为生活添色 CES 2011亮点技术解析

技术讲坛

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CES 2011大展已经落下了帷幕,在这次展会上,我们不但看到了Intel的SNB处理器、AMD的APU平台、NVIDIA的TEGRA2双核ARM产品,同时我们还看到了各大厂商在许多产品中加入了一些我们过去闻所未闻的技术。这些技术或许不如Intel、NVIDIA那样一出手便震撼全场,但是从这些技术的应用和发展来看,它们都将在我们未来的生活中占据重要的位置,甚至改变我们的生活。下面,我们就从本次CES大展中挑选出几种颇有新意的技术或产品和大家分享。

“裸眼3D”电视迈向成功

在本次CES大展上,东芝可以说是大出风头,不但展出了分辨率达到4k×2k的大屏幕电视机,同时还支持裸眼3D。不夸张地说,东芝所展现出来的产品以及技术实力,让人们看到裸眼3D电视在未来成功的可能。那么东芝是如何在液晶电视的3D显示以及超高分辨率两方面都获得突破的呢?

光屏障式技术的裸眼3D电视

从东芝所展出的裸眼3D电视来看,采用的应该是光屏障式3D技术。光屏障式3D技术也被称为视差屏障技术或视差障栅技术,其原理和偏振式3D较为类似,由夏普工程师研究成功。光屏障式3D产品与既有的LCD液晶工艺兼容,因此在量产性和成本上较具优势,但采用此种技术的产品影像分辨率和亮度会下降。光屏障式3D技术的实现方法是使用一个开关液晶屏、偏振膜和高分子液晶层,利用液晶层和偏振膜制造出一系列方向为90度的垂直条纹。这些条纹宽几十微米,通过它们的光就形成了垂直的细条栅模式,称为“视差障壁”。而该技术正是利用了安置在背光模块及LCD面板间的视差障壁,在立体显示模式下,应该由左眼看到的图像显示在液晶屏上时,不透明的条纹会遮挡右眼;同理,应该由右眼看到的图像显示在液晶屏上时,不透明的条纹会遮挡左眼,通过将左眼和右眼的可视画面分开,使观众看到3D影像。

CELL实现超高分辨率

对于CELL处理器,相信玩TV游戏的玩家不会陌生,这颗处理器是由索尼、东芝以及IBM合作研发而来,同时也是PS3的核心处理器。在这次东芝发布的裸眼3D电视中,都搭载了CELL处理器。东芝的40英寸以上的液晶电视,在2D时分辨率将达到4k×2k,而在3D模式下分辨率则降为1080P,同样达到全高清的效果。东芝的电视如何能达到4k×2k对很多人来说都是一个疑问,而这个疑问的答案目前来看就是CELL处理器。从现在资料推测,东芝应该采用的是全高清面板,而当屏幕处于2D的时候,CELL处理器采用插值技术,将1080P的画面强行提升两倍,并以屏幕原生分辨率的形式表现出来,此时画面就达到了4k×2k的分辨率;而当电视处于3D,分辨率减半的时候,CELL同样可以将画面维持在1080P的分辨率下。不过这项技术目前尚不完善,完全由CELL通过软件计算,所以理论上电视画面会出现延迟的现象。不过东芝方面表示,未来将采用硬件处理,那时画面延迟应该不是问题了。

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东芝的裸眼3D液晶电视
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由三大巨头联合研发的CELL处理器
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光屏障式3D技术原理

中国技术助阵3D笔记本

采用3D屏幕的笔记本不是稀奇的事儿,联想、华硕都有类似的产品推出,用户戴个3D眼镜就可以在屏幕上观看3D画面了。但是如果说用户无需任何眼镜,就能在笔记本上享受3D画面,那就有点让人吃惊了。本届CES展上,就有厂商展示了采用裸眼3D屏幕的笔记本,而提供这项3D技术的是一家来自中国的公司——SuperD。

对于裸眼3D来说,无论什么技术实际上都是采用了“分光”的原理,让两只眼睛看到不同的画面。但是裸眼3D技术的一个难点就是位置和角度需要固定,平板电视大多使用的广视角面板,所以在观看位置方面相对比较自由,而且电视屏幕较大,可视面积也比较广;但是笔记本屏幕多使用TN面板,可视角度小,屏幕面积小,色彩变化大,实际上对使用者的限制也就更严格。那么SuperD是如何在笔记本屏幕上实现裸眼3D的呢?

