Wie macht man eine 3D-LED-Anzeige?

Das Prinzip der 3D-Wiedergabe

Die Positionen Ihrer beiden Augen sind etwa 6,5 cm voneinander entfernt, und die Bilder, die das linke und das rechte Auge sehen, weisen leichte Unterschiede auf. Auf der Grundlage dieses Unterschieds kann Ihr Gehirn durch Berechnungen ein Gefühl für Tiefe erzeugen.

3D-Videos sind im Wesentlichen dasselbe. Sie enthalten in der Regel zwei Sätze von Bildern, die jeweils dem linken und dem rechten Auge entsprechen und durch die horizontale Disparität der Bilder einen Eindruck von Tiefe vermitteln. Zu den gängigen Implementierungsmethoden gehören nebeneinander liegende Bilder für das linke und das rechte Auge, die Anordnung von oben und unten und die abwechselnde Anzeige.

Ist für die Wiedergabe eines 3D-Videos ein spezieller Bildschirm erforderlich?

3D-Technologien, für die keine speziellen Bildschirme erforderlich sind

Einige 3D-Technologien können mit normalen LCD-, OLED- oder LED-Displays realisiert werden. Bei Active Shutter 3D wird der 3D-Effekt durch einen schnellen Wechsel zwischen den Bildern für das linke und das rechte Auge erzielt. Anaglyphen-3D ermöglicht es den Zuschauern, stereoskopische Inhalte durch Farbfilter zu sehen. Jedes Auge eines VR/AR-Headsets hat einen unabhängigen Anzeigekanal. Daher sind diese Arten von 3D-Technologien nicht auf spezielle Bildschirme angewiesen.

3D-Technologien setzen auf spezielle Bildschirme

Polarisiert 3D

Bei polarisiertem 3D streut ein gewöhnlicher weißer Bildschirm das polarisierte Licht und vermischt die Bilder, die von den beiden Augen gesehen werden. Eine spezielle polarisierte Leinwand kann die Polarisationsrichtung beibehalten und den stereoskopischen Effekt bewahren.

Autostereoskopisches 3D

Wenn man keine Brille trägt, erfordert die Ausrichtung unterschiedlicher Pixel auf das linke und das rechte Auge den Einsatz einer optischen Trenntechnik. Außerdem müssen die Pixel auf dem Bildschirm genau auf die Lentikularlinse ausgerichtet sein, da sonst Geisterbilder, Unschärfe oder Schwindel auftreten können. Diese Anforderungen können von gewöhnlichen LCD- oder LED-Bildschirmen nicht erfüllt werden.

Wie macht man ein polarisiertes 3D-Display?

Ein 3D-Video erstellen

Polarized 3D verwendet in der Regel stereoskopische Aufnahmen mit zwei Linsen und einem Abstand von 6,5 cm zwischen den Augen. Nach der Aufnahme werden die Bilder ausgerichtet und die Disparität wird per Software eingestellt. Darüber hinaus können 3D-Bilder auch mit einem einzigen Objektiv aufgenommen werden, wobei die Software separate Ansichten für das linke und das rechte Auge erzeugt.

Die Komponenten der Anzeige

Wenn Sie polarisierte 3D-Videos abspielen möchten, benötigen Sie neben dem Bildschirm einen Einzel- oder Doppelprojektor, der die Bilder für das linke und das rechte Auge abwechselnd oder gleichzeitig ausgibt und mit einer Polarisationsumschalteinrichtung, einem Polarisationsmodulator, der dem linken und dem rechten Bild unterschiedliche Polarisationszustände zuweist, einer polarisierten Brille und einem Gerät zur Synchronisationskalibrierung ausgestattet ist.

Wählen Sie einen Schirm mit geeignetem Polarisations-Extinktions-Verhältnis（PER）

Bei der Auswahl oder Herstellung eines 3D-Displays sollten die folgenden Faktoren berücksichtigt werden:

Polarisations-Extinktion (PER)

PER ist die Fähigkeit des Bildschirms, die Polarisation des einfallenden Lichts beizubehalten. Je höher dieser Wert ist, desto besser ist der Trenneffekt zwischen dem linken und dem rechten Auge, und desto klarer ist das stereoskopische Bild.

