隨著3D立體投影技術的迅速發展和技術成熟,特別是《阿凡達》刮起的3D電影的旋風使得3D立體投影技術已經成為近在眼前的應用,而虛擬建造、虛擬設計、虛擬漫游等虛擬仿真應用對立體顯示的需求也越來越高,無論是展會,媒體發布,影院還是企業宣傳,虛擬仿真,甚至是家庭娛樂立體投影應用已經呈現爆發式的增長。對于3D立體投影的臨場體驗而言,畫面的幅度和亮度都是非常重要的影響因素,為了獲得震撼的超寬沉浸3D效果和用相對經濟的投影設備獲得足夠的亮度,立體投影結合多通道無縫邊緣融合成為立體投影系統的*。
由于這兩種技術都是處于蓬勃發展之中的*技術,兩者結合可以將視覺體驗發揮到一個新的高度,可以說多通道邊緣融合將視覺廣度推向*而結合立體應用又一次將畫面深度推向高峰。在立體投影中增加運用多通道邊緣融合技術不僅可以增強畫面效果,而且設計合理的系統可以極大降低整個系統的成本,因為高分辨率高亮度的單臺立體投影機價格非常高昂,而通過恰當的投影機組合可以用性價比高很多的投影機實現效果的立體寬超寬畫面,但是面對眾多的技術實現方式,怎樣有機的結合他們,他們又有何優缺點,怎么發揮出各自所長也是許多用戶和工程人員面臨的問題。
大視電子120Hz主動立體邊緣融合和主動立體轉被動立體邊緣融合演示,給大家一個身臨其境理解和體驗立體顯示技術的機會,這里我們通過與大視電子的資深工程師深入交流獲得了更詳細的技術資料,希望能夠幫助大家進一步理解這一系列前沿技術。
對于3D投影顯示技術而言按照zui終的實現方式主要分為主動式和被動式兩種實現方式,在多通道邊緣融合立體投影系統中也是一樣的,被動式立體投影發展較早,早期的借助雙眼分色的紅藍紅綠被動投影,到后來的線偏振和圓偏振3D立體投影技術都可以被認為是被動式3D解決方案。
大視純硬件被動立體典型雙通道邊緣融合構成 被動投影的優勢是對用戶眼鏡要求低只需要價格低廉的偏振片眼鏡,沒有同步要求,但是大多數被動投影需要借助更多臺的投影機(一般為投影通道數的兩倍,也有部分技術可以減少如RealD技術,利用偏振結合的z-screen但是其代價高昂,應用也有不少限制),更多通道的融合機,同時對幕布系統的要求高,使得整個系統的代價比較高昂,比較適合于觀眾數量比較多的場合。在左右眼的分離上需要借助偏振片放在投影機輸出光路上,再利用和左右眼偏振片的對應關系實現左右眼立體。
但是被動3D系統也有*的優勢,由于運用兩個投影的疊加,光強比較容易做好,同時眼鏡的成本優勢大,如果觀眾人數達到上百人的場合,被動投影的優勢就體現出來。同時被動投影的眼鏡可以做到很輕薄,有利于觀眾佩戴,回收使用成本也低,由于被動投影單臺投影機的傳輸帶寬要求不高,只需要普通的60Hz投影系統即可,因此在多通道應用中對融合機的硬件性能不會提出苛刻的要求,但是是以更多的通道數作為代價,在一個典型的三通道融合投影系統中,需要六路通道輸出,被動立體融合機的輸入一般采用雙輸入,輸入信號分別是供左右眼的60Hz信號即可,一般采用顯卡的雙頭輸出來作為信號源。典型的硬件被動立體融合機具備兩個DVI輸入,分別接受左右眼60Hz信號的輸入,圖一展示了一個典型的由大視電子純硬件被動立體邊緣融合機構成的雙通道被動立體融合系統的框圖。
