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多通道邊緣融合立體投影技術(shù)剖析

2021-02-20 10:02:19

隨著3D立體投影技術(shù)的迅速發(fā)展和技術(shù)成熟,特別是《阿凡達(dá)》刮起的3D電影的旋風(fēng)使得3D立體投影技術(shù)已經(jīng)成為近在眼前的應(yīng)用,對(duì)于現(xiàn)代投影系統(tǒng)支持3D立體顯示已經(jīng)在國(guó)外逐漸成為必需的配置,無(wú)論是展會(huì),媒體發(fā)布,影院還是企業(yè)宣傳,虛擬仿真,甚至是家庭娛樂(lè)立體投影應(yīng)用已經(jīng)呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長(zhǎng)。對(duì)于3D立體投影的臨場(chǎng)體驗(yàn)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(duì)經(jīng)濟(jì)的投影設(shè)備獲得足夠的亮度,立體投影結(jié)合多通道無(wú)縫邊緣融合成為高端立體投影系統(tǒng)的不二選擇。由于這兩種技術(shù)都是處于蓬勃發(fā)展之中的先進(jìn)技術(shù),兩者結(jié)合可以將視覺體驗(yàn)發(fā)揮到一個(gè)新的高度,可以說(shuō)多通道邊緣融合將視覺廣度推向極致而結(jié)合立體應(yīng)用又一次將畫面深度推向高峰。在立體投影中增加運(yùn)用多通道邊緣融合技術(shù)不僅可以增強(qiáng)畫面效果,而且設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)可以極大降低整個(gè)系統(tǒng)的成本,因?yàn)楦叨烁叻直媛矢吡炼鹊膯闻_(tái)立體投影機(jī)價(jià)格非常高昂,而通過(guò)恰當(dāng)?shù)耐队皺C(jī)組合可以用性價(jià)比高很多的投影機(jī)實(shí)現(xiàn)效果完美的立體寬超寬畫面,但是面對(duì)眾多的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式,怎樣有機(jī)的結(jié)合他們發(fā)揮出各自所長(zhǎng)也是許多用戶和工程人員面臨的問(wèn)題。

 

對(duì)于3D投影應(yīng)用而言主要分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種實(shí)現(xiàn)方式,在多通道邊緣融合立體投影系統(tǒng)中也是一樣的,被動(dòng)式立體投影發(fā)展較早,早期的借助雙眼分色的紅藍(lán)紅綠被動(dòng)投影,到后來(lái)的線偏振和圓偏振3D立體投影技術(shù)都可以被認(rèn)為是被動(dòng)式3D解決方案。

 

被動(dòng)投影的優(yōu)勢(shì)是對(duì)用戶眼鏡要求低,沒有同步要求,但是大多數(shù)被動(dòng)投影需要借助更多臺(tái)的投影機(jī)(一般為投影通道數(shù)的兩倍,也有部分技術(shù)可以減少如RealD技術(shù),利用偏振結(jié)合專利的z-sreen但是其它代價(jià)高昂),更多通道的融合機(jī),同時(shí)對(duì)幕布系統(tǒng)的要求高,使得整個(gè)系統(tǒng)的代價(jià)比較高昂,比較適合于眾多觀眾的場(chǎng)合。但是被動(dòng)3D系統(tǒng)也有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),由于運(yùn)用兩個(gè)投影的疊加,光強(qiáng)比較容易做好,同時(shí)眼鏡的成本優(yōu)勢(shì)大,如果觀眾人數(shù)達(dá)到上百人的場(chǎng)合,被動(dòng)投影的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來(lái)。同時(shí)被動(dòng)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(dòng)投影單臺(tái)投影機(jī)的傳輸帶寬要求不高,只需要普通的60Hz投影系統(tǒng)即可,因此在多通道應(yīng)用中對(duì)融合機(jī)的硬件性能不會(huì)提出苛刻的要求,但是是以更多的通道數(shù)作為代價(jià),在一個(gè)典型的三通道融合投影系統(tǒng)中,需要六路通道輸出,由于傳統(tǒng)的硬融合每通道輸出成本高,因此在構(gòu)建多通道邊緣無(wú)縫融合被動(dòng)立體投影系統(tǒng)時(shí)對(duì)融合機(jī)的單通道使用成本提出了更高的要求。

