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(xiàn)代顯示技術(shù)中的一種全新技術(shù)，在增強(qiáng)顯示、虛擬現(xiàn)實(shí)以及立體顯示等方面有非常重要的應(yīng)用。高分辨率圖像重構(gòu)技術(shù)的發(fā)展、二元光學(xué)理論和設(shè)計(jì)的完善以及全息技術(shù)的成熟，為頭戴式顯示器的設(shè)計(jì)開辟了新途徑。頭戴式顯示器涉及的技術(shù)有很多：投影技術(shù)、顯示技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、人體工程學(xué)，以及體感交互技術(shù)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(xiàn)為頭盔的模式，如今隨著技術(shù)的進(jìn)步，不少頭戴式顯示器變得更加輕薄。頭戴式顯示器的應(yīng)用范圍很廣，軍事、醫(yī)學(xué)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(yīng)用作用可以概括為AR(augmented reality)，翻譯過來就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的意思。這和VR(virtual reality)虛擬現(xiàn)實(shí)的作用不同。虛擬現(xiàn)實(shí)是利用計(jì)算機(jī)虛擬的圖像世界來進(jìn)行計(jì)算，而增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)則是在人眼觀測(cè)到的真實(shí)世界中進(jìn)行信息標(biāo)注或者信息計(jì)算。

就像監(jiān)視器能讓我們看到計(jì)算機(jī)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(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)生成的圖像和文本。

隨著人們生活方式和物質(zhì)追求的轉(zhuǎn)變，諸如此類的頭戴設(shè)備近年來層出不窮，在消費(fèi)者看來這種酷酷的設(shè)計(jì)就是新鮮，對(duì)它們感到好奇，所以突然覺得是時(shí)候?yàn)榇蠹铱偨Y(jié)一下這種神秘的顯示設(shè)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(diǎn)，可為用戶帶來逼真的視覺效果。

可穿戴式顯示屏是一個(gè)冷了好幾年的熱點(diǎn)應(yīng)用。說它“熱門”，是因?yàn)樵S多打著可穿戴式顯示屏旗號(hào)的外圍設(shè)備常亮相我們周圍；說它“冷門”，則是目前還未見哪款產(chǎn)品真正風(fēng)靡于消費(fèi)者之間。

除了軍事應(yīng)用，最早聽到頭戴式顯示技術(shù)用于消費(fèi)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(jìn)一步推進(jìn)了頭戴式顯示器的低價(jià)、及實(shí)用性發(fā)展。

OLED顯示技術(shù)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(yīng)用廣泛的技術(shù)。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(xiàng)技術(shù)的代表產(chǎn)品。它們?cè)陉P(guān)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(shí)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(qiáng)型圖像過濾引擎，色彩呈現(xiàn)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(gè)制造系統(tǒng)來看，OLED顯示器的制造成本還要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于LCD顯示器，這使得OLED目前成為大多數(shù)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(xué)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)上的限制，并不帶有屈光度調(diào)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(dá)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(nèi)建5.1聲道虛擬環(huán)繞聲耳機(jī)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(jī)。

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(gè)HMZ系列的頭戴式顯示系統(tǒng)都需要搭配外置的信號(hào)處理器，因而隨身攜帶的實(shí)用性并不高。由于外置信號(hào)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(hào)源輸入，包括藍(lán)光播放機(jī)、高清播放機(jī)、PlayStation3游戲機(jī)與數(shù)字智能移動(dòng)設(shè)備等，使用起來相當(dāng)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(dǎo)航、音量調(diào)節(jié)與菜單鍵。在播放電影的時(shí)候，用戶可以通過這些按鍵實(shí)現(xiàn)電源鍵、十字導(dǎo)航、音量調(diào)節(jié)與菜單鍵等播放功能。此外，在畫質(zhì)調(diào)整菜單方面，HMZ系列支持色溫調(diào)整與數(shù)碼降噪的功能?！?/p>

雙層穿透式液晶結(jié)構(gòu)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(qiáng)調(diào)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(shè)計(jì)，而是移動(dòng)性更強(qiáng)的半透式設(shè)計(jì)。半透式設(shè)計(jì)的好處在于能夠讓用戶除了可以觀看到顯示內(nèi)容之外，還可掌握外部環(huán)境的一切情況，便于外出活動(dòng)時(shí)使用。

愛普生所帶來的Moverio BT-100與索尼的HMZ系列都屬于強(qiáng)調(diào)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(shè)計(jì)，而是移動(dòng)性更強(qiáng)的半透式設(shè)計(jì)。半透式設(shè)計(jì)的好處在于能夠讓用戶除了可以觀看到顯示內(nèi)容之外，還可掌握外部環(huán)境的一切情況，便于外出活動(dòng)時(shí)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(guān)系，當(dāng)望在5m外的白墻，就能獲得80英寸的畫面，當(dāng)觀看20m遠(yuǎn)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(jī)相差無幾，內(nèi)置了1G的存儲(chǔ)空間，同時(shí)還支持SD卡擴(kuò)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(wǎng)絡(luò)上面各種影音資源以及瀏覽網(wǎng)頁的相關(guān)信息。為了讓用戶獲得更加出色的音效表現(xiàn)，它支持Dolby Mobile移動(dòng)聲場(chǎng)處理技術(shù)，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(biāo)移動(dòng)方向鍵、音箱控制鍵等，能夠?qū)崿F(xiàn)各種各樣的操作要求。

總的來說，由于Moverio BT-100內(nèi)置了智能系統(tǒng)，娛樂功能得以大大強(qiáng)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(hào)源設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，只能在自身的系統(tǒng)中進(jìn)行所有的操作。

在功耗方面，目前大多數(shù)頭戴式顯示器的使用時(shí)間和普通PMP類似，大概都是3個(gè)小時(shí)左右。看一部電影是沒有問題的。另外，雖然號(hào)稱頭戴式眼鏡克服了在小屏幕上觀看視頻內(nèi)容的各項(xiàng)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(yàn)，但對(duì)于筆者來看對(duì)于一個(gè)虛擬成像，可能還難以用具體的清晰度來進(jìn)行準(zhǔn)確的衡量。

　　總結(jié)：頭戴式顯示器與其他類型的顯示一樣都是顯示圖像的設(shè)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(diào)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(chǎng)邁進(jìn)，性能也隨之越來越強(qiáng)大。而最初的頭戴式顯示主要應(yīng)用在軍事與專業(yè)領(lǐng)域，經(jīng)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?nèi)S場(chǎng)景的視點(diǎn)。在民用領(lǐng)域，頭戴式顯示器則會(huì)加入智能系統(tǒng)與移動(dòng)通信功能，可提供與智能移動(dòng)設(shè)備相同的功能，至于是否會(huì)帶領(lǐng)整個(gè)穿戴市場(chǎng)還需等待時(shí)間來驗(yàn)證。