Технология воспроизведения 3D изображения появилась достаточно давно, но оставалась в такой степени не усовершенствованной, что это сдерживало рост её популярности. Сегодня известные компании бытовых электронных товаров задались целью разработать новые технологии, позволяющие применить 3D для кинотеатров, а также внедрить 3d телевизоры.
Прежде чем разбираться с трехмерным изображение в телевидении, необходимо понять, почему мы воспринимаем мир в 3D?
Причина нашего трехмерного восприятия состоит в том, что предметы, которые находятся вокруг нас, мы видим двумя глазами, так называемым, бинокулярным зрением. Как расположены при этом глаза? На небольшом расстоянии друг от друга, поэтому каждый глаз обеспечивает различные изображения. Если посмотреть на один и тот же предмет, поочередно закрывая левый, а затем правый глаз, изображение не меняется, однако, оно будет смещаться. Данное явление называют параллаксом и оно принимает наиболее важное участие в способности человека воспринимать глубину объекта.
Мозг функционирует таким образом, что при обработке различных изображений, полученных от каждого из глаз, он приводит их в совмещенное изображение, в котором нам открывается удаленность и глубина предметов. Смещение между изображениями от каждого глаза увеличивается с отдаленностью предмета. Учитывая зрительное восприятие, технология 3D построена с таким расчетом, чтобы каждый глаз видел немного отличающееся изображение, и в результате оно казалось нам объемным.
3D очки
Сегодня известны две технологии трехмерного изображения: технология, предполагающая просмотр фильма со специальными очками и без них. Вторая версия пребывает в процессе разработки. Несмотря на обещание японских производителей - выпустить 3d телевизоры к исходу текущего года, 3D фильм можно посмотреть лишь надев специальные очки.
Технология цветных фильтров, или анаглиф очков, была предложена в 1853 г. Вильгельмом Рольманом (Германия). Для того, чтобы получить эффект трехмерного изображения, необходимо смотреть сквозь очки со стеклами контрастных цветов: красно-зеленые, красно-синее (последний вариант характеризуется сравнительно лучшим качеством), хотя обеспечить полноценное трехмерное изображение таким способом все еще проблематично.
Как работает технология 3d изображения в этом случае? Изображения различных цветовых оттенков перекрываются, что и создает эффект 3D. Сегодня более распространено красно-голубое сочетание цветов, обеспечивающее наиболее приемлемое качество. В 2003 году США выпускает 3D фильм "Дети шпионов". Если рассматривать преимущества таких очков, то это их доступная стоимость, а недостатком является не всегда отличное воспроизведение оттенков, иногда - дискомфорт в ходе просмотра и головокружение.
Поляризационные очки применяются в IMAX 3D и RealD кинотеатрах во всем мире. Говоря кратко, нужно заметить, что при использовании специальной поляризованной пленки возможен эффект поляризации света, позволяющий избирательно отсеивать световые частицы. На специальный экран, покрытый серебром, из кинопроектора поступает два изображения, поляризованных и ортогональных между собой (соблюдение прямого угла).
В поляризационных очках имеется два поляризованных фильтра. Каждый фильтр рассчитан на обработку света лишь одной поляризации. В итоге разные стекла дают разные изображения для каждого из глаз, что в совокупности позволяет просматривать фильм с 3D-эффектом. Такие системы, как RealD задействуют циркулярно поляризованный свет. Оба изображения поляризованы право-циркулярно или же лево-циркулярно. Циркулярно поляризованный свет позволяет сохранить стабильный контраст и яркость оттенков в ходе просмотра, что ощутимо при смене угла обзора.
Какие преимущества применения поляризационных очков? Следует отметить, что на данный момент это одна из лучших 3D технологий, зарекомендовавшая качество изображения с превосходной цветопередачей и такой же его детализацией. Очки этого типа не являются электронными, они пассивные, что снижает их стоимость. Очки легко перевести с одного режима в другой - с 2D в 3D. В качестве недостатков следует выделить то, что рассматриваемая технология все еще недостаточно распространена в производстве передовых 3D-телевизоров.
