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深圳市欣彩科技有限公司

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LED显示屏实现3D方案介绍
发布时间:2017-07-04 11:20:17 | 浏览次数:



3D技术分类可以分为眼镜式和裸眼式两大类。裸眼3D需要采用透镜或光栅、激光等设备,主要用于公用商务场合,小型化的3D显示会应用到手机等便携式设备上,依靠人双眼的距离观看不同方向的光产生3D视觉。大型的LED显示屏因为LED发光管的光是发散的,无法形成真正的裸眼3D功能,有的科研院校进行了在LED显示屏前加上折射膜的研究,略微形成了一定的裸眼3D效果,但是对于观看的角度、距离、视野范围具有非常大的局限性,并不具有实用价值。  

根据3D显示的这些特性,在家用民用消费领域,无论是显示器、投影机或者电视甚至是LED显示屏,都需要配合3D眼镜使用。在眼镜式3D技术中,我们又可以细分出三种主要的类型:色差式、偏光式和主动快门式,也就是平常所说的色分法、光分法和时分法。以下简述各种方式的优缺点及实用性。

2、色差式3D显示技术

色差式3D技术 ,英文为Anaglyphic 3D,配合使用的是被动式红-蓝(或者红-绿、红-青)滤色3D眼镜。其技术简单来说是制作3D画面时,左眼显示内容以红色调为主,右眼显示内容以蓝色调为主,眼镜的左镜片为红色滤光片,右镜片为蓝色滤光片。这样人的左眼看到的是经过滤光后的左眼图像,右眼看到的是经过滤光后的蓝色图像,这两幅图像由人的大脑形成立体视觉。这种技术历史最为悠久,成像原理简单,实现成本相当低廉,眼镜成本仅为几块钱,但是3D画面由于颜色的缺失,效果也是最差的。

在LED控制系统开发公司中,南京某公司在早期曾经开发这种方式的3D方案。该方案的优点是不需要任何专业的3D LED控制系统配合,只需要显示屏能完整的显示红蓝格式的3D片源即可。

缺点很明显,颜色不丰富,画面偏红偏蓝,画面边缘容易产生偏色。


色差式3D画面用裸眼观看时的效果


偏光式3D技术也叫偏振式3D技术,英文为Polarization 3D,配合使用的是被动式偏光眼镜。偏光式3D技术的图像效果比色差式好,而且眼镜成本也不算太高,比较多电影院采用的也是该类技术,不过对显示设备的亮度要求较高。


偏光式3D是利用光线有“振动方向”的原理来分解原始图像的,先通过把图像分为垂直向偏振光和水平向偏振光两组画面,然后3D眼镜左右分别采用不同偏振方向的偏光镜片,这样人的左右眼就能接收两组画面,再经过大脑合成立体影像。


偏光式3D技术原理

 

偏光式3D眼镜,同向镜片叠加,透光率明

偏光式3D眼镜,同向镜片叠加,透光率明显下降


在偏光式3D系统中,市场中较为主流的有RealD 3D、MasterImage 3D、杜比3D三种,RealD 3D技术市占率最高,且不受面板类型的影响,可以使任何支持3D功能的电视还原出3D影像。不过这种技术会使画面分辨率减半,很难实现真正的全高清3D影像,而且画面亮度也会被大大降低。在液晶电视上,应用偏光式3D技术要求电视具备240Hz以上刷新率。

偏光式3D技术在LED显示屏领域应用比较早的公司有郑州中原显示技术有限公司。在LED显示屏上使用时,其基本原理是采用加倍LED发光管的方式,在物理上每个像素由两个发光管组成,按水平方向或垂直方向较近的方式配置,这样容易造成LED显示屏横向点间距离和竖向点间距离的不等,同样点间距、同样面积的显示屏,相较于普通LED显示屏,偏光式LED显示屏分辨率下降一半。在这两个相邻发光管上,通过印刷或者覆膜技术,使得左发光管发射出横向偏振光,右发光管发射出纵向偏振光,采用左镜片横向偏振光右镜片纵向偏振光的眼镜进行观看时,左右眼将分别看到左右画面,经由大脑合成为立体图象。

其优点是此种方式的眼镜成本低廉,可至几块钱一幅,画面基本无闪烁,成像效果好。

缺点是LED显示屏造价高,不能采用普通的发光管,需要在模组上进行贴膜或者印刷,显示屏驱动电路部分复杂,LED控制卡设计难度大,造成总体造价昂贵,同样点间距、同样面积显示屏分辨率低一半。


 


