超精密加工技術(shù)促進(jìn)3D立體顯示的發(fā)展
2019-06-11 21:07:08
3D印刷是在光柵材料上結(jié)合數(shù)碼科技與傳統(tǒng)印刷的技術(shù),使得二維平面靜態(tài)圖像能夠傳遞出深度立體感和動(dòng)態(tài)效果,當(dāng)觀察者從不同角度觀看時(shí)候,圖像能夠變化或者移動(dòng)。
3D光柵印刷應(yīng)用包括立體電視、立體包裝、立體燈箱及廣告畫(huà)等,有些零食盒里中獎(jiǎng)小卡片,能夠顯示跳躍或動(dòng)畫(huà)效果?,F(xiàn)代廣告圖片應(yīng)用中隨著觀看視角不同而變換顯示內(nèi)容,大尺寸的3D板材可用于大型戶外廣告,可視范圍大,層次分明、立體感強(qiáng)烈,可用于大景深的三維立體廣告,在動(dòng)漫制作中有變圖、動(dòng)畫(huà)漸變、縮放等顯著效果如眨眼。這種技術(shù)上世紀(jì)40年代就出現(xiàn)了,但是直到近些年發(fā)展才出現(xiàn)更多動(dòng)態(tài)和更深顯示效果。最初這種技術(shù)多應(yīng)用在一些新奇的物品上,通常被成為“閃爍圖畫(huà)”或者扭動(dòng)圖畫(huà)。光柵印刷如今成為很好的廣告營(yíng)銷工具,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示。最近大版面印刷使得超大透鏡用于平版光柵印刷。
這種圖像變化的魔術(shù)是通過(guò)一種塑料片上多排小透鏡(一般是柱狀透鏡)來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種光學(xué)幻覺(jué)。光柵印刷的英文Lenticular Printing, Lenticular是一種柱狀透鏡,其形狀類似豆莢狀的凸鏡結(jié)構(gòu)。
也就是說(shuō)光柵印刷所實(shí)現(xiàn)的深度立體感是通過(guò)透鏡結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)槿藗冊(cè)谟^察物體時(shí),之所以能很自然地產(chǎn)生立體 感,是因?yàn)槿说碾p眼在觀察物體時(shí),兩眼之間有一定 的距離,與物體之間形成一定的夾角,所以實(shí)際上我們看物體時(shí)兩只眼睛中的圖象是有差別的,也叫視差,這種視差所構(gòu)成的兩幅不同的圖象輸送到大腦后,便產(chǎn)生了空間立體感。理論上講,只要能制造一個(gè)場(chǎng)景,使人的左眼只 看到左眼視圖,右眼只看到右眼視圖,就可以在大腦 中產(chǎn)生立體感受。
如今3D顯示技術(shù)也已經(jīng)深入到我們?nèi)粘I钪校絹?lái)越多電視廠家推出了3D電視,3D電影對(duì)觀眾來(lái)說(shuō)也早已不是新鮮事務(wù)。
現(xiàn)階段,我們看見(jiàn)較多的3D產(chǎn)品都需要佩戴一種偏光眼睛才能體會(huì)3D立體效果,而無(wú)需佩戴眼睛的裸眼3D技術(shù)則是更高要求。
柱狀透鏡(Lenticular Lens)是實(shí)現(xiàn)裸眼3D顯示的一種技術(shù)方式, 柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)也被稱為雙凸透鏡或微柱透鏡3D技術(shù),其最大的優(yōu)勢(shì)便是其亮度不會(huì)受到影響。柱狀透鏡3D技術(shù)的原理是在液晶顯示屏的前面加上一層柱狀透鏡,使液晶屏的像平面位于透鏡的焦平面上,這樣在每個(gè)柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個(gè)子像素,這樣透鏡就能以不同的方向投影每個(gè)子像素。于是雙眼從不同的角度觀看顯示屏,就看到不同的子像素。不過(guò)像素間的間隙也會(huì)被放大,因此不能簡(jiǎn)單地疊加子像素。讓柱透鏡與像素列不是平行的,而是成一定的角度。這樣就可以使每一組子像素重復(fù)投射視區(qū),而不是只投射一組視差圖像。
之所以它的亮度不會(huì)受到影響,是因?yàn)橹鶢钔哥R不會(huì)阻擋背光,因此畫(huà)面亮度能夠得到很好地保障。
柱狀透鏡產(chǎn)品通常是采用PMMA、PS或PET較軟較薄的樹(shù)脂為材料上,透光性好,成型方式有擠出或者注塑。
3D光柵透鏡結(jié)構(gòu)加工也是通過(guò)超精密單點(diǎn)金剛石輥筒模具機(jī)床才能實(shí)現(xiàn),特別是3D現(xiàn)實(shí)中的柱狀光柵透鏡、節(jié)距等尺寸精度是依據(jù)顯示器的清晰度來(lái)設(shè)計(jì)的,因此必須采用具有超精密加工精度的金剛石數(shù)控機(jī)床來(lái)加工。
用在單點(diǎn)金剛石車床上雕刻出柱狀透鏡紋路,然后用擠出生產(chǎn)方式生產(chǎn)出薄膜片材,最終經(jīng)過(guò)裁切和后期印刷等應(yīng)用到不同領(lǐng)域。