Quando state cercando di acquistare un display LED 3D per la vendita al dettaglio o per un progetto, potreste essere curiosi di sapere quali tipi di schermi sono necessari per i vari effetti 3D e come vengono prodotti. Questo articolo vi dirà tutto quello che c'è da sapere.
Indice dei contenuti
Il principio della riproduzione 3D
Le posizioni dei due occhi distano circa 6,5 cm l'una dall'altra e le immagini viste dall'occhio sinistro e da quello destro presentano leggere differenze. In base a questa differenza, il cervello è in grado di generare un senso di profondità attraverso il calcolo.
I video 3D sono essenzialmente uguali. In genere contengono due serie di immagini, corrispondenti rispettivamente agli occhi destro e sinistro, che creano un senso di profondità grazie alla disparità orizzontale delle immagini. I metodi di implementazione più comuni includono immagini affiancate per l'occhio destro e sinistro, disposizione in alto e in basso e visualizzazione alternata.
È necessario uno schermo speciale per riprodurre un video 3D?
Tecnologie 3D che non richiedono schermi speciali
Alcune tecnologie 3D possono essere realizzate con normali display LCD, OLED o LED. L'Active Shutter 3D ottiene l'effetto 3D alternando rapidamente le immagini dell'occhio destro e sinistro. L'anaglifo 3D consente agli spettatori di vedere contenuti stereoscopici attraverso filtri di colore. Ogni occhio di una cuffia VR/AR ha un canale di visualizzazione indipendente. Pertanto, questi tipi di tecnologie 3D non si basano su schermi speciali.
Le tecnologie 3D si affidano a schermi speciali
3D polarizzato
Per il 3D polarizzato, un normale schermo bianco disperde la luce polarizzata, mescolando le immagini viste dai due occhi. Uno speciale schermo polarizzato può mantenere la direzione della polarizzazione e preservare l'effetto stereoscopico.
3D autostereoscopico
Senza indossare gli occhiali, indirizzare pixel diversi verso l'occhio destro e sinistro richiede l'uso di una tecnologia di separazione ottica. Inoltre, i pixel sullo schermo devono essere allineati con precisione alla lente lenticolare, altrimenti si possono verificare immagini fantasma, sfocature o vertigini. Questi requisiti non possono essere soddisfatti dai normali schermi LCD o LED.
Come realizzare un display 3D polarizzato?
Realizzare un video 3D
Il 3D polarizzato utilizza generalmente riprese stereoscopiche a doppia lente con una distanza interoculare di 6,5 cm. Dopo la ripresa, le immagini vengono allineate e la disparità viene regolata tramite software. Inoltre, le immagini 3D possono essere acquisite anche con una sola lente, utilizzando un software per produrre visioni separate per l'occhio destro e sinistro.
I componenti del display
Se si desidera riprodurre video 3D polarizzati, oltre allo schermo, è necessario preparare un proiettore singolo o doppio che emetta alternativamente o simultaneamente le immagini dell'occhio sinistro e dell'occhio destro, dotato di un dispositivo di commutazione della polarizzazione, di un modulatore di polarizzazione per assegnare stati di polarizzazione diversi ai fotogrammi sinistro e destro, di occhiali polarizzati e di un'apparecchiatura di calibrazione della sincronizzazione.
Scegliere uno schermo con un rapporto di estinzione della polarizzazione adeguato（PER）.
Quando si sceglie o si realizza un display 3D, si devono considerare i seguenti fattori:
Estinzione di polarizzazione (PER)
PER è la capacità dello schermo di mantenere la polarizzazione della luce incidente. Più alto è questo valore, migliore è l'effetto di separazione tra l'occhio destro e quello sinistro e più chiara è l'immagine stereoscopica.
Guadagno
Il guadagno è un parametro comunemente utilizzato nei cinema. Si riferisce al multiplo dell'intensità con cui lo schermo riflette la luce proiettata verso il pubblico. Un valore elevato di guadagno consente alla luce polarizzata di rimanere sufficientemente luminosa dopo il passaggio attraverso gli occhiali, ma valori troppo elevati possono causare una luminosità non uniforme. Il guadagno di un tipico schermo commerciale si aggira intorno a 1,0-2,0.
Uniformità
L'uniformità dello schermo è la coerenza della luminosità e della ritenzione della polarizzazione sull'intera superficie dello schermo. Garantisce che gli spettatori delle file anteriori e laterali non abbiano alcuna differenza percepibile nell'esperienza stereoscopica. Gli schermi qualificati hanno generalmente un tasso di variazione inferiore a 10%.
