智能電視都弱爆?頭戴式3D顯示器原理詳解

頭戴式顯示器是現代顯示技術中的一種全新技術，在增強顯示、虛擬現實以及立體顯示等方面有非常重要的應用。高分辨率圖像重構技術的發(fā)展、二元光學理論和設計的完善以及全息技術的成熟，為頭戴式顯示器的設計開辟了新途徑。頭戴式顯示器涉及的技術有很多：投影技術、顯示技術、光學技術、人體工程學，以及體感交互技術等等。

頭戴式顯示器，顧名思義就是可以攜帶的顯示器，與傳統(tǒng)的顯示器相比，頭戴式顯示器的外形一般表現為頭盔的模式，如今隨著技術的進步，不少頭戴式顯示器變得更加輕薄。頭戴式顯示器的應用范圍很廣，軍事、醫(yī)學以及娛樂都有頭戴式顯示器的用武之地。頭戴式顯示器的應用作用可以概括為AR(augmented reality)，翻譯過來就是增強現實的意思。這和VR(virtual reality)虛擬現實的作用不同。虛擬現實是利用計算機虛擬的圖像世界來進行計算，而增強現實則是在人眼觀測到的真實世界中進行信息標注或者信息計算。

就像監(jiān)視器能讓我們看到計算機生成的文本和圖像一樣，頭戴式顯示器 (HMD)可以讓我們看到由增強現實系統(tǒng)生成的圖像和文本。

隨著人們生活方式和物質追求的轉變，諸如此類的頭戴設備近年來層出不窮，在消費者看來這種酷酷的設計就是新鮮，對它們感到好奇，所以突然覺得是時候為大家總結一下這種神秘的顯示設備了。目前推出頭戴顯示器的廠家還是比較多的，這些頭戴式顯示器具有重量輕、配戴舒適、低功耗的特點，可為用戶帶來逼真的視覺效果。

可穿戴式顯示屏是一個冷了好幾年的熱點應用。說它“熱門”，是因為許多打著可穿戴式顯示屏旗號的外圍設備常亮相我們周圍；說它“冷門”，則是目前還未見哪款產品真正風靡于消費者之間。

除了軍事應用，最早聽到頭戴式顯示技術用于消費電子的是SONY公司為自己PSP搭配的頭戴式顯示器。后來三菱也把自己的“Scopo”的可穿戴式顯示屏推廣了好幾年，進一步推進了頭戴式顯示器的低價、及實用性發(fā)展。

OLED顯示技術的3D高清頭戴式顯示器　索尼的HMZ-T1與HMZ-T2

OLED也是其中一種應用廣泛的技術。索尼近期所帶來的兩款頭戴式顯示器HMZ-T1與HMZ-T2就是這項技術的代表產品。它們在關鍵的核心顯示部分都采用了兩塊0.7英寸的OLED面板，能夠帶來1280×720的高清顯示，同時還能夠支持高清3D立體顯示。而HMZ-T2相比T1采用了14bit的色彩還原引擎并加入增強型圖像過濾引擎，色彩呈現更為出色。另外，HMZ-T2還能夠支持60Hz與24Hz的高清影像輸入，意味著全面兼容電影播放。

由于OLED可自身發(fā)光、耗電量小，以及比LCD更明亮、更高解析度，此外從整個制造系統(tǒng)來看，OLED顯示器的制造成本還要遠遠低于LCD顯示器，這使得OLED目前成為大多數頭戴式顯示器的選擇。

索尼HMZ系列的頭戴式顯示器均采用了兩塊0.7英寸的OLED顯示面板

在光學結構上，涂有多層鍍膜的透鏡系統(tǒng)在OLED顯示面板與人眼之間，主要起到圖像放大的作用，但是由于結構上的限制，并不帶有屈光度調節(jié)，如果戴眼鏡的用戶就不能脫掉眼鏡來觀看影像。使用者戴上眼鏡之后，能夠觀看到20m距離約750英寸的虛擬大畫面，水平的可視角度達到45°。但是這兩款頭戴式顯示器在透鏡與人眼之間留有充足的距離，完全有空間放下一副普通眼鏡。在音頻輸出方面，HMZ-T1內建5.1聲道虛擬環(huán)繞聲耳機系統(tǒng)，能夠模仿多聲道環(huán)繞聲音效，讓玩家如同置身于家庭影院中。而HMZ-T2還可以通過3.5mm的接口搭配更好的耳機。

OLED顯示面板與人眼之間為有多層鍍膜的透鏡系統(tǒng)

