的是被動式偏振3D眼鏡。

    偏振式3D是利用光線有“振動方向”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，當畫面經過偏振眼睛時，由于偏振式眼睛的每只鏡片只能接受一個偏振方向的畫面，這樣人的左右眼就能接收兩組畫面，再經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？這確實不太容易理解，關于偏振光和偏振眼睛的原理，這里僅作簡要介紹。

    光其實就是由互相垂直的電場和磁場形成的一種電磁波，自然光是很多電磁波的混合物，它在各個方向的振動是均勻的。當它以特定的角度(布儒斯特角)經過非金屬表面后反射形成的眩光是偏振光。偏離了這個角度，就會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，有時會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。通過給兩個投影機加裝偏振片，讓投影機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。

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

    以前我們在使用線偏振眼鏡看立體電影時，應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，垂直偏振鏡片就會看見一部分水平方向的圖像，水平偏振鏡片也會看見一部分垂直方向的圖像，左、右眼就會看到明顯的重影。

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角度的影像�，F在看偏振形式的3D電影時，觀眾佩戴的偏振眼鏡片一個是左旋偏振片，另一個是右旋偏振片，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。

    優(yōu)缺點

    偏振式3D技術的色彩損失是最小的，色彩顯示更為準確，更接近其原始值。鑒于眼鏡的透鏡本身幾乎沒有任何顏色，對用于偏振光系統(tǒng)的節(jié)目內容進行色彩糾正也更為容易。尤其是膚色，在一個偏振光系統(tǒng)中，看上去更為真實可信。偏振式3D技術的3D效果也比較突出，立體感覺真實。

    觀看角度大，偏振式3D技術不會像主動快門式技術一樣只能水平觀看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。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，不會因為鏡片太小看到眼鏡的黑框。同時偏振式3D眼鏡不含電子元件，無輻射，更加健康環(huán)保。

    偏振式3D技術也有它的缺點，首先是水平方向分辨率減半、亮度損失。因偏光原理，這種技術會使畫面水平方向分辨率減半，很難實現真正的全高清分辨率3D影像，同時畫面亮度因偏振光原理受到損失，所以偏振式3D技術對顯示設備的要求較高。

    其次，偏振式3D技術成本較高。因為偏振式3D技術對顯示面板有特殊要求，不想主動快門式技術只要屏幕刷新率達到120Hz就可以導入，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技術的特點，目前主要應用于電影院等觀看人數較多的公共場所，而3D平板電視主要采用主動快門式3D技術。目前以三星、索尼等為代表廠商推出的3D電視都是使用主動快門式技術。偏振式3D電視目前只有TCL和LG各有一款產品，但是隨著臺灣液晶面板大廠友達光電宣布量產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存在的問題，未來偏振式3D技術必將成為主流。