主動(dòng)式投影系統(tǒng)近年來(lái)發(fā)展迅速,主要得益于Nvidia3D visionTIDLP-link技術(shù)的推廣使得主動(dòng)投影技術(shù)逐漸成為一種主流技術(shù)配置,大大降低了立體投影的門檻。采用先進(jìn)的主動(dòng)快門技術(shù),得益于DMD芯片的大規(guī)模應(yīng)用,使得加入主動(dòng)3D支持對(duì)投影機(jī)而言不再是高不可攀的難度,同時(shí)主動(dòng)立體技術(shù)對(duì)環(huán)境依賴較低,普遍反映主動(dòng)立體技術(shù)在相同條件下的實(shí)現(xiàn)效果更加優(yōu)秀,同時(shí)主動(dòng)立體技術(shù)不需要被動(dòng)偏振技術(shù)所必須的金屬非極化幕布系統(tǒng),一套高質(zhì)量的寬熒幕金屬幕布價(jià)格也很高昂,同時(shí)也在不放映立體內(nèi)容時(shí)這塊金屬幕布就顯得很浪費(fèi),而采用快門眼鏡的主動(dòng)立體技術(shù)就只需要普通幕布甚至是一面白墻就可以立刻呈現(xiàn)立體效果,這樣的環(huán)境依賴性低的優(yōu)勢(shì)是顯而易見的。

但是無(wú)論是3D vision還是DLP-link技術(shù)的核心都是采用120Hz刷新率的高帶寬圖像,由于對(duì)硬件處理能力提出了高出一倍的要求,使得在結(jié)合多通道邊緣融合時(shí)的困難加大,基于傳統(tǒng)架構(gòu)的硬件融合機(jī)都無(wú)法在不損失效果的條件下完成,而基于軟件處理的軟件融合方案更是成為不可能完成的任務(wù)。只有采用內(nèi)部可編程架構(gòu)內(nèi)部處理帶寬極大的純硬件邊緣融合機(jī)才有可能完成120Hz多通道信號(hào)的實(shí)時(shí)邊緣融合,有些市面上的硬件融合機(jī)所宣傳的支持多通道主動(dòng)立體投影采用的是將輸入60Hz信號(hào)倍頻的方式到120Hz不是真正的120Hz處理能力,這種多通道主動(dòng)立體的性能是無(wú)法保障高刷新率要求的主動(dòng)立體系統(tǒng)的,用戶在選擇時(shí)一定要注意分辯這類內(nèi)部倍頻的偽主動(dòng)立體和全通道120Hz全帶寬處理硬件融合機(jī)區(qū)別。同時(shí),主動(dòng)多通道投影還要求每通道處理的絕對(duì)延遲和相對(duì)延遲都低,絕對(duì)延遲是對(duì)硬件融合機(jī)輸入的信號(hào)到多通道輸出信號(hào)的延遲,相對(duì)延遲是硬件融合機(jī)各輸出通道間的輸出信號(hào)的延遲,一般要求絕對(duì)延遲在微妙數(shù)量級(jí)而相對(duì)延遲在納秒級(jí)的硬件融合機(jī)才可以保證多通道邊緣融合主動(dòng)投影的畫面不閃爍保持同步。

在構(gòu)建主動(dòng)多通道立體投影系統(tǒng)時(shí),除了要注意融合機(jī)的性能以外,在運(yùn)用主動(dòng)立體120Hz的投影機(jī)的選擇上也有一些額外注意事項(xiàng),目前市場(chǎng)上的主動(dòng)立體120Hz投影機(jī)還是以家用和商務(wù)應(yīng)用為主,工程用120Hz主動(dòng)立體投影機(jī)正在逐漸推出,如果采用亮度和對(duì)比度較低的家用和商務(wù)投影機(jī)組建120Hz主動(dòng)立體投影環(huán)境要特別注意投影機(jī)的黑位問(wèn)題,因?yàn)樵?span lang="EN-US">120Hz打開主動(dòng)同步信號(hào)的情況下,投影機(jī)的對(duì)比度和亮度都會(huì)有明顯下降,導(dǎo)致黑位控制能力明顯下降,這時(shí)多通道投影的黑過(guò)渡帶問(wèn)題就會(huì)明顯,解決這類問(wèn)題的辦法一要選擇相對(duì)對(duì)比度高的120Hz投影機(jī),同時(shí)在硬件融合機(jī)上配備黑位補(bǔ)償功能可以抵消一些影響,在更精細(xì)場(chǎng)合需要采用光學(xué)融合帶衰減法,也就是利用光學(xué)衰減片結(jié)合數(shù)字可調(diào)校正就可以達(dá)到很好的效果。當(dāng)然隨著工程用120Hz主動(dòng)投影機(jī)的推廣和投影機(jī)黑位性能的改善,構(gòu)成多通道主動(dòng)立體系統(tǒng)也會(huì)變得更加輕松。

主被動(dòng)多通道立體投影系統(tǒng)都有各自適合的應(yīng)用場(chǎng)合,目前在使用設(shè)備中被動(dòng)多通道立體系統(tǒng)由于出現(xiàn)較早占有比例較高,不過(guò)隨著主動(dòng)立體技術(shù)投影機(jī)和新一代支持主動(dòng)120Hz的高性能邊緣融合機(jī)的出現(xiàn),主動(dòng)無(wú)縫邊緣融合多通道立體投影系統(tǒng)會(huì)獲得市場(chǎng)份額方面的強(qiáng)勁增長(zhǎng),也為廣大用戶和工程設(shè)計(jì)提供更多更好的選擇。