Известные производители, такие как Sony, Panasonic и Nvidia, отстаивают технологию создания изображения с применением активного затвора. Метод обеспечивает последовательное и попеременное формирование каждого из образов на обыкновенном жидко-кристаллическом мониторе. Учитывая повышенную в два раза частоту кадров, экран должен функционировать с двойной частотой обновления, если сравнивать ее с частотами стандартных жидко-кристаллических мониторов и телевизоров. Частота при этом должна соответствовать минимум 60 (Гц), исходя из которой, 3d телевизоры работают с частотой минимум 120 Гц.
Активный затвор очков позволяет каждому глазу воспринимать только отведенное для него изображение на мониторе. Специальные активные стекла очков такого типа работают, как затвор и предоставляют для каждого глаза избирательное восприятие образов на дисплее. Стекла таких специальных очков функционируют наподобие затвора и синхронизированы с передачей изображения телевизора. Как это работает? Глаза поочередно закрываются и каждому из них отведено только соответствующее для восприятия изображение. В очках с активным затвором содержатся жидкие кристаллы, среди которых имеются непрозрачные и могут быть использованы в качестве затвора. Эффект очков с активным затвором может использоваться в сочетании с Bluetooth, инфракрасными или радиоволнами.
Телевизоры и дисплеи, оснащенные эффектом активного затвора уже можно найти на полках в магазинах. Фирма Nvidia реализует системы с активным затвором, предназначенные для виртуальных игр в 3D-формате. В ожидаемых моделях предусматривается частота обновления 240 Гц, которая будет способствовать минимуму бликов и неравномерности. Вдобавок ко всему, технология 3d даст очевидные улучшения при просмотре спортивных программ и сюжетов со скоростными эффектами.
Преимущества технологии: надежность, завершенность разработки, продемонстрированной CES 2010 при поддержке Sony и Panasonic; снижение усталости зрения.
Недостатки: большая стоимость очков, необходимость в батареях. Разумеется, удовольствия немного, если в разгаре просмотра сядут батарейки. Очки с активным затвором снижают яркость картинки. Частоты в диапазоне 120 Гц может быть недостаточно для воспроизведения сцен с движущимися объектами, что повлечет неравномерность изображения и появление бликов.
(7 Голосов)
Идея 3D-телевидения так же стара, как мир телевидения и кино. Желание получить трёхмерное изображение и создать иллюзию того, что изображение на экране является чем-то большим, чем просто двухмерная картинка, существует с самого момента зарождения кинематографа и телевещания.
К сожалению, 3D-кино и 3D-телевидение всегда оставались на уровне лёгкого увлечения. И проблема всегда состояла в том, что поиск решений для того, чтобы заставить 3D работать, казался совершенно пустой тратой времени. С появлением HD-экранов ситуация начала улучшаться. В данном материале мы посмотрим, как выглядят современные 3D-телевизоры, рассмотрим принципы их работы, а также поможем вам определиться с наиболее подходящим для вас типом таких телевизоров.
Что такое 3D, и как его снимают?
Производство 3D-контента, по большому счёту, происходит именно так, как вы себе можете это представить. Для съёмок фильма в 2D используется одна камера, а для производства 3D-фильма требуется две камеры. Цель состоит в том, чтобы снять два различных и немного раздельных изображения, которые можно будет затем использовать для того, чтобы левый и правый глаз могли получать немного разные картинки происходящего. Такое действие, по сути, повторяет то, как мы видим естественную трёхмерную картину мира.
Для проведения такой «двойной» съёмки многие теле- и кинокомпании используют специальное оборудование, обеспечивающее одновременную работу двух камер. Устройство снабжено системой точного контроля, которая позволяет настраивать и подстраивать камеры для слаженной работы. Данный процесс сам по себе довольно сложен, кроме того, он требует, чтобы камеры и, в первую очередь, их оптическая составляющая, были практически идентичными – именно это и позволит получить наилучший результат. На рынке также имеется несколько видеокамер, снабжённых двухлинзовой системой съёмки. В частности, такие камеры – как для профессиональной, так и для любительской съёмки – поставляют компании Panasonic и Sony.
Разумеется, есть и другие способы съёмки 3D-видео. К примеру, изображение можно сделать трёхмерным в процессе пост-продакшна, особенно, когда речь идёт о фильмах с большим количеством компьютерных эффектов и графики. Поскольку большое количество фильмов снимается с использованием технологии «зелёный экран», сегодня есть много возможностей создавать то, что принято называть «искусственный 3D».