主动快门式3D技术,英文为Active Shutter 3D,配合主动式快门3D眼

镜使用。这种3D技术在电视和投影机上面应用得最为广泛,资源相对较多,而且图像效果出色,受到很多厂商推崇和采用,不过其匹配的3D眼镜价格较高。

主动快门式3D主要是通过提高画面的刷新率来实现3D效果的,通过把图像按帧一分为二,形成对应左眼和右眼的两组画面,连续交错显示出来,同时红外信号发射器将同步控制快门式3D眼镜的左右镜片开关,使左、右双眼能够在正确的时刻看到相应画面。这项技术能够保持画面的原始分辨率,很轻松地让用户享受到真正的全高清3D效果,而且不会造成画面亮度降低。

 


主动快门式3D的信号同步发射器

一般情况下,3D液晶电视屏幕刷新频率必须达到120Hz以上,也就是让左、右眼均接收到频率在60Hz以上的图像,才能保证用户看到连续而不闪烁的3D图像效果。包括三星、松下、创维等品牌推出的3D电视,都是采用主动快门式3D技术。

 


南京聚诚电子科技有限公司经过研发,在普通LED显示屏上实现了主动快门式3D显示。其基本原理是:左右格式或上下格式的片源在计算机显示器上播放,刷新帧率60Hz,经由3D拼接处理器进行倍频为120Hz,将左右眼数据倍频后传送至3D发送卡,3D发送卡转换为供接收卡使用的显示数据,并将左右眼数据切换的信号送到3D眼镜同步器,在普通LED显示屏上,接收卡的带载点数减小,以达到帧率为120Hz的要求,另外因为LED显示屏的特点,接收卡将把显示刷新率提高至1920H-3840Hz以上,使得观看3D效果时,无任何闪烁感。

其优点是LED显示屏造价成本与普通LED显示屏一样,不增加显示屏制作、安装成本。视频信号处理、LED控制系统技术成熟,采用2.4GH的3D同步器及眼镜可避免红外眼镜的距离短、怕阻挡等缺点。

其缺点是眼镜为快门式,以60Hz的频率频繁轮换遮蔽左右眼,长时间观看会造成眼镜疲劳,产生不舒适感。


 


1、如果显示屏点数小于1280*800点时,采用南京聚诚TX-Q5-3D二合一视频处理发送器,以及适当数量的聚诚普通接收卡即可完成3D显示。

2、如果显示屏点数宽度大于1280点,或者高度大于800点时,需要增加一台南京聚诚3D拼接器TX-SVP608,根据像素点数不同,采用2拼、4拼、8拼方式的3D拼接器。拼接器后接多台南京聚诚3D四口发送卡TX-T4E-3D或者采用8网口发送卡TX-T8E-3D,每台发送卡可控制130万点至250万点。

显示屏上采用聚诚普通接收卡即可,采用与普通显示屏一致的接收卡,3D使用时,为了保证较高的刷新频率,建议接收卡的带载宽度比普通显示屏时降低一半。举例来说:对于普通恒流IC的1/16扫显示屏,每张接收卡的带载宽度建议为128列,高度为384行。对于采用双锁存IC的1/32扫显示屏,每张接收卡的带载宽度建议为64列,高度为768行。对于采用高阶PWM IC的1/32扫显示屏,如MBI5153,ICN2053等,每张接收卡的带载宽度建议为128列,高度为512行


 


拼接器


性能规格:

1、支持亮度调节

2、窗口静帧设置

3、支持2D,3D模式切换

4、2D最大支持4096*1152输出分辨率

5、3D最大支持2048*1152输出分辨率

6、可自定义分辨率(230万点以内)

7、支持4路DVI信号输入

8、支持2路输出拼接

9、2D支持4画面同时显示

10、3D支持2画面同时显示

11、多画面任意漫游、缩放

12、无缝切换

13、软件调试,软硬件同时操作

14、3D输入接口支持:DP、HDMI、DVI、VGA、AV;
     15、3D输出接口:DVI、VGA、DP、SDI;
     16、3D显示模式兼容性:2K*1K/2K*2K/自定义 (60/120Hz);
     17、3D图像处理:左右、上下图像同步;
     18、3D模式:主动立体快门式;
     19、同步模式:2.4GHz;
     20、距离范围:0.5-50M;


 


3D发送卡TX-T4E-3D(TX-T8E-3D)规格参数

TX-T4E-3D(TX-T8E-3D)是专为超大LED全色显示屏3D显示开发的同步控制器发送卡。

1、 输入信号:一路DVI输入。该卡接收来自显示卡或视频拼接处理器的DVI或HDMI  2D/3D显示数据,可支持主流DVI显卡或视频拼接处理器。

2、 该卡最大支持2048*1152的显示器分辨率,四个输出口可以独立使用,也可以设置为相同输出,进行冗余。每个输出口可控制65万点范围内的任意宽度高度组合。四个网口输出最大可支持260万点的2D显示屏。控制3D显示屏时,最大带载125万点。可任意设置所控制的行列数。

