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继松下、索尼之后，夏普也在日本投放了三维（3D）电视（参阅本站报道）。为追赶这三家公司，据说东芝也将于8月上市3d电视（参阅本站报道）。2010年被称为日本的“3D电视元年”，电视机厂商将3D电视定位于继二维（2D）电视之后又一“机不可失”的产品。因此，本文将以3D电视为对象，从“节能”主题出发，分上下两篇谈谈笔者的看法。
从事FPD关联业务的笔者对3D电视技术有着浓厚的兴趣。在6月24日于东京有明国际会展中心举行的“第18届3D&虚拟实境展”上，笔者聆听了夏普副社长松本雅史以“夏普3D战略”为题的演讲。
影像眩晕、眼睛疲劳及景深感等人体生物学方面的课题自有专家去解决，笔者关注的是“3D电视的影像较暗”的问题。
随着演讲的深入，在标题为“3D电视以往技术课题”的幻灯片中，出现了“（1）亮度不足，（2）串扰现象，（3）影像清晰度低且内容不足”的说明。这里的（1）亮度不足是指，如果将以往电视（2D电视）的亮度设定为100的话，佩戴主动快门眼镜观看的3D电视的亮度仅为10。对于亮度只有1/10的原因，松本的解释是：在液晶面板的影像进行3D化后，面板的亮度会降至约25％，这时再佩戴眼镜观看的话又会降低40％，合起来便成了10％。
先不说技术上有无证据，只是这一解释就意味着，“如果是在2D电视上观看过最大亮度为400nit 编辑部注）影像的人，在佩戴眼镜观看3D影像时，体感亮度就只有40nit”。因此，夏普一直在致力于提高液晶面板的亮度。松本展示了标题为“利用独一无二的技术解决课题”的幻灯片，其中以“利用4项独一无二的技术来实现高画质3D显示”为题介绍了各项技术，表示已经实现了亮度为以往3原色液晶面板约1.8倍的3D电视。
不过，即使这样也只是从10提高到了18，画面依然偏暗。
编辑部注）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，而本文为了与后述的韩国LG电子的说明相统一，使用了“nit”。1nit＝1cd/m2。
分别以2D和3D模式观看同一液晶面板时亮度如何？
目前几乎找不到与3D电视的屏幕辉度（明度）相关的信息。不过，笔者在参加2010年5月于美国西雅图举行的“SID 2010”时，在展会会场曾经看到过有关数据。下面是韩国LG电子展示的液晶面板公布的具体数据。
该表并非47英寸液晶电视的性能指标，而是Ips液晶面板的相关数据。由于有解说员在场，因此笔者向其询问“Brightness（亮度）是如何测定的”，得到的回答却是“不清楚”。看来要想进一步打听快门眼镜（Shutter Glass）的构造和原理，以及单眼观看时的体感亮度等技术的话会更因难。不过，既然该面板打出了“Minimum Crosstalk”的招牌，作为核心要素的串扰率又为何没有任何记载呢？看着LG电子的展板，笔者的心头又涌起了这样的疑问。
下面将话题再回到亮度上来。笔者在2D模式下观看该液晶面板的影像后，又戴上眼镜在3D模式下进行了观看，感觉3D模式下无疑变暗。因此，450nit变成65nit的说明看样子是符合实情的。
为何如此之暗——原因在于眼镜和单眼观看
其中的原因似乎主要出在主动快门眼镜上。虽说是眼镜，但原理上可以理解成是“无彩色滤光片且无TFT”的液晶面板。电视厂商及面板厂商采用的眼镜具有何种构造及性能虽不清楚，不过东芝移动显示器（TMD）在5月18日公布的、与“3D眼镜用OCB液晶面板开发”相关的新闻资料中表示，“透射率为33％”。其偏光板采用2块方式还是1块方式不得而知，如果是两块偏光板式的液晶快门，33％的透射率数据是可以理解的。这时，3D电视的亮度在穿过该眼镜后就会变为1/3。
另外，使用该眼镜时是通过左右眼（单眼）来观看左眼及右眼用的影像。而日常生活中是不会用单眼来观看物体的。打个比方的话，这就像是在用两眼观看以50％占空比闪亮的白色LED及LED光线打到的物体，这时“体感亮度”就会减半。这样便可轻松推断出，眼镜透射率加上单眼观看会使体感亮度降至1/6。
此外还有一些使亮度进一步降低的原因。这就是响应速度因液晶缘故而较慢，也就是快门开合性较差。由于因此会发生串扰现象，所以作为减轻串扰的对策，缩短了快门处于打开状态的时间，并在液晶面板的影像中插入了全黑画面显示。这些小窍门的采用会使亮度变得更暗。因此，夏普进行说明的10这一数值，以及LG显示器列出的数值也是可以理解的。