不得不說的是，索尼整個HMZ系列的頭戴式顯示系統(tǒng)都需要搭配外置的信號處理器，因而隨身攜帶的實用性并不高。由于外置信號處理器帶有HDMI視頻輸入端子，能夠支持各種不同的高清信號源輸入，包括藍光播放機、高清播放機、PlayStation3游戲機與數字智能移動設備等，使用起來相當方便。

HMZ系列頭戴式顯示器的操作區(qū)域位于頭戴部分的底部，主要包括電源鍵、十字導航、音量調節(jié)與菜單鍵。在播放電影的時候，用戶可以通過這些按鍵實現電源鍵、十字導航、音量調節(jié)與菜單鍵等播放功能。此外，在畫質調整菜單方面，HMZ系列支持色溫調整與數碼降噪的功能?！?/p>

雙層穿透式液晶結構的半透式頭戴式顯示器　愛普生的Moverio BT-100

愛普生所帶來的Moverio BT-100與索尼的HMZ系列都屬于強調影音娛樂類型的頭戴式顯示器，不同的是它并沒采用全封閉式的設計，而是移動性更強的半透式設計。半透式設計的好處在于能夠讓用戶除了可以觀看到顯示內容之外，還可掌握外部環(huán)境的一切情況，便于外出活動時使用。

愛普生所帶來的Moverio BT-100與索尼的HMZ系列都屬于強調影音娛樂類型的頭戴式顯示器，不同的是它并沒采用全封閉式的設計，而是移動性更強的半透式設計。半透式設計的好處在于能夠讓用戶除了可以觀看到顯示內容之外，還可掌握外部環(huán)境的一切情況，便于外出活動時使用。

Moverio BT-100由半透式頭戴顯示器和分離式Android智能系統(tǒng)遙控器兩部分組成。半透式頭戴顯示器部分采用的是雙層穿透式液晶鏡片，擁有960×540 qHD規(guī)格的畫面精度與24bit的色彩深度，兼具2D與3D的顯示能力。它所顯示的屏幕大小與觀看距離有著密切的關系，當望在5m外的白墻，就能獲得80英寸的畫面，當觀看20m遠的白墻就可以觀看到320英寸左右的超大畫面。

Moverio BT-100分為半透式頭戴顯示器和分離式Android智能系統(tǒng)遙控器兩部分

分離式Android智能系統(tǒng)遙控器體積不大，與普通的智能手機相差無幾，內置了1G的存儲空間，同時還支持SD卡擴展，搭載安卓操作系統(tǒng)，支持MPEG-4 AVC/H264編碼的視頻以及AAC/MP3格式的音頻播放。在影音傳輸方面，遙控器還支持WiFi連接功能，可以直接獲取網絡上面各種影音資源以及瀏覽網頁的相關信息。為了讓用戶獲得更加出色的音效表現，它支持Dolby Mobile移動聲場處理技術，能夠模擬出多聲道環(huán)繞聲的音效。在控制方面，遙控器帶有菜單按鍵、觸摸控制板、2D/3D模式切換鍵、光標移動方向鍵、音箱控制鍵等，能夠實現各種各樣的操作要求。

總的來說，由于Moverio BT-100內置了智能系統(tǒng)，娛樂功能得以大大強化，不只是高清或3D影音欣賞，用戶還可以玩大部分智能系統(tǒng)中的游戲。稍微可惜的是，它不能連接其他信號源設備進行聯動控制，只能在自身的系統(tǒng)中進行所有的操作。

在功耗方面，目前大多數頭戴式顯示器的使用時間和普通PMP類似，大概都是3個小時左右?？匆徊侩娪笆菦]有問題的。另外，雖然號稱頭戴式眼鏡克服了在小屏幕上觀看視頻內容的各項難題，可提供與在兩米距離觀看30英寸平板電視相同的視覺體驗，但對于筆者來看對于一個虛擬成像，可能還難以用具體的清晰度來進行準確的衡量。

　　總結：頭戴式顯示器與其他類型的顯示一樣都是顯示圖像的設備，通常以眼罩與頭盔的方式將顯示屏貼近用戶的眼前，在通過光路調整焦段從而在短距離向眼睛投射影像。從發(fā)展至今，頭戴式顯示器也逐步向家用市場邁進，性能也隨之越來越強大。而最初的頭戴式顯示主要應用在軍事與專業(yè)領域，經常搭配陀螺儀和位置跟蹤裝置，以便于追蹤用戶的視角和位置來改變三維場景的視點。在民用領域，頭戴式顯示器則會加入智能系統(tǒng)與移動通信功能，可提供與智能移動設備相同的功能，至于是否會帶領整個穿戴市場還需等待時間來驗證。