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在现代信息社会内,几乎所有人的工作和生活都离不开信息显示技术。因为信息显示器(如LCD、LED屏、投影仪等)是科学研究和工业应用的基本工具,而电视显示屏也是千家万户老百姓获取信息的主要来源。并且,信息显示技术已形成数以千亿美元计的技术产业链,产生了巨大的经济效益。
平板显示技术的发展趋势
众所周知,平板LCD显示技术目前已基本取代了CRT显示技术,但由于LCD是被动显示技术,而主动显示技术中,PDP与LED显示技术虽有各自的特点,但有的还未超过LCD,因而不能取代LCD。
自OLED技术发展之后,其进展相当迅速。主要原因是它不需要长晶格的制作过程,也没有涉及晶粒制作程序,制造过程更较发光二极管简单。制作OLED的材料一般都是有机化合物,开始使用纯有机化合物,五、六年前发现将有机化合物混入金属,有助提高OLED的亮度及效果。因此,现多用有机金属混合物来制作。目前,OLED红、绿、蓝三色材料的发光效率和发光寿命均基本满足实用化需求,现在的OLED 在亮度500cd/m2下,至少有20000h的工作时间。
我国台湾省以铼德公司为代表的一批企业已经走到世界OLED产业化的前列;清华大学和维信诺公司已联合建立了国内第一条OLED生产线等。相信不久,在解决好大尺寸 OLED的长期可靠性和使用寿命等后,OLED必将成为显示器市场的主流。LCD花了15年时间才超过CRT成为电脑显示器的主流技术。专家们预言,OLED将花费更短的时间超越LCD。
OLED显示技术与LCD相比(如下表1所示),各种参数均优于LCD,因而OLED将在不久取代LCD,而成为显示器市场的主流。
投影显示与大屏显示技术的发展趋势
由前面介绍的投影显示技术中,显然其发展趋势是向激光投影显示技术方向发展。
随着信息化技术的提高,人们对于视觉欣赏的要求越来越高。“视觉冲击力”成为人们评判显示性能的一个标准。视觉冲击力不仅来自于清晰的画面,还来自于超大尺寸的画面。为了满足这种诉求,大屏拼接应运而生。此外,能实现超大画面的还有基于投影技术的边缘融合技术。
目前,比较常见的大屏幕拼接系统,通常根据显示单元的工作方式分为二个主要类型:一是PDP、LED、LCD平板显示单元拼接系统,其缺点是有拼接缝隙; 二是DLP投影单元拼接系统,其优点是无拼接缝隙。边缘融合拼接系统也是无缝拼接。
所谓的边缘融合技术就是将一组投影机投射出的画面进行边缘重叠,并通过融合技术显示出一个没有缝隙 更加明亮、超大、高分辨率的整幅画面,画面的效果就好象是一台投影机投射的画质。当两台或多台投影机组合投射一幅两面时,会有一部分影像灯光重叠,边缘融合的最主要功能就是把两台投影机重叠部分的灯光亮度逐渐调低,使整幅画面的亮度一致。边缘融合的技术优势是:
增加图像尺寸,画面的完整性。多台投影机拼接投射出来的画面一定比单台投影机投射出来的画面尺寸更大;鲜艳靓丽的画面,能带给人们不同凡响的视觉冲击,另外,采用无缝边缘融合技术拼接而成的画面,要很大程度上保证了画面的完美性和色彩的一致性。
增加分辨率。每台投影机投射整幅图像的一部分,这样展现出的图像分辨率被提高了。比如,一台投影机的物理分辨率是800 ×600,三台投影机融合25%后,图像的分辨率就变成了2000 ×600。
超高分辨率。同利用带有多通道高分辨率输出的图像处理器和计算机, 可以产生每通道为1600×1200像素的三个或更多通道的合成图像。 如果融合25%的像素,可以通过减去多余的交叠像素产生的4000×1200分辨率图像。目前市场上还没有可在如此高的分辨率下操作的独立显示器。其解决办法为使用投影机矩阵,每个投影机都以其最大分辨率运行,合成后的分辨率是减去交叠区域像素后的总和。
缩短投影距离。随着无缝拼接的出现, 投影距离的缩短变成必然。比如,原来200英寸(4000×3000mm)的屏幕,如果要求没有物理和光学拼缝,我们将只能采用一台投影机,投影距离=镜头焦距×屏幕宽度,采用光角镜头1.2:1,我们的投影距离也要4.8米,现在,我们采用了融边技术,同样画面没有各种缝痕,我们的距离只需要2.4。
特殊形状的屏幕上投射成像。比如,在圆柱或球形的屏幕上投射画面,单台投影机就需要较远投影距离才可以覆盖整个屏幕,而多台投影机的组合不仅可以使投射画面变大投影距离缩短,而且可使弧弦距缩短到尽量小,对图像分辨率、明亮度和聚集效果来说是一个更好的选择。
增加画面层次感。由于采用了边缘融合技术,画面的分辨率、亮度得到增强,同时配合高质量的投影屏幕,就可使得整个显示系统的画面层次感和表现力明显增强。
边缘融合是一组投影机投射出的画面进行边缘重叠,因此从理论上来讲,利用边缘融合技术显示的画面可以是无限大的而且是清晰的。而大屏拼接则会随着显示画面的扩大,无论是从技术上还是空间布局上都会更加困难。因此,具体来讲,边缘融合技术更加适用于空间较大的场所,即所谓超大的空间清晰应用。
在大屏拼接显示技术中, 其发展趋势是向DLP、边缘融合技术方向发展。
3D立体显示技术的发展趋势
显示技术经历了由黑白显示到彩色显示,由普通彩显到高清晰度彩显的过程,目前,平面显示技术已经取得了很大的成就。但因为客观世界是一个三维世界,任何实物都具有x、y和z三维性,为了追求最大限度的真实重现,其中主要的一种方式就是实现立体感。目前已商业化的显示技术,只能在平面显示器(x,y)上实现对三维世界的表达,在真实感上,离用眼睛直接去观看客观事物仍有很大差异。
诚然,平面显示在某种程度上给人三维的立体感觉,但只是在二维显示技术基础上基于心理的认知,从本质上讲,不能算是真正物理意义上的三维立体显示。现有的大部分立体显示技术,在显示的视角上大多达不到广角要求,因为它们脱胎于二维显示,始终没有摆脱传统的二维显示屏幕180°显示空间的限制。此外,还要借助立体视镜,或者要借助平面显示屏上的“视差”效果。
目前主流的三维显示已经占据了大半壁江山,已知的三维显示设备包括立体视觉、头盔式显示器、CAVE、裸眼立体显示器和真三维显示等。
在3D立体显示技术中,将逐渐从主动式眼镜、偏光式眼镜,朝向裸眼3D、真3D立体显示技术方向发展。