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厉害了这家中国公司,拥有全球唯一整套裸眼3D专利

AR酱
2017-01-14
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有没有觉得这个标题很熟悉?继《厉害了外国的小哥,单摄像头实时获得深度信息》这篇“厉害体”之后,AR酱发现一家非常低调的中国公司——康得新。

它是全球唯一整套3D技术专利持有者,也是全球唯一3D全产业链制造商,以及全球首个互联网+3D产业生态链。

今天的主角是裸眼3D,也是康得新的核心竞争力所在,又有谁能知道,起初仅仅是一家光学薄膜厂商,怎么会在三维(3D)显示器业务上做得风生水起?还在2016年成立了互联网3D事业群和互联网应用事业群,一下子就从一个传统的单纯的材料厂商,化身为一个高科技现代化的聚焦前沿型公司。

(虽然这个配图不太互联网,但内容绝对互联网)

裸眼3D最大的好处是无需佩戴设备就可以用肉眼看到3D的视觉效果,而最核心的部件就是显示屏,可谓是扩展人们视觉维度的一个低成本的解决方案。

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怎么样才能用肉眼看到3D效果?

想要用肉眼看到3D效果,需要保证双眼具有视差,也就是两只眼睛看到的图像有轻微的不同。

因为只有这样才能“欺骗”我们的眼睛和大脑,正如在看3D电影时,其实你的左右眼镜片可以透过的图像是不一样的。老式的3D眼镜,甚至是两种不同的颜色。

红蓝效果的眼镜,代表可以透过的光不同,红色镜片仅仅可以透过红色的光,而蓝色镜片仅仅可以透过蓝色的光,这样带着红蓝眼镜在看下图这样的影像时,因为左右眼看到的图像有细微的不同,就会产生立体感。

包括VR虚拟现实眼镜,也是一样的道理,两个镜片看到的图像是相似且有偏差的,所以才会在脑海里被处理为:“嗯,我身处一个立体的世界之中。“

其实Magic Leap在搞的裸眼3D光场技术原理深究起来也是类似,是让不同方向的光进入人的两只眼睛中,人就像看真实的立体实物一般,看到虚拟的物体。

但这个技术成本高,难度较大,光考虑材料就已经是一个坎。不知道Magic Leap什么时候才能交付。

裸眼3D的三种实现方式

直观来讲,就是利用遮挡、折射等引导部分光线的方法,使双眼看到两幅具有视差信息的画面,从而产生立体视觉的效果。

裸眼3D分为光屏障式,柱状透镜技术和指向光源三种,观众需要和显示设备保持一定的未知才可以看到3D效果的图像(3D效果受视角影响比较大)

光屏障式——使用一个开关液晶屏、偏振膜和高分子液晶层,制造出一系列90°垂直条纹,这些条纹宽几十微米,通过他们的光形成了垂直的细条栅模式,这样应该由左眼看到的图像显示在液晶屏上时,不透明的条纹会遮挡右眼;同理相反,这样可以达到分开左右眼可视画面的目的,使人看到3D影像。但是因为被挡住啦,所以影像的分辨率和亮度肯定要下降了。

柱状透镜技术——相对于光屏障式的优势是亮度不会受到影响。在液晶显示器的前面加上一层柱状透镜,使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上,这样在每个柱透镜下面的图像的像素被分成几个子像素,这样透镜就可以以不同的方向投射每个子像素。于是双眼从不同的角度观看显示器,就可以看到不同的子像素。

指向光源技术——搭配两组LED,配合快速反应的LCD面板和驱动方法,让3D内容以排序方式进入观看者的左右眼互换影像产生视差,进而使人眼感受到3D效果。

然而这些方案的共同缺点是需要一个有效观看区域,只能在预定位置可以看到正常的立体图像,在预定位置意外,会产生图像颠倒和畸变的问题。

怎么解决呢?解决办法有很多,比如用三维相机识别观察者的位置,在显示器上显示合成图像,用颜色提示观察者的位置是否合适;限制观众移动;检测人眼位置,进行显示视图的调整;或者怎么提示人看哪里。

例如专利《裸眼3D观看区域提醒办法》提到了指向性光源装置,然而什么是指向性光源装置呢?它被安装在3D显示器的特定区域或者观看区域的特定空间,在显示器播放3D内容的时候,通过指向性光源的光线组合,在显示器的地面上投射出最佳观看区域。

裸眼3D的材料学基理

包括显示模块和光学模块,他们的位置关系是——光学模块在显示模块的表面上。

(虽然很枯燥,但很重要!)这里值得一提的是微结构层,目前主要是在透明基材层上成型固化一层具有柱状结构的UV树脂层,形成柱状透镜光栅层,或者直接使用挤出成型技术在同一材质上制作出柱状透镜结构,透明基材层通常为PET等塑料聚合物,容易随着温度、湿度等环境变化发生膨胀或者收缩,进而使得柱状透镜光栅层的形状也随之改变,会影响3D的显示效果。触摸屏的性能比较稳定,所以微结构层直接成型在触摸屏上,可以保证微结构层的性能稳定,形状不会随着环境变化而变化,从而保证了3D显示装置的显示效果。

1. 显示模块——11:背光模组——提供均匀稳定可靠的背光源;12:液晶显示面板——显示具有连续视差的图像

2. 光学模组——分像作用,以特定形式同时显示于液晶显示面板12的左右眼图分别投射到观看者的左右眼所在位置。23:玻璃触摸屏;22:微结构层——柱状透镜阵列层

康得新会改变3D消费界么?

从2016年下半年开始,康得新已经展露他的野心。

2017年1月8日,康得新与荷兰皇家飞利浦展开裸眼3D领域的深度战略合作

2016年10月,康得新携手中兴推出裸眼3D全体验手机——天机7 MAX已经上市。

康得新在CES 2017上推出多款新一代转向柱镜式裸眼3D技术产品,包括55英寸电视机、平板电脑、手机和笔记本电脑。

材料出身的康得新,也在探索光场技术的发展。设置光场显示研发中心,不止步于裸眼3D,对下一代立体全息显示技术进行了前沿式布局。利用Ostendo的光场显示技术,使得未来实现最真实的悬浮式立体全息显示成为可能。

真的可以实现么?AR酱有信心,比Magic Leap强,至少在做好光场之前,他们已经把裸眼3D解释得很清楚了。

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