Lorsque vous cherchez à acheter un écran LED 3D pour un magasin ou un projet, vous êtes peut-être curieux de savoir quels types d'écrans sont nécessaires pour les différents effets 3D et comment ils sont produits. Cet article vous dira tout ce que vous devez savoir.
Table des matières
Le principe de la lecture en 3D
Les positions de vos deux yeux sont distantes d'environ 6,5 cm, et les images vues par l'œil gauche et l'œil droit présentent de légères différences. Sur la base de cette différence, votre cerveau peut générer un sentiment de profondeur par le calcul.
Les vidéos en 3D sont essentiellement les mêmes. Elles contiennent généralement deux séries d'images, correspondant respectivement à l'œil gauche et à l'œil droit, créant une impression de profondeur grâce à la disparité horizontale des images. Les méthodes de mise en œuvre les plus courantes sont les suivantes : images côte à côte pour l'œil gauche et l'œil droit, disposition en haut et en bas et affichage alterné.
Un écran spécial est-il nécessaire pour lire une vidéo en 3D ?
Technologies 3D ne nécessitant pas d'écrans spéciaux
Certaines technologies 3D peuvent être réalisées à l'aide d'écrans LCD, OLED ou LED ordinaires. La 3D à obturateur actif permet d'obtenir l'effet 3D en alternant rapidement les images de l'œil gauche et de l'œil droit. L'anaglyphe 3D permet aux spectateurs de voir le contenu stéréoscopique à travers des filtres de couleur. Chaque œil d'un casque VR/AR dispose d'un canal d'affichage indépendant. Par conséquent, ces types de technologies 3D ne reposent pas sur des écrans spéciaux.
Les technologies 3D s'appuient sur des écrans spéciaux
Polarisé 3D
Pour la 3D polarisée, un écran blanc ordinaire diffuse la lumière polarisée, mélangeant les images vues par les deux yeux. Un écran polarisé spécial peut maintenir la direction de polarisation et préserver l'effet stéréoscopique.
3D auto-stéréoscopique
Sans porter de lunettes, l'orientation de pixels différents vers l'œil gauche et l'œil droit nécessite l'utilisation d'une technologie de séparation optique. En outre, les pixels de l'écran doivent être alignés avec précision sur la lentille lenticulaire, sous peine d'apparition d'images fantômes, de flou ou de vertiges. Ces exigences ne peuvent pas être satisfaites par des écrans LCD ou LED ordinaires.
Comment fabriquer un écran 3D polarisé ?
Réaliser une vidéo en 3D
La 3D polarisée utilise généralement une prise de vue stéréoscopique à deux lentilles avec une distance interoculaire de 6,5 cm. Après la prise de vue, les images sont alignées et la disparité est ajustée par le biais d'un logiciel. Par ailleurs, les images 3D peuvent également être capturées avec un seul objectif, en utilisant un logiciel pour produire des vues séparées pour l'œil gauche et l'œil droit.
Les composants de l'écran
Si vous souhaitez lire des vidéos 3D polarisées, outre l'écran, vous devez préparer un projecteur simple ou double pour émettre les images de l'œil gauche et de l'œil droit alternativement ou simultanément, équipé d'un dispositif de commutation de la polarisation, d'un modulateur de polarisation pour attribuer différents états de polarisation aux images gauche et droite, de lunettes polarisées et d'un équipement d'étalonnage de la synchronisation.
Choisir un écran avec un rapport d'extinction de la polarisation approprié（PER）
Lors de la sélection ou de la fabrication d'un écran 3D, les facteurs suivants doivent être pris en compte :
Extinction de la polarisation (PER)
PER est la capacité de l'écran à maintenir la polarisation de la lumière incidente. Plus cette valeur est élevée, plus l'effet de séparation entre l'œil gauche et l'œil droit est important et plus l'image stéréoscopique est claire.
Gain
Le gain est une mesure couramment utilisée dans les cinémas. Il s'agit du multiple d'intensité par lequel l'écran réfléchit la lumière projetée vers le public. Un gain élevé permet à la lumière polarisée de rester suffisamment brillante après avoir traversé les lunettes, mais des valeurs trop élevées peuvent entraîner une luminosité inégale. Le gain d'un écran commercial typique est d'environ 1,0-2,0.
Uniformité
L'uniformité de l'écran est la cohérence de la luminosité et de la rétention de la polarisation sur toute la surface de l'écran. Elle garantit que les spectateurs des rangées avant et latérales n'ont pas de différence notable dans l'expérience stéréoscopique. Les écrans qualifiés ont généralement un taux de variation inférieur à 10%.
