分类探析3D显示技术

第一类是人戴眼镜。这是一种助视3D显示，需要观看者借助3D眼镜、头盔等设备才能观看到立体效果。助视3D显示优势很明显，它立体感强、成本低、制造难度小，但因为观看者需要佩戴设备，所以它的劣势是受眼镜和头盔的束缚，而且有视觉疲劳。现在该项技术已经趋于成熟，目前重点是发展VR和AR等近眼头戴3D显示。

第二类是屏戴眼镜。这是一种常规裸眼3D显示，是指在2D显示屏前加柱透镜或狭缝光栅，依靠大脑融合产生立体效果。其优点在于可以裸眼观看，而且立体感强，另外，柱透镜或狭缝光栅的结构简单、成本低廉。其缺点仍然是由于集合与调节距离不一致带来的观看眩晕感，不适合长期观看。目前该项技术已经开始应用到手机、电脑、电视机等产品上，但因为易造成视疲劳，故应用规模尚小。另外还可以在屏戴眼镜的基础上添加头部追踪功能等增加观影感受，添加2D/3D切换功能以保证视频播放的流畅性。屏戴眼镜仍然有很大的发展空间，未来屏戴眼镜将向高分辨率、大尺寸方向发展。

第三类是利用光场重构技术，包括全息显示、体3D显示、集成成像3D显示等。

全息显示对原始光场或波前信息进行重构，是最前沿的3D显示技术。全息显示技术通过光场重构在空间中构建立体图像，集合距离与调节距离一致，人眼观看无视疲劳，且观看舒适，是一种真3D显示。全息技术可以将3D物体的波前信息记录完整并重建出来，从而提供人眼视觉所需要的全部深度信息。目前全息显示技术不太成熟，全息3D显示的实现还有很多工作要做，其一，要做到大信息量显示，支持动态显示和高速计算；第二，要做到高分辨率、大视角，目前全息成像的视场角非常小，只有在特定视角内才能观察到全息影像；第三，要做到真彩色，能够显示图像的真实色彩，增加真实感。(www.xing528.com)

体3D显示是基于层屏或者旋转屏、光镊、声镊等通过高速投影机将3D图像投影在三维空间中的3D显示技术。体3D显示基于不同的投影模式有各自的优缺点。基于层屏的体3D显示是一种真3D显示，但显示的亮度不均匀、深度有限；基于旋转屏的体3D显示可以做到视角更大，是一种真3D显示，但其机械结构复杂、亮度分辨率低；基于光镊的体3D显示是一种前沿3D显示技术，其视角大，是一种真3D显示，但目前显示范围小（毫米/厘米量级），且需要极高的刷新率；基于声镊的体3D显示是最新的体3D显示技术，其颜色丰富、色彩真实，是一种真3D显示，不过它仍然存在显示范围小（毫米/厘米量级）、观看角度有限、需要极高刷新率的缺点。体3D显示的普遍问题是无法正确呈现遮挡关系。体3D显示在向着大尺寸、高稳定性、更具真实感发展，希望做到系统稳定、信息量高、分辨率高、尺寸大、全彩色并且可以正确显示遮挡效果。

光场3D显示通过再现物体发光强度和方向的分布实现光场重构。基于投影阵列的光场3D显示信息量大、沉浸感强，随之带来的缺点是体积庞大，而且仅有水平方向视差；基于时间扫描的光场3D显示图像质量好、结构简单、显示均匀，不足在于显示尺寸小、核心部件仍依赖进口；基于多层平面显示的光场3D显示具有便携性好的优点，适合中小尺寸的显示场景，但其分辨率低、视角小。光场3D显示的目标是做到高分辨率、全视差、低成本。

集成成像3D显示利用微透镜阵列记录空间和角度信息，得到图像阵列，再利用相同参数的微透镜阵列还原3D图像。集成成像3D显示的优势在于：（1）结构简单，在显示屏前加微透镜阵列即可；（2）实现了准连续视点，接近全息显示；（3）全视差，有水平视差和垂直视差，人眼垂直看或者水平看都能看到3D效果；（4）全彩色，有更真实的观感；（5）成本低。其不足在于3D视角小、分辨率低、3D深度有限，这些问题也是集成成像3D显示技术亟待解决的问题。