SuperD采用了一种面部追踪技术,这种技术是由屏幕面板自动追踪使用者面部运动,这样无论用户如何偏移,始终都能观看到3D图像,这就解决了裸眼3D对用户位置要求严格的限制。不过这项技术的缺陷是面板追踪的使用者只有一位,也就是说采用这种技术的显示设备无法同时让多人使用,所以目前采用SuperD裸眼3D技术的硬件多是用于个人电脑(包括笔记本和平板电脑)。实际上,SuperD这项技术的另外一个好处就是可以将屏幕的3D和2D模式无缝地连接起来,当屏幕无法追踪到用户的时候,此时采用SuperD的显示设备将切换为2D画面,这样就不会让用户位置过于偏离或者用户较多的时候画面出现重影。这项功能可以用于窗口模式以及全屏模式,当多个用户观看屏幕,屏幕无法实现追踪时,就能保证视频画面的正常。

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采用SuperD 技术的裸眼3D技术

目前SuperD主要提供芯片和技术方案,而屏幕面板则全部交由友达生产(友达注资6000万港币获得SuperD公司10%的股份)。从生产成本来看,这种技术相比主动式快门眼镜至少低50%,而且裸眼3D也是未来的趋势,所以不少公司看好这项技术。目前除了东芝、宏碁的笔记本将使用SuperD的技术外,世界前5大笔记本生产厂商中的四家也会在未来的裸眼3D笔记本中使用这项技术。

超声波实现“少数派报告”

数年前,当我们观看《少数派报告》时,除了被阿汤哥的帅气以及巧妙的剧情安排所吸引外,最引人瞩目的无疑就是电影中角色们超酷的隔空控制电脑方式,而在微软推出Kinect后,这种幻想式的操作方法得以实现并开始普及。而在本次CES展会上,就有一家来自挪威的公司展出了最新的“非触摸控制技术”,而且示范对象还是目前如日中天的iPad。

体感技术从Wii开始流行,到现在也已经好几年了,在我们能见的范围里,无论是任天堂、索尼,还是微软,在体感技术方面都有较好的突破和发挥。任天堂的Wii主要依靠红外线定位,索尼的PS3 MOVE是通过手柄获取准确的方位,微软则是利用摄像头对人体的模型动作进行捕捉,同时还兼顾了声音识别功能。而这次CES上,Elliptic Labs这家公司推出的体感技术则是采用了超声波。

事实上,这套所谓的“非触摸控制技术”在用户操作方式上颇似微软的Kinect,用户无需使用任何设备,就能在空中比划出各种动作并对相应的设备进行操控。和微软需要一个摄像头定位不同,这项技术主要是通过一个能发射超声波的设备来实现。在CES展会上,我们看到Elliptic Labs展示这项技术时,在iPad下放置了一个底座,这个底座实际上就是用于发射超声波,超声波在iPad周围“创造”了一个“非触摸区域”,该区域维持在iPad屏幕前35cm范围内,在这个区域内,用户只需要通过手势就能控制iPad。从原理来看,超声波本身可用于追踪不同物体之间的距离并且定位,而Elliptic Labs则让超声波更加细腻地探测“非触摸区域”内的动向,当有物体在这一区域内活动时,超声波将把物体活动的轨迹传送回底座内的芯片,让芯片进行运算,并且通过软件来确认这种活动轨迹对设备的控制意义,以实现对iPad的操作。

不得不说这项技术在成本和研发难度上远小于微软的Kinect,同时也更易普及和实现。但是这项技术最大的难点在于对不同设备的操作需要不同的软件控制,而且要实现高精度的操作,难度也不小。所以在CES上,我们看到这项技术对iPad的控制仅限于翻页,如果要用于按键以及其他操作,那么这项技术还有很多地方需要改进。

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利用“非触摸控制技术”操控iPad

写在最后

每届CES上出现的新技术和新产品都不少,很多时候我们都把眼光放在了一些大厂身上,关注它们的动向,关注它们的产品,关注它们的技术。实际上除了大厂之外,还有很多值得我们去回味,还有很多值得我们去欣赏的东西。在每届CES的很多展台上,都悄然出现了不少足以改变我们生活的产品和技术,或许目前这些技术和产品还不成熟,但当我们细细品来,却又发现它们是如此有趣而富有前瞻性。在这些技术的背后,是我们生活的悄然改变,而当我们仔细看清它们时,我们就能看到未来的生活!