Angle de vue
L'écran étant regardé sous différents angles, il doit conserver une polarisation élevée dans une certaine plage d'angles, généralement de 30 degrés, faute de quoi l'effet stéréoscopique diminue lorsqu'il est regardé de côté.
Degré de protection
Lors de l'utilisation quotidienne de l'écran, en particulier dans les cinémas, des dommages tels que le frottement ou l'exposition à l'humidité sont inévitables. C'est pourquoi l'écran lui-même doit présenter des caractéristiques telles que la résistance à l'humidité, la résistance à la moisissure, la résistance à l'abrasion et la facilité de nettoyage.
Matériau
Les écrans blancs ordinaires ne conviennent pas à l'affichage 3D. Pour construire un écran 3D polarisé, on utilise généralement des matériaux à forte réflectivité et à bonne rétention de la polarisation, tels que des écrans métalliques dont les surfaces contiennent des particules de métal ou de fines couches d'aluminium, ou des écrans blancs avec des revêtements préservant la polarisation.
Mise en service
Une fois l'assemblage de l'écran terminé, vous devez procéder au débogage final. Vous devez vérifier les aspects matériels tels que la compatibilité des modèles de projecteur et d'écran, les spécifications de l'écran et le type de lunettes 3D. En outre, l'alignement géométrique, les réglages de la luminosité et des couleurs sont également importants.
Comment créer un écran 3D sans lunettes ?
Si l'on prend l'exemple de la lentille lenticulaire, le processus de fabrication d'un écran 3D sans lunettes est le suivant :
Confirmer le nombre d'angles de vue
Le nombre de points de vue fait référence au nombre de directions à partir desquelles le contenu 3D complet peut être vu. Plus il y a de points de vue, plus il y a d'angles sous lesquels le contenu 3D peut être vu, et plus la perception est tridimensionnelle.
Pour les lieux de visualisation fixes, tels que les vitrines ou les enseignes numériques, 2 ou 4 points de vue suffisent. Pour les grands écrans LED extérieurs, 8 ou 12 points de vue sont plus appropriés.
Déterminer le support d'affichage
Les écrans qui peuvent prendre en charge la technologie des lentilles lenticulaires sont principalement les suivants écrans LED, Les écrans LED, les écrans LCD et les écrans OLED. Les écrans LED ont une luminosité élevée et un pas de pixel relativement grand, ce qui les rend appropriés pour les applications suivantes écrans commerciaux extérieurs.
Les écrans OLED et LCD ont une luminosité moyenne et conviennent mieux à une utilisation en intérieur. Parmi eux, l'OLED offre de meilleures performances en termes de couleurs et de clarté, ce qui le rend adapté aux options haut de gamme.
Conception de la lentille lenticulaire
Le principe de la mise en œuvre de la lentille lenticulaire consiste à fixer un réseau de lentilles lenticulaires devant le réseau de DEL. Après avoir déterminé les paramètres de l'écran, tels que la taille, la résolution et le nombre d'angles de vue, les ingénieurs calculent les paramètres requis pour la lentille, notamment le pas, la longueur focale et la courbure de la lentille, sélectionnent les matériaux appropriés pour la lentille et procèdent à une simulation et à une optimisation optiques.
Simulation optique
Après le calcul préliminaire des paramètres des lentilles, les ingénieurs doivent simuler la distribution de la lumière, l'uniformité de la luminosité et d'autres effets visuels dans un logiciel de simulation tel que Zemax ou LightTools afin d'éviter les pertes. Ils doivent également ajuster continuellement les paramètres jusqu'à ce que l'effet désiré soit obtenu, avant de mettre les lentilles en production.
Emballage et essais
Une fois le traitement terminé, le module d'affichage doit être encapsulé pour le protéger de la poussière et de l'eau. En outre, un cadre de protection et de gestion thermique doit être ajouté.
Enfin, les ingénieurs doivent tester l'écran, y compris les tests de performance optique et les tests fonctionnels, tels que le test du point de vue, l'ajustement des couleurs et le test de rafraîchissement dynamique de l'image. Une fois ces étapes terminées, l'écran peut être préparé pour l'emballage et le transport.
Types de technologies 3D
Anaglyphe 3D
L'anaglyphe 3D consiste à coder les images pour l'œil gauche et l'œil droit dans des canaux de couleur différents, généralement le rouge et le cyan. Les utilisateurs portent des lunettes à filtre de couleur correspondant, et chaque œil peut voir une image différente, créant ainsi une sensation de profondeur. La sensation de profondeur observée avec cette méthode n'est pas très forte, et elle a été progressivement remplacée.