Angolo di visualizzazione
Poiché lo schermo viene visto da diverse angolazioni, deve mantenere un'elevata polarizzazione entro una certa gamma di angoli, generalmente entro 30 gradi; in caso contrario, l'effetto stereoscopico diminuisce quando viene visto lateralmente.
Grado di protezione
Nell'uso quotidiano dello schermo, soprattutto nei cinema, è inevitabile che si verifichino danni come l'attrito o l'esposizione all'umidità. Pertanto, anche lo schermo stesso deve avere caratteristiche come la resistenza all'umidità, alla muffa, all'abrasione e alla pulizia.
Materiale
I normali schermi bianchi non sono adatti alla visualizzazione 3D. Quando si vuole costruire un display 3D polarizzato, di solito si utilizzano materiali con un'elevata riflettività e una buona ritenzione della polarizzazione, come schermi metallici con superfici contenenti particelle metalliche o sottili strati di alluminio, o schermi bianchi con rivestimenti che preservano la polarizzazione.
Messa in servizio
Dopo aver completato l'assemblaggio dello schermo, è necessario eseguire il debug finale. È necessario controllare gli aspetti hardware, ad esempio se i modelli di proiettore e di schermo sono compatibili, se le specifiche dello schermo soddisfano le aspettative e se il tipo di occhiali 3D è corretto. Inoltre, sono importanti anche l'allineamento geometrico, le regolazioni della luminosità e del colore.
Come realizzare uno schermo 3D senza occhiali?
Prendendo come esempio la lente lenticolare, il processo di realizzazione di uno schermo 3D senza occhiali è il seguente:
Confermare il numero di angoli di visione
Il numero di punti di vista si riferisce al numero di direzioni da cui è possibile vedere l'intero contenuto 3D. Più punti di vista ci sono, più angolazioni si possono osservare i contenuti 3D e più tridimensionale è la percezione.
Per le postazioni fisse, come le vetrine o la segnaletica digitale, sono sufficienti 2 o 4 punti di osservazione. Per schermi LED esterni di grandi dimensioni, sono più adatti 8 o 12 punti di osservazione.
Determinare il supporto di visualizzazione
Gli schermi che possono supportare la tecnologia delle lenti lenticolari includono principalmente schermi LED, schermi LCD e schermi OLED. Gli schermi a LED sono caratterizzati da un'elevata luminosità e da un passo dei pixel relativamente grande, che li rende adatti per schermi commerciali per esterni.
OLED e LCD hanno una luminosità media e sono più adatti all'uso in interni. Tra questi, l'OLED ha una migliore resa e nitidezza dei colori, che lo rende adatto alle opzioni di fascia alta.
Progettare la lente lenticolare
Il principio dell'implementazione delle lenti lenticolari consiste nel fissare una serie di lenti lenticolari davanti alla serie di LED. Dopo aver determinato i parametri dello schermo, come le dimensioni, la risoluzione e il numero di angoli di visualizzazione, gli ingegneri calcolano i parametri delle lenti necessari, tra cui il passo, la lunghezza focale e la curvatura, selezionano i materiali delle lenti adatti ed eseguono la simulazione e l'ottimizzazione ottica.
Simulazione ottica
Dopo il calcolo preliminare dei parametri delle lenti, gli ingegneri devono simulare la distribuzione della luce, l'uniformità della luminosità e altri effetti visivi con software di simulazione come Zemax o LightTools per evitare perdite. Inoltre, prima di mettere in produzione le lenti, devono regolare continuamente i parametri fino a ottenere l'effetto desiderato.
Imballaggio e test
Al termine della lavorazione, il modulo del display deve essere incapsulato per proteggerlo da polvere e acqua. Inoltre, è necessario aggiungere una cornice per la protezione e la gestione termica.
Infine, gli ingegneri devono testare lo schermo, compresi i test delle prestazioni ottiche e i test funzionali, come il test del punto di vista, la regolazione del colore e il test di aggiornamento dinamico dell'immagine. Una volta completate queste fasi, lo schermo può essere preparato per l'imballaggio e il trasporto.
Tipi di tecnologie 3D
Anaglifo 3D
L'anaglifo 3D si riferisce alla codifica delle immagini per gli occhi destro e sinistro in canali di colore diversi, solitamente rosso e ciano. Gli utenti indossano occhiali con filtri colorati corrispondenti e ogni occhio può vedere un'immagine diversa, creando così un senso di profondità. Il senso di profondità percepito con questo metodo non è molto forte ed è stato gradualmente sostituito.
Otturatore attivo 3D
Con l'Active Shutter 3D, la visualizzazione di immagini diverse si alterna rapidamente sincronizzando gli otturatori degli occhiali; l'occhio destro e quello sinistro possono vedere immagini diverse, creando un senso di profondità.