3、 一路音频输入接口。Hi-Fi高保真立体声采样,与功能卡配合可通过网线传输声音信号。

4、 USB接口控制。

5、 采用大规模FPGA进行处理,千兆网线传输技术。

技术规格:

品名:TX-T4E-3D(TX-T8E-3D)

电源输入:AC220V

信号输入:DVI

信号输出:4个千兆网口(8个千兆网口)

控制方式:USB-RS232接口

分辨率:最大2048*1152

传输介质:超5类网络线

传输距离:最长140米,实测170米。

工作温度:-20ºC-70 ºC

安装方式:配送DVI连接线一根,HDMI线一根,USB线1根,电源线1根。


 


性能特点:TX-R75E是专为LED全色显示屏开发的同步控制器接收卡。具有12个HUB75标准接口,支持1-32扫的任意扫描及抽点方式。

1 自带75接口,适合于大部分的显示屏单元模组,不需要转接板。

2 具有24组RGB信号输出,对于普通的1/32扫屏,可控制768行高。比标准接收卡多出1半的带载面积,大大节省成本。

3 双网口可任选作为信号输入端,自动识别。

4 具有自检按钮,可完成红、绿、蓝、白、横线、竖线、斜线自检。在检测到有信号输入时自动退出自检状态。多卡级联时,只需在第一块卡按动自检按钮,则其后所有的卡均可进入自检状态。

5 支持普通恒流源芯片,完美支持MBI5124、ICN2038、ICN2028、ICN2038S、MY9868、SM16207S、SUM2017T、MBI5153、ICN2053、SUM2033、SUM2035等多种双锁存及PWM功能芯片。

6 支持模组旋转控制功能,模组可旋转90°、180°、270°安装,接收卡可控制其正常显示。

7 具有多种上屏时钟、灰度等级、刷新频率可供选择。

8 独特的UPWM功能,可以使普通的通用恒流源芯片屏达到很高的刷新频率,色彩表现更丰富。

9 支持逐点亮度色度校正功能,真正的256等级亮度色度逐点校正,32扫显示屏单卡校正面积128×768。

10、支持静态、1/2扫描、1/4扫描、1/8扫描、1/16扫描的扫描方

式,以及32扫以下的各种扫描方式,支持各种抽点模式的单元板。

通过屏体走线设置可以配合任意走线方式的显示屏单元板。

11、单元板移位时钟从1M-31.25M可选,灰度等级从无灰度-65536

级灰度可选,刷新频率60Hz-7680Hz可选。具有24组红绿蓝输出,根据扫描方式不同,可控制的高度不同,最大可到768行,可控制的列数随时钟、灰度等级、刷新频率不同而变化,最大可控制512列。

技术规格:

品名:TX-R75E

电源输入:DC5V

信号输入:任意RJ-45端口,1口优先

级联信号输出:任意RJ-45端口

数据输出:

R75E:24组RGB数据,CLK、LAT、EN、A、B、C、D、E

传输介质:超5类网络线

工作指示:电源指示灯、信号指示灯

工作温度:-20ºC-70 ºC

外形尺寸:144mm X 91mm

安装方式:固定孔位式


 


3D同步器和3D眼镜介绍

主动快门式3D成像原理

主动快门式3D技术的主要依靠的是液晶眼镜来实现立体成像,它的镜片实质上是分别控制开/关的两片液晶屏,眼睛中的液晶层有黑和白两种状态,平常显示为白色即透明状态,通电之后就会变黑色。通过一种讯号发射装置,让3D眼睛和屏幕之间实现精确同步。通俗的来说,主动快门式3D技术就是通过镜片不断进行高速开/关状态来实现3D立体影像的成像。

主动快门式3D眼镜

主动快门式3D技术的优势:残影少、3D效果突出、能够达到全高清3D效果输出、屏幕成本比较低 只需更新刷新频率达到120赫兹即可导入这个技术。

主动快门式3D技术的缺点:长时间使用容易引起眼睛疲劳甚至头晕现象、配套的主动快门式3D眼镜的价格比较昂贵 眼镜需要充电并且较厚重。


 


3D同步器:Optoma-TX-3Dsync24G  VESA发射器


 


规格参数:

1、 频率:2.4GH;
2、 功率:-20to+10dBm ;
3、 发射范围:不低于50米 ;
4、 认可:公共频段Band ISM;


 


3D眼镜:Optoma-TX-ZF2300快门2.4G蓝牙


 


规格参数:

3D技术:主动式充电快门眼镜; 
镜片类型:液晶; 
同步方法:2.4G无线电频率; 
刷新频率:240Hz;
电池寿命:≥75个小时; 
供电方式:5V USB/Li-on 120mAh; 
视角:± 115°; 
透光率:40%;
镜架:密封,可水洗;

自动断电功能,更加节省资源;

2.4GHz无线电频率同步可避免来自其他设备的干扰; 
能够配合“3D立体信号发射器”配套使用。


 
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