Gewinnen Sie

Gain ist eine in Kinos häufig verwendete Maßeinheit. Er bezieht sich auf das Vielfache der Intensität, mit der die Leinwand das projizierte Licht zum Publikum reflektiert. Ein hoher Gain-Wert sorgt dafür, dass das polarisierte Licht nach dem Durchgang durch die Gläser hell genug bleibt, aber zu hohe Werte können zu ungleichmäßiger Helligkeit führen. Die Verstärkung einer typischen kommerziellen Leinwand liegt zwischen 1,0 und 2,0.

Einheitlichkeit

Die Gleichmäßigkeit des Bildschirms ist die Konsistenz der Helligkeit und der Polarisation auf der gesamten Bildschirmoberfläche. Sie stellt sicher, dass die Zuschauer in den vorderen und seitlichen Reihen keinen merklichen Unterschied im stereoskopischen Erlebnis haben. Qualifizierte Bildschirme weisen im Allgemeinen eine Variationsrate von weniger als 10% auf.

Ansichtswinkel

Da der Bildschirm aus verschiedenen Winkeln betrachtet wird, muss er innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs, in der Regel innerhalb von 30 Grad, eine hohe Polarisation beibehalten; andernfalls nimmt der stereoskopische Effekt ab, wenn er von der Seite betrachtet wird.

Grad des Schutzes

Im täglichen Gebrauch der Leinwand, insbesondere in Kinos, sind Schäden wie Reibung oder Feuchtigkeit unvermeidlich. Daher muss die Leinwand selbst auch Eigenschaften wie Feuchtigkeitsbeständigkeit, Schimmelresistenz, Abriebfestigkeit und Reinigungsfähigkeit aufweisen.

Material

Gewöhnliche weiße Bildschirme sind für 3D-Displays nicht geeignet. Wenn Sie ein polarisiertes 3D-Display bauen möchten, werden in der Regel Materialien mit hohem Reflexionsvermögen und guter Polarisationserhaltung verwendet, z. B. metallische Bildschirme mit Oberflächen, die Metallpartikel oder dünne Aluminiumschichten enthalten, oder weiße Bildschirme mit polarisationserhaltenden Beschichtungen.

Inbetriebnahme

Nach der Montage der Leinwand müssen Sie eine abschließende Fehlersuche durchführen. Sie müssen Hardware-Aspekte prüfen, z. B. ob die Modelle von Projektor und Leinwand kompatibel sind, ob die Spezifikationen der Leinwand den Erwartungen entsprechen und ob der Typ der 3D-Brille richtig ist. Darüber hinaus sind auch die geometrische Ausrichtung, die Helligkeits- und Farbanpassungen wichtig.

Wie macht man einen brillenlosen 3D-Bildschirm?

Am Beispiel der Lentikularlinse lässt sich die Herstellung eines brillenlosen 3D-Bildschirms wie folgt beschreiben:

Bestätigen Sie die Anzahl der Blickwinkel

Die Anzahl der Aussichtspunkte bezieht sich auf die Anzahl der Richtungen, aus denen der vollständige 3D-Inhalt gesehen werden kann. Je mehr Aussichtspunkte es gibt, desto mehr Winkel kann der 3D-Inhalt betrachtet werden, und desto dreidimensionaler ist die Wahrnehmung.

Für feste Standorte, wie z. B. Schaukästen oder digitale Beschilderung, reichen 2 oder 4 Aussichtspunkte aus. Für große LED-Bildschirme im Außenbereich sind 8 oder 12 Aussichtspunkte besser geeignet.

Bestimmen Sie das Anzeigemedium

Zu den Bildschirmen, die die Lentikularlinsentechnologie unterstützen können, gehören vor allem LED-Bildschirme, LCD-Bildschirme und OLED-Bildschirme. LED-Bildschirme haben eine hohe Helligkeit und einen relativ großen Pixelabstand, wodurch sie sich für kommerzielle Außenbildschirme.