Во всех случаях готовый 3D-фильм состоит из двух отдельных рядов кадров: один ряд – для левого глаза, второй – для правого. А то, каким образом вы можете смотреть данное видео, определяется типами вещательной системы и системы просмотра, на которые мы и предлагаем обратить более пристальное внимание.
Активная 3D-технология
Активная 3D-технология – это система, которая работает на плазменных и жидкокристаллических экранах и требует наличия специальных активных 3D-очков для просмотра трёхмерного изображения. Сегодня эти очки достаточно лёгкие и удобные в использовании, хотя некоторые производители ещё не совсем довели их дизайн и функциональность до совершенства. Частенько данные очки снабжены аккумуляторным блоком, который заряжается при помощи подключаемого через USB зарядного устройства.
В основе данных очков лежит использование специальных линз с жидкокристаллическим верхним слоем. При прохождении через этот слой электрического напряжения линза практически полностью теряет прозрачность, при отсутствии напряжения прозрачность восстанавливается. Тем не менее некоторые световые потери наблюдаются при смотрении через линзу и в момент отсутствия напряжения в жидкокристаллическом слое, что делает видимое через очки изображение на экране телевизора немного темноватым по сравнению с оригиналом.
Для формирования 3D-кар-тинки телевизор последовательно отображает кадры для левого и для правого глаз. При этом очки затемняют линзу для «ненужного» в данный момент глаза. Частота таких затемнений для каждого раза составляет 24, 25 или даже 30 раз в секунду, поэтому вы практически этого не замечаете. Впрочем, отдельные люди жалуются на некоторое ощущение моргания картинки – именно с этим и связано возникновение головных болей у небольшого количества зрителей, использующих 3D-очки.
Большим преимуществом активной системы является то, что она даёт истинное 1080p 3D изображение. Это значит, что, по крайней мере, в плане качества картинки данная система значительно превосходит пассивную 3D-технологию. Однако многое зависит от конкретной ситуации, и есть много причин для того, чтобы полюбить пассивную 3D-систему.
Пассивная 3D-технология
Наибольшим преимуществом пассивной 3D-технологии является то, что очки, необходимые для просмотра изображения в данной системе, являются безумно дешёвыми по сравнению со стоимостью очков с активным затвором.
Впрочем, при домашнем использовании пассивная 3D-система имеет один большой недостаток: разрешение изображения составляет половину от разрешения картинки в активной 3D-технологии. Причина этого состоит в том, что картинки для обоих глаз должны появляться на экране одновременно. На поверхности жидкокристаллического экрана (плазменных панелей для пассивного 3D не существует) размещён специальный фильтр, который по-разному поляризует каждую из строк, формирующих изображение. Таким образом, телевизор одновременно отображает две картинки (для правого и левого глаза), составляющие 3D-изображение: к одной из них относятся чётные строки, к другой – нечётные. Данный процесс называется «чересстрочная развёртка».
Каждая из двух линз, составляющих пассивные 3D-очки, поляризована таким образом, чтобы соответствовать поляризации того или иного набора строк на экране. Таким образом, каждый глаз видит лишь то, что предназначено конкретно для него. Минусом данной технологии является то, что чересстрочная развёртка снижает разрешение картинки: в пассивной 3D-технологии каждый глаз видит картинку с разрешением 1920 x 540 пикселей.
Таким образом, вы получаете полное разрешение по горизонтали, однако лишь половину – по вертикали. Впрочем, на практике это не составляет такой уж большой проблемы. Большинство зрителей считает, что пассивная 3D-технология намного удобнее для длительного использования, и если вокруг вас есть много любителей смотреть фильмы и спортивные трансляции, данная система является наиболее практичной и доступной.
Как 3D-видео передаётся в телевизионных сетях?
