激光顯示+全息=真3D

來源:中國產業信息網    關鍵詞:   發布時間:2018-12-07

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一、三基色純激光是高端投影機的標簽

基于激光光源的激光顯示技術,被譽為繼黑白顯示、彩色顯示和數字顯示之后的第四代“繼承者”。激光顯示技術具有色域范圍廣、壽命長、環保、節能等優點,其將促進顯示系統綜合性能的革命性提升。

激光顯示使用具有較高功率(瓦級)的紅、綠、藍(三基色)單色激光器為光源,混合成全彩色,利用多種方法實現行和場的掃描,當掃描速度高于所成像的臨界閃爍頻率,就可以滿足人眼“視覺殘留”的要求,人眼就可清晰觀察。臨界閃爍頻率應不低于50Hz。人眼所能看到的色域中,液晶只能再現27%,等離子為32%,而激光則可以達到甚至超過92%。

目前,激光顯示技術主要有三基色純激光、熒光粉+藍光、LED+激光三種技術,每種光源都存在各自的優缺點,對比來看的話,三基色純激光優勢是比較明顯的。從各自技術特點以及對應的終端投影產品來看,三基色純激光是高端激光投影機的標簽,采用該技術的投影設備可輕松達到20000流明以上的亮度(我國民族品牌迪威視訊自主知識產權的三基色光源亮度最高可達60000流明);而熒光粉對應的是中低端投影機,最高亮度剛突破10000流明;LED與激光混合光源技術面向的是低端市場,采用該技術的終端顯示設備,亮度不超過3000流明。

圖1 三基色純激光顯示成像光路示意圖

激光顯示研究的主要方向是將激光作為新型光源進行投影向大屏幕方向發展。其一般采用LCD、LCOS,或者是DMD芯片作為光調制器,配合鏡頭在屏幕上進行投影顯示。投影式顯示器體積、功耗比掃描式大,不同的投影距離需要調焦才能清晰成像,但投影式激光已經攻克了原理研究階段,正在開展大規模生產階段的攻關。

目前瑞士巴可(Barco)、美國科視(Christie)、日本NEC(日本電氣株式會社)以及國內的迪威視訊、海信等大咖專注于激光投影、激光電視技術的開發。

二、“革命性突破”——全息技術

全息技術被業界譽為顯示領域的另一項革命性新技術。

全息技術是利用干涉和衍射原理記錄并再現物體真實的三維圖像的記錄和再現的技術。

圖2 全息技術原理圖

全息技術第一步是利用干涉原理記錄物體光波信息,此即拍攝過程:被攝物體在激光輻照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作為參考光束射到全息底片上,和物光束疊加產生干涉,把物體光波上各點的位相和振幅轉換成在空間上變化的強度,從而利用干涉條紋間的反差和間隔將物體光波的全部信息記錄下來。記錄著干涉條紋的底片經過顯影、定影等處理程序后,便成為一張全息圖,或稱全息照片。

其第二步是利用衍射原理再現物體光波信息,這是成象過程:全息圖猶如一個復雜的光柵,在相干激光照射下,一張線性記錄的正弦型全息圖的衍射光波一般可給出兩個象,即原始象(又稱初始象)和共軛象。再現的圖像立體感強,具有真實的視覺效應。全息圖的每一部分都記錄了物體上各點的光信息,故原則上它的每一部分都能再現原物的整個圖像,通過多次曝光還可以在同一張底片上記錄多個不同的圖像,而且能互不干擾地分別顯示出來。

三、激光顯示+全息=真3D

當激光顯示與全息技術相遇,便誕生一種新技術叫激光全息。激光全息特指一種技術,可以讓從物體發射的衍射光能夠被重現,其位置和大小同之前一模一樣。從不同的位置觀測此物體,其顯示的像也會變化。因此,這種技術拍下來的照片是三維的。

圖3 迪威視訊展廳-3D影院

迪威視訊激光顯示業務相關研發人員表示,激光顯示具有色域空間大、光源壽命長、節能環保等獨特優勢,所以其呈現出來的畫面顏色鮮艷、色彩豐富,具有立體的層次感,未來與VR、全息等前沿技術融合應用發揮空間很大。而中科院專家許祖彥也認為,激光通過全息技術可實現真三維。

激光全息投影技術是全息攝影技術的逆向展示,本質上是通過在空氣或者特殊的立體鏡片上形成立體的影像。不同于平面銀幕投影僅僅在二維表面通過透視、陰影等效果實現立體感,全息投影技術是真正呈現3D的影像,可以從360°的任何角度觀看影像的不同側面。

激光全息投影是一種無需配戴眼鏡的3D技術,觀眾可以看到立體的虛擬人物。這項技術在一些博物館、舞臺之上的應用較多。

圖4 日本某舞臺節目采用到激光全息投影技術

早在2014年,美國Bleen Inc公司開發出了“世界上第一款真正意義上激光全息投影機——Bleen”。而這今年的InfoComm CHINA期間,松下采用激光投影機PT-SRZ12KC和PT-FRZ68C聯合打造的全息投影,背景畫質清晰、栩栩如生,與全息影像相得益彰。

如今,激光全息投影技術上暫時還未能像電影中能大范圍的表現出一個地區的地形地貌的能力,相信在迪威視訊、巴可、科視、索尼等投影技術開發者的不斷努力下,激光全息技術業將取得長足的進步。

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