OLED- und LCD-Bildschirme haben eine durchschnittliche Helligkeit und sind eher für den Innenbereich geeignet. Unter ihnen hat OLED eine bessere Farbleistung und Klarheit, wodurch es für höherwertige Optionen geeignet ist.

Entwerfen Sie die Lentikularlinse

Das Prinzip der Lentikularlinsen-Implementierung besteht darin, ein Lentikularlinsen-Array vor dem LED-Array anzubringen. Nach der Bestimmung der Bildschirmparameter, wie Größe, Auflösung und Anzahl der Betrachtungswinkel, berechnen die Ingenieure die erforderlichen Linsenparameter, einschließlich Linsenabstand, Brennweite und Krümmung, wählen geeignete Linsenmaterialien aus und führen eine optische Simulation und Optimierung durch.

Optische Simulation

Nach der vorläufigen Berechnung der Objektivparameter müssen die Ingenieure die Lichtverteilung, die Gleichmäßigkeit der Helligkeit und andere visuelle Effekte in Simulationssoftware wie Zemax oder LightTools simulieren, um Verluste zu vermeiden. Außerdem müssen sie die Parameter kontinuierlich anpassen, bis der gewünschte Effekt erreicht ist, bevor die Objektive in Produktion gehen.

Verpackung und Prüfung

Nach Abschluss der Verarbeitung muss das Anzeigemodul zum Schutz vor Staub und Wasser eingekapselt werden. Außerdem muss ein Rahmen zum Schutz und Wärmemanagement hinzugefügt werden.

Schließlich müssen die Ingenieure den Bildschirm testen, einschließlich optischer Leistungstests und Funktionstests, wie z. B. Sichtprüfung, Farbanpassung und Prüfung der dynamischen Bildwiederholung. Nachdem diese Schritte abgeschlossen sind, kann der Bildschirm für die Verpackung und den Transport vorbereitet werden.

Arten von 3D-Technologien

Anaglyphen 3D

Anaglyph 3D bedeutet, dass die Bilder für das linke und das rechte Auge in verschiedene Farbkanäle kodiert werden, in der Regel Rot und Cyan. Der Benutzer trägt eine entsprechende Farbfilterbrille, und jedes Auge kann ein anderes Bild sehen, wodurch ein Gefühl von Tiefe entsteht. Die Tiefenwahrnehmung ist bei dieser Methode nicht sehr ausgeprägt und wurde daher nach und nach ersetzt.

Aktive Jalousie 3D

Unter Active Shutter 3D, Anzeige schnell abwechselnd von verschiedenen Bildern, während die Fensterläden der Brille zu synchronisieren, und die linken und rechten Augen können verschiedene Bilder, die ein Gefühl von Tiefe zu schaffen sehen.

Polarisiert 3D

Bei der polarisierten 3D-Darstellung wird das Bild für das linke Auge in vertikaler und das Bild für das rechte Auge in horizontaler Polarisationsrichtung angezeigt. Wenn Sie eine polarisierte Brille tragen, sieht jedes Auge nur das entsprechende polarisierte Bild. Dann berechnet das Gehirn das stereoskopische Bild und präsentiert es Ihnen.

Sie wird weiter unterteilt in lineare Polarisation und zirkulare Polarisation. Das in Kinos am häufigsten verwendete RealD 3D ist die zirkulare Polarisation, die den Vorteil hat, dass der 3D-Effekt auch dann erhalten bleibt, wenn Sie Ihren Kopf drehen.

Autostereoskopisches 3D

Brillenfreies 3D umfasst drei Technologien: Parallaxenschranke, Lentikularlinse und Lichtfeld. Gegenwärtig wird die Lentikularlinse aufgrund ihrer guten Lichtdurchlässigkeit und Auflösung von der überwiegenden Mehrheit der brillenlosen 3D-Bildschirme verwendet.

Visuelle Täuschung 3d

Streng genommen handelt es sich bei der visuellen Täuschung 3D nicht um eine echte stereoskopische Anzeigetechnologie, sondern um eine Technik, die 2D-Videos durch visuelle Täuschung als 3D erscheinen lässt.