3D polarizzato
Il 3D polarizzato visualizza l'immagine dell'occhio sinistro con una direzione di polarizzazione verticale e l'immagine dell'occhio destro con una direzione di polarizzazione orizzontale. Dopo aver indossato gli occhiali polarizzati, ogni occhio vede solo l'immagine polarizzata corrispondente. Poi il cervello calcola e presenta l'immagine stereoscopica.
Si divide ulteriormente in Polarizzazione lineare e Polarizzazione circolare. Il RealD 3D più diffuso nei cinema appartiene alla polarizzazione circolare, che ha il vantaggio di mantenere l'effetto 3D anche quando si ruota la testa.
3D autostereoscopico
Il 3D senza occhiali comprende tre tecnologie: Barriera di parallasse, lente lenticolare e campo luminoso. Attualmente, grazie alla buona trasmittanza luminosa e alla risoluzione, la lente lenticolare è utilizzata dalla maggior parte degli schermi 3D senza occhiali.
Inganno visivo 3d
A rigore, l'inganno visivo 3D non è una vera e propria tecnologia di visualizzazione stereoscopica, ma piuttosto una tecnica che fa apparire i video 2D come 3D attraverso l'illusione visiva.
Con questa tecnologia, gli occhi destro e sinistro vedono la stessa immagine 2D. Tuttavia, gli ingegneri utilizzano tecniche come la prospettiva forte, l'occlusione e la parallasse di movimento per creare un certo senso di profondità. Nella vita di tutti i giorni, la maggior parte dei contenuti 3D che si possono vedere su espositori commerciali è un inganno visivo 3D.
AR/VR
Anche la tecnologia AR/VR non è una vera tecnologia 3D. Dopo aver indossato le cuffie, il contenuto visto dai due occhi presenta una leggera differenza, che crea il senso di profondità. Utilizza un leggero sfalsamento orizzontale tra due immagini. Dopo l'elaborazione da parte del cervello, e con l'angolo di visione che cambia in tempo reale con il movimento della testa, si ha la sensazione di essere immersi.
Domande frequenti
Qual è la funzione degli occhiali 3D nei display 3D?
Dopo che sia il video che lo schermo sono pronti, gli occhiali 3D sono il passo finale che permette di percepire l'effetto stereoscopico. Creano una differenza tra le immagini viste dagli occhi destro e sinistro utilizzando il filtraggio dei colori, la commutazione ad alta velocità e la polarizzazione in diversi orientamenti.
Un display 3D può riprodurre contenuti 2D normali?
Sì. La maggior parte delle tecnologie 3D, tra cui il 3D senza occhiali, l'Active Shutter e l'Anaglifo, sono generate sulla base di immagini 2D. Pertanto, i display 3D possono essere compatibili con i contenuti 2D.
La visualizzazione in 3D causa affaticamento degli occhi?
Sì. In condizioni di luminosità insufficiente e dopo una visione prolungata, è possibile che si verifichi un affaticamento degli occhi o addirittura vertigini e mal di testa. Soprattutto l'Anaglifo 3D, a causa dei conflitti di colore, è più probabile che provochi un affaticamento degli occhi. Per ridurre questo effetto, è possibile utilizzare dispositivi di visualizzazione ad alta luminosità e ad alta velocità di aggiornamento ed evitare una visione prolungata.
La riproduzione di video 3D richiede un'elevata larghezza di banda?
Sì. La riproduzione di video 3D richiede in genere una larghezza di banda maggiore rispetto al 2D. Questo perché, rispetto al 2D, il 3D deve trasmettere una serie aggiuntiva di dati di immagine. Pertanto, la larghezza di banda richiesta per la trasmissione di video 3D è circa il doppio di quella del video 2D.
Quanto costa l'installazione e la manutenzione dei display 3D?
I costi di installazione e manutenzione variano a seconda dei tipi di schermi. Per quanto riguarda l'installazione, gli schermi 3D autostereoscopici hanno costi di installazione elevati, mentre schermi come Active Shutter e Polarized 3D hanno costi di installazione relativamente più bassi. Per quanto riguarda la manutenzione, gli schermi 3D sono molto più costosi dei normali schermi 2D a causa della calibrazione e della pulizia periodica.
Pensiero finale: Scegliere IvanLED come fornitore affidabile
IvanLED è un produttore professionista con oltre dieci anni di esperienza, specializzato anche in schermi LED 3D. IvanLED è in grado di fornire diverse specifiche per gli schermi, tra cui vari pixel, livelli di luminosità multipli fino a 12.000 nit e classificazione IP66 o superiore. Possiamo anche personalizzare diversi tipi di pannelli, tra cui piatti rigidi, flessibili, curvi, trasparenti o altri.
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