Телевизионные вещатели весьма ограничены в плане имеющейся у них ёмкости, поэтому передача полноценного 3D-сигнала, состоящего из двух отдельных потоков, в общем-то, нереальна. Для того чтобы обойти данную проблему, вещатели используют метод, названный «бок о бок». Данный метод заключается в том, чтобы взять пару из кадров, предназначенных для правого и левого глаза, и разместить их на экране бок о бок таким образом, чтоб вместе они заняли ровно столько же места, сколько на экране телевизора занимает стандартное HD-изображение. Если телезритель смотрит такую трансляцию на экране обычного 2D-телевизора, то он видит две практически идентичные картинки, сдавленные с боков так, что всё на них кажется высоким и тонким. В то же время 3D-телевизор разделяет этот «сдвоенный» кадр на две половинки и отображает их согласно принципам, свойственным использованной в нём системы 3D.
В результате мы получаем 3D-изображение, которое технически имеет HD-качество, однако это качество значительно ниже качества Full HD 3D фильма, воспроизводимого с Blu-ray диска. Тем не менее получаемые результаты весьма хороши, и качество 3D-картинки можно считать приемлемым.
Как работает 3D на Blu-ray дисках?
Гораздо в лучшем положении оказывается 3D-видео, будучи записанным на Blu-ray диск. В этом случае вы можете получить картинку в качестве Full HD 3D с разрешением 1080p, но только в случае использования правильного оборудования: пассивные 3D-системы не могут отображать 3D-видео в формате Full HD, на это способны лишь активные системы.
С ростом популярности 3D была разработана новая система видеокомпрессии, которая позволяет значительно экономить объёмы используемой памяти. В итоге на стандартном диске можно разместить большее количество кадров, что крайне необходимо для 3D. Это, в свою очередь, означает, что на таком диске можно сохранять в формате Full HD оба ряда кадров – для правого и левого глаза, без того сжатия, которое мы видим при трансляции сигнала 3D-телевидения. Запись 3D-видео, даже с использованием новой системы компрессии, всё равно требует значительного пространства на диске, что в итоге приводит к отсутствию на диске места для записи дополнительных материалов. Однако это не является такой уж большой проблемой, поскольку в коробку всегда можно положить второй, дополнительный диск, записанный в HD-формате. Видео, состоящее из двух рядов кадров (для правого и левого глаза), отображается на экране вашего телевизора согласно системе, в которой он работает.
3D-кинотеатры против домашних 3D-систем
Существует несколько конкурирующих между собой 3D-форматов, используемых в кинотеатрах. Каждый из кинотеатров волен выбирать систему на собственное усмотрение. Большинство кинотеатров сегодня использует пассивные 3D-системы, и это означает, что им не приходится тратить деньги на дорогие очки с активным затвором для каждого зрительского места. В то же время первые кинотеатры IMAX 3D использовали активные 3D-очки, таким образом, эта система далеко не чужда кинотеатрам.
Для Dolby-кинотеатров существует система, которая является пассивной по своему характеру, однако требует использования более дорогих очков. Преимущество в использовании данной Dolby-системы состоит в том, что для её использования кинотеатру не приходится проводить замену экрана. Вместо этого используются очки со светофильтрами, «заточенными» под определённую длину световой волны, а также вращающийся фильтр, установленный перед проектором, позволяющие направлять картинки в нужный глаз.
Однако, по большому счёту, доминирующим 3D-форматом для кинотеатров является система RealD, которая использует поляризующие фильтры и недорогие очки. Кадры, предназначенные для левого и правого глаза, проецируются на экран через специальный поляризатор, установленный перед объективом кинопроектора. Система RealD предусматривает отдельную передачу кадров для правого и левого глаза – они передаются друг за дружкой с частотой 144 раза в секунду, а очки с поляризованными линзами перед глазами зрителей приводят к тому, что каждый глаз получает в итоге предназначенное лишь ему изображение.
Компания Sony предлагает облегчённый вариант данной системы, в котором используется 4К-проектор для одновременной передачи изображений для левого и правого глаза, при этом для каждого из глаз предназначается картинка с разрешением 2К.
3D-технология, не требующая специальных очков
У производителей телевизоров во всём мире есть одна общая цель: создать такую систему, которая бы не требовала использования очков при просмотре 3D-видео, но при этом создавала бы зрителю полный эффект трёхмерности. Технически это уже возможно, и телевизоры, использующие такие системы, уже в течение нескольких лет демонстрируются в рамках CES и других телевизионных выставок.