主動立體系統眼鏡原理 主動式投影系統近年來發展迅速,主要得益于Nvidia的3Dvision和TI的DLP-link技術的推廣使得主動投影技術逐漸成為一種主流技術配置,大大降低了立體投影的門檻。主動立體技術要求觀眾佩戴采用主動快門的眼鏡眼鏡,配合能夠支持120Hz輸入的主動立體投影機,主動立體技術對環境依賴較低,普遍反映主動立體技術在相同條件下的實現效果更加,同時主動立體技術不需要被動偏振技術所必須的金屬非極化幕布系統,一套高質量的寬熒幕金屬幕布價格也很高昂,同時也在不放映立體內容時這塊金屬幕布就顯得很浪費,而采用快門眼鏡的主動立體技術就只需要普通幕布甚至是一面白墻就可以立刻呈現立體效果,這樣的環境依賴性低的優勢是顯而易見的,而且金屬幕布一般增益高,在邊緣融合系統中高增益率容易造成可視角下降帶來的融合帶可見問題,這也會在一定程度上影響多通道被動立體融合的效果。主動立體投影由于采用了單接口120Hz輸入,因此工作在非3D內容模式時自動就變成2D顯示,不會出現被動立體在2D顯示時還需設置或軟件彌補的問題。
在結合主動立體進行多通道邊緣融合時,無論是3Dvision還是DLP-link技術的核心都是采用120Hz刷新率的高帶寬圖像,由于對硬件處理能力提出了高出一倍的要求,使得在結合多通道邊緣融合時的困難加大,基于傳統架構的硬件融合機都無法在不損失效果的條件下完成,而基于PC軟件處理的軟件融合方案只能實現本機播放或IP采集,不可能通過采集卡支持120Hz信號的無損輸入。只有采用內部可編程架構內部處理帶寬極大的純硬件邊緣融合機才有可能完120Hz多通道信號的實時邊緣融合,有些市面上的硬件融合機所宣傳的支持多通道主動立體投影采用的是將輸入60Hz信號倍頻的方式到120Hz不是真正的120Hz處理能力,這種多通道主動立體的性能是無法保障高刷新率要求的主動立體系統的,用戶在選擇時一定要注意分辯這類內部倍頻的偽主動立體和全通道120Hz全帶寬處理硬件融合機區別。同時主動多通道投影還要求每通道處理的延遲和相對延遲都低,延遲是對硬件融合機輸入的信號到多通道輸出信號的延遲,相對延遲是硬件融合機各輸出通道間的輸出信號的延遲,一般要求延遲在微妙數量級而相對延遲在納秒級的硬件融合機才可以保證多通道邊緣融合主動投影的畫面不閃爍保持同步。
在構建主動多通道立體投影系統時,除了要注意融合機的性能以外,在運用主動立體120Hz的投影機的選擇上也有一些額外注意事項,目前市場上的120Hz主動立體投影機的亮度和對比度在120Hz工作時的性能指標會劣化,在120Hz打開主動同步信號的情況下,投影機的對比度和亮度都會有明顯下降,導致黑位控制能力明顯下降,這時多通道投影的過渡帶問題就會明顯,解決這類問題的辦法一要選擇相對對比度高的120Hz投影機,同時在硬件融合機上配備黑位補償功能可以抵消一些影響,大視電子的主動立體邊緣融合機是業內*支持Nvidia3Dvision的純硬件邊緣融合機,因此在很多場合可以通過關閉DLP-link所帶來的白場輸出,結合大視電子的眾多融合過渡技術可以獲得業內的主動立體融合效果。
大視電子在本次展會還展示了世界上*符合120Hz主動立體的純硬件主動立體轉被動立體邊緣融合機演示,MPGA2P20X系列純硬件主動立體轉被動立體邊緣融合機可以將輸入的120Hz主動立體多通道信號利用內部的純硬件進行左右眼的幀分類成兩路60Hz的左右眼信號,再分別進行邊緣融合后輸出到多臺投影機進行偏振立體疊加。現場演示中采用與主動立體融合演示*相同的1792x768@120Hz主動立體信號(通過大視電子的純硬件雙通道DVI復制模塊實現主動立體信號的復制)作為MPGA2P202純硬件主動立體轉被動立體邊緣融合機的輸入,利用內部的硬件進行幀分離成兩路1792x768@60Hz的左右眼信號,再進行融合分離,zui終輸出四路1024x768@60hz的被動立體信號到4臺普通投影機,投影機分別利用偏振片實現左右眼分離。傳統的被動立體的邊緣融合一般利用顯卡的雙頭輸出來實現,但這種方法存在一定的局限:
很多應用不能通過顯卡雙輸出,當然可以通過采用一些特殊驅動或者修改軟件的方法,但是兼容性和通用性大打折扣
在運行非3D應用時,如果采用顯卡雙頭輸出,則無法顯示一個正常的桌面或完整畫面,當然可以通過一些切換操作或者軟件干預,但是兼容性和方便性不好
采用大視電子的MPGA2P20X系列純硬件主動立體轉被動立體邊緣融合機,可以使得任何主動立體的內容信號,包括任何支持Nvidia3Dvision的專業仿真信號或者是立體游戲都可以利用被動立體投影來顯示,現場大視電子利用3Dvision游戲《戰地2》來做了實際演示,證明整個系統是符合Nvidia3Dvision的主動立體輸入要求的,這使得很多專業仿真立體軟件的立體顯示輸出無需修改就可以直接輸入到大視電子的融合機,極大方便的仿真和虛擬現實應用。
可以說大視電子的主動立體轉被動立體融合機給原來傳統的被動或主動兩者立體融合的基礎上增加了一種新的高性能的選擇,當用戶需要演示主動立體的內容但有不想使用主動立體投影機時,可以考慮采用這種設備來用傳統的被動立體設備來顯示。當用戶希望zui終的觀眾數量大,但又希望能夠演示主動立體內容時大視電子的主動立體轉被動立體融合機將會成為*選擇,可以說大視電子的主動立體轉被動立體融合機極大的擴大了主動和被動立體的應用范圍。
大視電子提供的純硬件被動立體融合機、純硬件主動立體融合機和純硬件主動立體轉被動立體融合機一起構成了大視電子業內zui齊全系列純硬件立體融合機,可以實現幾乎任何立體融合領域的任何多通道融合應用。主被動多通道立體投影系統都有各自適合的應用場合,目前在使用設備中被動多通道立體系統由于出現較早占有比例較高,不過隨著主動立體技術投影機和新一代支持主動120Hz的高性能純硬件邊緣融合機的出現,主動無縫邊緣融合多通道立體投影系統已經獲得*方面的強勁增長,也為廣大用戶和工程設計提供更多更好的選擇,而大視電子的主動立體轉被動立體邊緣融合機更提供了第三種選擇,可以說是結合了兩者之所長,相信會在虛擬仿真等應用中獲得廣泛的應用。
zui后給出被動立體邊緣融合機,主動立體邊緣融合機和主動轉被動立體邊緣融機這三者的應用比較表及簡單選項指南,供大家參考:
| 被動立體邊緣融合機 | 主動立體邊緣融合機 | 主動轉被動立體邊緣融合機 |
輸入信號(信號源) | 兩路60Hz左右眼 | 一路120Hz主動立體信號 | 一路120Hz主動立體信號 |
輸出信號(到投影機) | 每路60Hz(如1024x768@60Hz) | 每路120Hz(如1024x768@120Hz) | 每路60Hz(如1024x768@60Hz) |
投影機要求 | 任何投影機 | 支持主動立體投影機 | 任何投影機 |
投影機數量 | 2N(N為融合通道數) | N (N為融合通道數) | 2N(N為融合通道數) |
使用眼鏡 | 偏振立體眼鏡(無源廉價) | 主動快門眼鏡(Nvidia 3D vision或DLP-Link或其他快門眼鏡) | 偏振立體眼鏡(無源廉價) |
是否需要投影機加偏振片 | 是 | 否 | 是 |
輸入內容兼容性 | 一般(必須雙頭輸入) | 好 | 好 |
幕布要求 | 極化金屬幕 | 無特殊要求 | 極化金屬幕 |
2D內容顯示兼容性 | 差 | 好 | 好 |
一般適用觀眾人數 | 較多場合 | 較少場合 | 較多場合 |