Obturateur actif 3D
Avec Active Shutter 3D, l'affichage alterne rapidement différentes images tout en synchronisant les volets des lunettes, et l'œil gauche et l'œil droit peuvent voir des images différentes, ce qui crée une sensation de profondeur.
Polarisé 3D
La 3D polarisée affiche l'image de l'œil gauche avec une direction de polarisation verticale et l'image de l'œil droit avec une direction de polarisation horizontale. Après avoir porté des lunettes polarisées, chaque œil ne voit que l'image polarisée correspondante. Ensuite, le cerveau calcule et vous présente l'image stéréoscopique.
Elle se divise en deux catégories : la polarisation linéaire et la polarisation circulaire. Le système RealD 3D le plus répandu dans les cinémas est la polarisation circulaire, qui présente l'avantage de maintenir l'effet 3D même lorsque l'on tourne la tête.
3D auto-stéréoscopique
La 3D sans lunettes comprend trois technologies : la barrière parallaxe, la lentille lenticulaire et le champ lumineux. Actuellement, en raison de sa bonne transmission de la lumière et de sa résolution, la solution de la lentille lenticulaire est utilisée par la grande majorité des écrans 3D sans lunettes.
Tromperie visuelle 3d
À proprement parler, la tromperie visuelle 3D n'est pas une véritable technologie d'affichage stéréoscopique, mais plutôt une technique qui donne l'impression que les vidéos 2D sont en 3D grâce à l'illusion visuelle.
Avec cette technologie, l'œil gauche et l'œil droit voient la même image en 2D. Cependant, les ingénieurs utilisent des techniques telles que la perspective forte, l'occlusion et la parallaxe de mouvement pour créer une certaine impression de profondeur. Dans la vie de tous les jours, la plupart des contenus 3D que l'on peut voir sur les écrans de télévision sont des images en relief. présentoirs commerciaux est une tromperie visuelle en 3D.
AR/VR
La technologie AR/VR n'est pas non plus une véritable technologie 3D. Une fois que vous avez mis le casque, le contenu vu par vos deux yeux présente une légère différence, et c'est cette différence qui crée la sensation de profondeur. Elle utilise un léger décalage horizontal entre deux images. Après traitement par le cerveau, et avec l'angle de vue qui change en temps réel avec le mouvement de la tête, vous vous sentez immergé.
Foire aux questions
Quelle est la fonction des lunettes 3D dans les écrans 3D ?
Une fois que la vidéo et l'écran sont prêts, les lunettes 3D sont l'étape finale qui vous permet de percevoir l'effet stéréoscopique. Elles créent une différence entre les images vues par l'œil gauche et l'œil droit en utilisant le filtrage des couleurs, la commutation à grande vitesse et la polarisation dans différentes orientations.
Un écran 3D peut-il lire du contenu 2D normal ?
Oui. La plupart des technologies 3D, y compris la 3D sans lunettes, l'Active Shutter et l'Anaglyphe, sont générées à partir d'images 2D. Par conséquent, les écrans 3D peuvent être rétrocompatibles avec le contenu 2D.
L'affichage 3D provoque-t-il une fatigue oculaire ?
Oui. En cas de luminosité insuffisante et après un visionnage prolongé, vous pouvez ressentir une fatigue oculaire, voire des vertiges et des maux de tête. L'Anaglyphe 3D, en raison des conflits de couleurs, est plus susceptible de provoquer une fatigue oculaire. Pour réduire cet effet, vous pouvez utiliser des dispositifs d'affichage à haute luminosité et à taux de rafraîchissement élevé et éviter une visualisation prolongée.
La lecture de vidéos en 3D nécessite-t-elle une bande passante élevée ?
Oui. La lecture de vidéos en 3D nécessite généralement une bande passante plus importante qu'en 2D. En effet, par rapport à la 2D, la 3D doit transmettre un ensemble supplémentaire de données d'image. Par conséquent, la bande passante requise pour la transmission de la vidéo 3D est environ deux fois supérieure à celle de la vidéo 2D.
Quel est le coût de l'installation et de la maintenance des écrans 3D ?
Les coûts d'installation et d'entretien varient selon les types d'écrans. Pour l'installation, les écrans 3D autostéréoscopiques ont des coûts d'installation élevés, tandis que les écrans tels que l'Active Shutter et le Polarized 3D ont des frais d'installation relativement moins élevés. En ce qui concerne la maintenance, les écrans 3D sont beaucoup plus chers que les écrans 2D ordinaires en raison de l'étalonnage et du nettoyage réguliers.
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