Наибольшей проблемой 3D-систем, не требующих использования очков для просмотра видео, является проблема качества. Безусловно, эти системы способны давать 3D-изображение, однако это далеко не то качество картинки, которое вам хотелось бы видеть. Кроме того, для полного погружения в просмотр такого видео вам придётся смотреть на экран под определённым углом, и эксперты, исследующие качество работы таких систем, после проведения испытаний жаловались на лёгкую косоглазость.
Впрочем, в компании Dolby убеждены, что полноценные 4K/3D-телевизоры, не требующие для просмотра очков, должны начать появляться на рынке в 2015 году. Технология Dolby, разработанная в сотрудничестве с Philips, основана на применении дисплеев с повышенным разрешением, используемым для отображения видео в формате 1080p/3D. Для проведения демонстрации технологии на выставке CES 2014 использовался 8K-телевизор производства Sharp. В компании Dolby утверждают, что в новой технологии сведены до минимума все проблемы прежних систем «3D без очков», включая необходимость сидеть перед экраном в определённой точке.
3D-системы на основе шлемов-масок
Одной из сфер, в которой 3D-видео имеет огромный потенциал, является использование 3D-дисплеев, которые можно носить на лице подобно очкам или шлему. В качестве примеров можно назвать такие устройства, как Oculus Rift и Project Morpheus, которые являются 3D-совместимыми масками-шлемами и могут быть использованы в качестве устройств виртуальной реальности.
Помимо заложенного в эти устройства игрового потенциала, в силу наличия в них отдельных экранов для каждого из глаз, можно предположить их использование в качестве устройств, дающих впечатляющий 3D-эффект. Возможно, поначалу зрителям будет немного некомфортно носить на лице такую маску, и потребуется некоторое время для привыкания к ней, однако данные устройства несут в себе невероятный потенциал для реалистичного 3D-видео.
Есть ли будущее у 3D-телевидения?
Сегодня дополнить телевизор 3D-функцией относительно недорого. Для активных 3D-систем стоимость такого усовершенствования не превышает стоимости активных очков. Это значит, что практически все выпускаемые сегодня телевизоры имеют встроенную опцию 3D. Впрочем, это не отменяет использование маркировки «3D» для повышения продаж.
Поскольку Голливуд продолжает снимать фильмы в 3D, этот формат, несомненно, имеет своё место в домах зрителей. Запрос на новые блокбастеры, снятые и записанные в 3D, существует, хоть он и не так велик, как того хотелось бы Голливуду.
Возможно, в один прекрасный день на смену 3D придёт что-то гораздо лучшее – например, голографическое кино. Однако, судя по всему, этот день настанет ещё не скоро.
Вообще-то, мир объемный. Это потому, что наш правый и левый глаз смотрят на один и тот же объект с разных точек и видят его немного по-разному. Этого эффекта нет, когда мы смотрим обычное кино, потому что оба глаза видят один и тот же экран.
Чтобы добиться иллюзии объемного изображения, нужно, чтобы правый и левый глаз, глядя на экран, . Для этого существует два наиболее распространенных способа.
Существует третий способ показать 3D, там очки не требуются вовсе. Вместо них к вискам крепятся электроды, которые подают ток на левое и правое веко. Смысл затеи - заставить глаза моргать поочередно так, чтобы каждый глаз видел свой спектр. Франсуа Вожель, один из авторов этого способа, преподает и называет это «безочковым 3D».
Первый из них основан на том, что свет - это электромагнитная волна, которая может колебаться в разных направлениях, например по горизонтали и по вертикали. Тогда говорят, что свет поляризован вертикально или горизонтально. И есть специальные пленки-поляризаторы, которые одну волну пропускают, а другую – нет. Тогда перед киноэкраном ставится два проектора. Они показывают как бы один и тот же фильм, но снятый немного с разных точек. Причем один проектор светит горизонтально поляризованным светом, а другой - вертикально поляризованным.
Зрители надевают очки, состоящие из двух поляризаторов, один из которых ориентирован вертикально, а другой горизонтально. В результате глаза видят изображения, полученные от разных проекторов, то есть снятые с разных точек. Интересно, что если в таких очках склонить голову набок, то ориентация поляроидов изменится, и оба глаза увидят двойную картинку.