在下篇中，笔者将针对眼镜式3D电视的亮度和视听环境，对作为正题的电视节能和3D电视展开论述。
在上篇中，笔者根据夏普的演讲以及韩国LG电子的展示内容，对三维（3D）电视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，对电视节能和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3D PDP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。
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SID 2010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）。
编辑部注）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，家电商场中的3D电视摆放在只有其周围的天花板灯光熄灭的环境中。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“CEATEC JAPAN”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，变为更加环保的产品。
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。
目前几乎找不到与3D电视的屏幕辉度（明度）相关的信息。不过，笔者在参加2010年5月于美国西雅图举行的“SID 2010”时，在展会会场曾经看到过有关数据。下面是韩国LG电子展示的液晶面板公布的具体数据。
该表并非47英寸液晶电视的性能指标，而是IPS液晶面板的相关数据。由于有解说员在场，因此笔者向其询问“Brightness（亮度）是如何测定的”，得到的回答却是“不清楚”。看来要想进一步打听快门眼镜（Shutter Glass）的构造和原理，以及单眼观看时的体感亮度等技术的话会更因难。不过，既然该面板打出了“Minimum Crosstalk”的招牌，作为核心要素的串扰率又为何没有任何记载呢？看着LG电子的展板，笔者的心头又涌起了这样的疑问。
下面将话题再回到亮度上来。笔者在2D模式下观看该液晶面板的影像后，又戴上眼镜在3D模式下进行了观看，感觉3D模式下无疑变暗。因此，450nit变成65nit的说明看样子是符合实情的。
为何如此之暗——原因在于眼镜和单眼观看
其中的原因似乎主要出在主动快门眼镜上。虽说是眼镜，但原理上可以理解成是“无彩色滤光片且无TFT”的液晶面板。电视厂商及面板厂商采用的眼镜具有何种构造及性能虽不清楚，不过东芝移动显示器（TMD）在5月18日公布的、与“3D眼镜用OCB液晶面板开发”相关的新闻资料中表示，“透射率为33％”。其偏光板采用2块方式还是1块方式不得而知，如果是两块偏光板式的液晶快门，33％的透射率数据是可以理解的。这时，3D电视的亮度在穿过该眼镜后就会变为1/3。
另外，使用该眼镜时是通过左右眼（单眼）来观看左眼及右眼用的影像。而日常生活中是不会用单眼来观看物体的。打个比方的话，这就像是在用两眼观看以50％占空比闪亮的白色LED及LED光线打到的物体，这时“体感亮度”就会减半。这样便可轻松推断出，眼镜透射率加上单眼观看会使体感亮度降至1/6。
此外还有一些使亮度进一步降低的原因。这就是响应速度因液晶缘故而较慢，也就是快门开合性较差。由于因此会发生串扰现象，所以作为减轻串扰的对策，缩短了快门处于打开状态的时间，并在液晶面板的影像中插入了全黑画面显示。这些小窍门的采用会使亮度变得更暗。因此，夏普进行说明的10这一数值，以及LG显示器列出的数值也是可以理解的。
在下篇中，笔者将针对眼镜式3D电视的亮度和视听环境，对作为正题的电视节能和3D电视展开论述。
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。
来源：3D中国 |
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发表于 2011-12-22 16:16:42
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