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3D电视是否与“节能”背道而弛?

发布时间:2010-08-10 文章来源:技术在线

    在上篇中,笔者根据夏普的演讲以及韩国LG的展示内容,对三维(3D)的影像为何变暗进行了尽量定量的论述。下篇将在此基础上,对节能和3D电视进行论述。

    正如上篇所论述的那样,3D电视影像变暗的主要原因之一在于受到了快门眼镜的影响。快门眼镜所使用的偏光板会使光的透射率下降。3D电视种类不同的话,快门眼镜所需要的偏光板的数量也不一样,有的是一块,而有的则是两块。当然,采用一块时透射率的下降幅度就会小些,但这时对视听环境又存在着很大的制约。此次将相关情况做一剖析,并对电视节能和3D电视展开论述。

    PDP需要辆块偏光板,而液晶虽只需一块但视听姿势受限

    如果是PDP的话,面板发出的光实质上属于自然光,而非偏振光。因此,要想使眼镜具有快门功能,就必须使用两块偏光板。不在眼镜一侧使自然光变为偏振光的话,液晶快门就不会发挥功能。而这一转换会使射入眼镜液晶的光线减少至一半以下。而且还会产生与两块偏光板相当的透过率损失(每块约9成)。因此,上篇中介绍的东芝移动显示器(TMD)的3D眼镜用OCB液晶面板的透射率为33%,也是符合实情的。不过,快门眼镜的透射率虽低但也有有利的方面。这就是,稍微倾斜头部,依然可看到一定的3D影像。

    而液晶则不同,面板发出的光已是偏振光。因此,只要眼镜与偏光板的偏光轴重合,眼镜面板一侧就无需使用偏光板。由于只需一块偏光板即可,因此眼镜的透射率实质上基本由块偏光板的透射率(约9成)来决定。不过,这一构造的眼镜虽然在透射率上有利一些,但同时也存在着弱点。这就是必须要使液晶面板的偏光轴与眼镜的偏光轴重合起来,换句话说头部绝对不能有倾斜。随着头部的倾斜,串扰现象就会加重。夏普3D液晶电视LC-LV3系列的操作说明书就标明了注意事项:“佩戴3D眼镜时需要在两眼接近水平的状态下观看。”

    另外,通过PDP电视观看3D影像时,照明用“荧光灯”的光会形成闪烁,映入眼帘。这种闪烁有时不太明显,有时则会感觉到。这也是快门眼镜所引起的。快门虽然与PDP画面发出的光同步开闭,但对于以50Hz或60Hz反复明暗的荧光灯的自然光,也会发挥功能。快门的开闭周期接近荧光灯明暗周期的2倍或4倍,因此会引发闪烁。打个比方的话,这种感觉就像是让60Hz驱动的液晶面板的背照灯以61Hz亮灭一样。而使用一块偏光板的眼镜不同,快门对自然光发挥的作用较小,不易感觉到闪烁。

    为了避免在观看3DPDP电视时感觉到闪烁,只能在视听环境的照明上采取对策,或换成使用逆变器的荧光灯照明及流行的LED照明,或重新使用原来的白炽灯,甚至是熄灯观看。

    利用液晶快门眼镜观看的3D影像变暗

    如上所述,3D电视的体感亮度会因快门眼镜的偏光板是一块还是两块而有所不同。不过,无论采用哪种方式,都要在此基础上加上单眼观看所导致的“体感亮度减半”。这样,与二维(2D)电视的影像相比,3D电视的亮度就会降至一半以下。

    将各公司公布的内容换算成数字的话,夏普3D电视的亮度为2D电视的18%(根据上篇介绍的该公司副社长松本雅史的演讲内容进行换算)。韩国LG显示器的液晶面板与快门眼镜组合时的3D电视亮度为65nit编辑部注)(根据上篇介绍的该公司在SID2010上的展示内容换算)。而佩戴TMD的OCB液晶面板快门眼镜时,亮度为2D电视的17%(在透射率降至33%的基础上,再加上单眼观看所导致的体感亮度减半)。

    电视亮度或辉度的单位通常使用属于SI单位的“cd/m2”来标记,而本文为了与上篇中的韩国LG电子的说明相统一,使用了“nit”。1nit=1cd/m2。

    3D影像只能是较暗的影像!

    总体来看,3D电视的视听环境都比较暗。比如,商场中的3D电视摆放在只有其周围的天花板熄灭的环境中。熄灭荧光灯的话,环境就会变暗,不易感觉到闪烁。另外,在2009年10月举行的“CEATECJAPAN”上,3D电视视听体验角也相当暗。可以说,这些3D电视都是在比较暗的视听环境下不倾斜头部观看的。

    不过,笔者最关心的还是“耗电”。3D影像也需要与2D影像相同的亮度的话,就只有提高背照灯的辉度。如果只能获得18%的亮度,将3D液晶面板的亮度(辉度)设置为约6倍就行了。不过,这样的话“耗电”也会随之增至约6倍。这是不能允许的。那么,对于65nit的亮度,大家能够忍受吗?

    3D电视需要佩戴眼镜观看。穿过眼镜看到的影像、房屋景象及人物都像是穿过透射率为20%的墨镜看到的。影像变暗也是没办法的事情。

    这样说的话,倒不如不将2D电视的最大画面辉度设定为450nit,比如可以降至100nit。这一2D电视的额定耗电量也许每英寸可降至1W以下。这样不仅可减少背照灯使用的CCFL(冷阴极管)的数量,而且还能减少驱动电路。而且,2D液晶电视的成本也可由此降低,变为更加的产品。

    如果大家形成了“3D电视的影像可以较暗”的共识,那么即使观看3D影像时的耗电量会增加,也可在切换为2D影像时自动设定为与3D影像相当的体感“画面亮度”。

    比如,设想使用LG显示器的液晶面板的2D/3D电视,其3D显示时的最大画面辉度为450nit,体感亮度为65nit。而2D显示时的最大画面辉度可以设置为65nit。这样体感亮度均变成65nit。如果是这样的电视,在观看2D影像的时间较多时,反而会为减少耗电做出贡献。但是,对于这样的电视,大家会购买吗?

    别忘了主动快门眼镜的通用化问题!

    要想观看3D影像,就必须使用快门眼镜。但即使购买3D电视,也只能附带一副或两副眼镜。而且只能用于购买的这台电视。如何设计偏光轴,又如何使快门开闭时序实现同步,如果考虑快门眼镜的这些机制的话,眼镜的设计大多会因液晶面板不同而各异,况且厂商之间也很难实现眼镜的通用化。

    但是又会有多少人为了能够多人观看3D影像而以10个为单位去购买市价高达1万日元的眼镜呢?“即使手边拥有的是不同厂商的眼镜,也可自己拿来与大家一齐欣赏3D影像”,可以说,以此为目标的“眼镜通用化”也是3D电视实现普及的关键。

    在公认为3D电视元年的2010年,涉足该领域的电视厂商将会增加。目前来看,需要进行一定引导的,与其说是包括3D影像在内的画面亮度,不如说是 “体感亮度(辉度)”。 而且还要将棘手但必须解决的眼镜通用化视为3D电视普及的关键。

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