Второй способ несколько сложнее. В человеческом глазе для определения цвета есть всего три вида светочувствительных клеток-колбочек: одни видят красный, другие любят зеленый, третьи - синий. Смесь красного и зеленого света вызывает те же ощущения, что и желтый свет. Этим смешиванием авторы 3D-кино занимаются на экране а стремлении вызвать полный набор цветовых ощущений, доступных глазу.
Цвета, как мы понимаем, бывают разных оттенков. Зеленый бывает ближе к желтому, бывает ближе к голубому. И проекторы в 3D-кино используют одни оттенки красного, зеленого и синего для создания картинки для правого глаза, а другие оттенки - для левого.
Дальше зрители все равно вынуждены надевать очки, в которых стоят разные светофильтры. Правый светофильтр пропускает цвета, необходимые для создания «правой» картинки и не пропускает цвета для создания «левой», а левый светофильтр – наоборот.
Футуристический вертолет проходит низко над головами зрителей, закованные в экзоброню роботизованные морпехи сметают все на своем пути, здоровенный космический шаттл сотрясает воздух ревом двигателей – так близко и устрашающе реально, что непроизвольно вжимаешь голову в плечи.
Недавно вышедший на экраны «Аватар» Джеймса Камерона или трехмерная компьютерная игра заставляют зрителя, сидящего в кресле перед экраном, чувствовать себя участником фантастического действа...
Совсем скоро инопланетные монстры будут прогуливаться в каждом доме, где есть современный домашний кинотеатр.
Но каким же образом плоский экран способен показывать объемную картинку?
Человек в трехмерном объемном пространстве...
Один и тот же объект левым и правым глазом мы видим под разными углами, таким образом формируются два изображения – стереопара. Мозг соединяет обе картинки в одну, которая интерпретируется сознанием как объемная.
Различия в перспективе позволяют мозгу определить размер объекта и расстояние до него. На основании всей этой информации человек получает пространственное представление с правильными пропорциями.
Как возникает объемное изображение
Для того чтобы картинка на экране казалась объемной, каждый глаз зрителя, как в жизни, должен видеть несколько отличающееся изображение, из которых мозг сложит единую трехмерную картину.
Первые фильмы в формате 3Д , созданные с учетом этого принципа, появились на экранах кинотеатров еще в 50-е годы.
Поскольку набирающее популярность телевидение уже тогда составляло серьезную конкуренцию киноиндустрии, дельцы от кинематографа хотели заставить людей оторваться от диванов и направиться в кино, прельщая их визуальными эффектами, которые в то время не мог обеспечить ни один телевизор: цветным изображением, широким экраном, многоканальным звуком и, разумеется, трехмерностью.
Эффект объема при этом создавался несколькими разными способами.
Анаглифический метод (анаглиф – по-гречески «рельефный»). На ранних этапах 3D-кинематографа в прокат выпускались только черно-белые 3D-фильмы. В каждом соответствующим образом оснащенном кинотеатре для их показа использовались два кинопроектора.
Один проецировал фильм через красный фильтр, другой выводил на экран слегка смещенные по горизонтали кинокадры, пропуская их через зеленый фильтр.
Посетители надевали легкие картонные очки, в которые вместо стекол были установлены кусочки красной и зеленой прозрачной пленки, благодаря чему каждый глаз видел только нужную часть изображения, а зрители воспринимали «объемную» картинку.
Однако оба кинопроектора при этом должны быть направлены строго на экран и работать абсолютно синхронно.
В противном случае неизбежно раздвоение изображения и, как следствие, головные боли вместо удовольствия от просмотра – у зрителей.
Подобные очки хорошо подходят и для современных цветных 3D-фильмов , в частности, записанных методом Dolby 3D. В этом случае достаточно одного проектора с установленными перед объективом световыми фильтрами.
Каждый из фильтров пропускает для левого и правого глаза красный и синий свет. Одно изображение имеет синеватый, другое – красноватый оттенок. Световые фильтры в очках пропускают только соответствующие, предназначенные для определенного глаза кадры.
Однако данная технология позволяет добиться лишь незначительного 3D-эффекта , с малой глубиной.
Затворный метод. Оптимален для просмотра цветных фильмов. В отличие от анаглифического этот метод предусматривает попеременную демонстрацию проектором изображений, предназначенных для левого и правого глаза.