Bei dieser Technologie sehen das linke und das rechte Auge das gleiche 2D-Bild. Die Ingenieure verwenden jedoch Techniken wie starke Perspektive, Okklusion und Bewegungsparallaxe, um ein gewisses Gefühl von Tiefe zu erzeugen. Im Alltag sind die meisten 3D-Inhalte, die Sie auf Werbedisplays ist visuelle Täuschung 3D.

AR/VR

Auch die AR/VR-Technologie ist keine echte 3D-Technologie. Nachdem Sie das Headset aufgesetzt haben, unterscheiden sich die Inhalte, die Sie mit Ihren beiden Augen sehen, geringfügig, und genau dieser Unterschied erzeugt das Gefühl von Tiefe. Dabei wird ein leichter horizontaler Versatz zwischen zwei Bildern verwendet. Nach der Verarbeitung durch das Gehirn und durch die Änderung des Blickwinkels in Echtzeit mit der Kopfbewegung entsteht ein Gefühl des Eintauchens.

Häufig gestellte Fragen

Welche Funktion hat die 3D-Brille bei 3D-Displays?

Nachdem sowohl das Video als auch der Bildschirm fertig sind, ist die 3D-Brille der letzte Schritt, mit dem Sie den stereoskopischen Effekt wahrnehmen können. Sie erzeugt einen Unterschied zwischen den Bildern, die das linke und das rechte Auge sehen, indem sie Farbfilterung, Hochgeschwindigkeitsumschaltung und Polarisation in verschiedenen Ausrichtungen verwendet.

Kann ein 3D-Display normale 2D-Inhalte wiedergeben?

Ja. Die meisten 3D-Technologien, einschließlich brillenfreies 3D, Active Shutter und Anaglyph, werden auf der Grundlage von 2D-Bildern erzeugt. Daher können 3D-Displays mit 2D-Inhalten abwärtskompatibel sein.

Verursacht die 3D-Anzeige eine Überanstrengung der Augen?

Ja. Bei unzureichender Helligkeit und nach längerer Betrachtung kann es zu einer Überanstrengung der Augen oder sogar zu Schwindelgefühlen und Kopfschmerzen kommen. Insbesondere Anaglyph 3D kann aufgrund von Farbkonflikten zu einer Ermüdung der Augen führen. Um diesen Effekt zu verringern, können Sie Geräte mit hoher Helligkeit und hoher Bildwiederholfrequenz verwenden und eine längere Betrachtung vermeiden.

Erfordert die Wiedergabe von 3D-Videos eine hohe Bandbreite?

Ja. Die Wiedergabe von 3D-Videos erfordert in der Regel eine höhere Bandbreite als 2D. Das liegt daran, dass bei 3D im Vergleich zu 2D ein zusätzlicher Satz von Bilddaten übertragen werden muss. Daher ist die für die Übertragung von 3D-Videos erforderliche Bandbreite etwa doppelt so hoch wie die von 2D-Videos.

Wie hoch sind die Kosten für die Installation und Wartung von 3D-Displays?

Die Installations- und Wartungskosten variieren bei den verschiedenen Bildschirmtypen. Die Installationskosten für autostereoskopische 3D-Bildschirme sind hoch, während für Bildschirme wie Active Shutter und Polarized 3D relativ geringe Installationskosten anfallen. Bei der Wartung sind 3D-Bildschirme wegen der regelmäßigen Kalibrierung und Reinigung viel teurer als gewöhnliche 2D-Bildschirme.

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IvanLED ist ein professioneller Hersteller mit mehr als zehn Jahren Erfahrung, und wir sind auch auf 3D-LED-Bildschirme spezialisiert. IvanLED kann Ihnen verschiedene Bildschirmspezifikationen anbieten, darunter verschiedene Pixelabstände, mehrere Helligkeitsstufen bis zu 12.000 nits und IP66 oder höher. Wir können auch anpassen verschiedene Paneeltypen, einschließlich flacher, starrer, flexibler, gebogener, transparenter oder anderer.

Wenn Sie einen 3D-LED-Bildschirm anfertigen lassen möchten, senden Sie uns bitte Ihre Anfrage!