Благодаря тому, что чередование изображений осуществляется с высокой частотой – от 30 до 100 раз в секунду – мозг выстраивает целостную пространственную картину и зритель видит на экране цельное трехмерное изображение.
Ранее данный метод назывался NuVision, в настоящее время он чаще именуется XpanD. Для просмотра 3D-фильмов по этому методу используются затворные очки, в которые вместо стекол или фильтров установлены два оптических затвора.
Эти небольшие светопропускающие ЖК-матрицы способны по команде от контроллера менять прозрачность – то затемняясь, то просветляясь в зависимости от того, на какой глаз в данный момент необходимо подать изображение.
Затворный метод используется не только в кинотеатрах: применяется он и в телевизорах, и в компьютерных мониторах. В кинотеатре подача команд осуществляется с помощью ИК-передатчика.
Некоторые модели затворных очков 90-х годов, предназначенных для ПК, подключались к компьютеру с помощью кабеля (современные модели имеют беспроводной интерфейс).
Недостаток данного метода в том, что затворные очки являются сложным электронным устройством, потребляющим электроэнергию. Следовательно, они имеют достаточно высокую (особенно по сравнению с картонными очками) стоимость и значительный вес.
Поляризационный метод. В сфере кино такое решение носит название RealD. Его суть в том, что проектор попеременно демонстрирует кинокадры, в которых световые волны имеют разное направление поляризации светового потока.
В необходимых для просмотра специальных очках установлены фильтры, пропускающие только световые волны, поляризованные определенным образом. Так оба глаза получают изображения с различной информацией, на основании которой мозг формирует объемную картинку.
Поляризационные очки несколько тяжелее картонных, но поскольку они работают без источника электроэнергии, то весят и стоят значительно меньше, чем затворные.
Однако наряду с поляризационными фильтрами, устанавливаемыми на кинопроекторы и в очки, для показа 3D-фильмов по этому методу требуется дорогой экран со специальным покрытием.
На данный момент предпочтение окончательно не отдано ни одному из названных методов. Стоит, однако, отметить, что с двумя проекторами (по анаглифическому методу) работает все меньшее количество кинотеатров.
Как создаются 3D-фильмы
Использование сложных технических приемов требуется уже на этапе съемки, а не только в процессе просмотра 3D-фильмов.
Для создания иллюзии трехмерности каждую сцену необходимо снимать одновременно двумя камерами, с разных ракурсов.
Как и глаза человека, обе камеры размещают близко друг к другу, причем обязательно на одинаковой высоте.
3D-технологии домашнего применения
Для просмотра 3D-фильмов на DVD до сих пор используются простые картонные очки, наследие далеких 50-х. Этим объясняется и скромный результат – плохая цветопередача и недостаточная глубина изображения.
Однако даже современные 3D-технологии привязаны к специальным очкам, и такое положение вещей, по всей видимости, изменится не скоро.
Хотя в 2008 году компания Philips и представила прототип 42-дюймового жидкокристаллического 3D-телевизора, не требующего использования очков, данная технология достигнет своей рыночной зрелости минимум через 3–4 года.
А вот о выпуске 3D-телевизоров, работающих в тандеме с очками, на международной выставке IFA 2009 объявили сразу несколько производителей.
К примеру, Panasonic намерен уже к середине 2010 года выпустить модели телевизоров с поддержкой 3D, так же, как Sony и Loewe, делая ставку на затворный метод.
Компании JVC, Philips и Toshiba также стремятся взойти на «3D-подиум», однако они отдают предпочтение поляризационному методу. LG и Samsung разрабатывают свои устройства на основе обеих технологий.
Контент для 3D
Основным источником трехмерного видеоконтента являются Blu-ray-диски. Контент передается на источник изображения через интерфейс HDMI.
Для этого телевизор и проигрыватель должны поддерживать соответствующие технологии, а также недавно принятый стандарт HDMI 1.4 – одновременную передачу двух потоков данных формата 1080p обеспечивает только он. Пока что устройства с поддержкой HDMI 1.4 можно пересчитать по пальцам.
3D-технологии на компьютере
Первоначально просмотр трехмерного изображения на компьютере был доступен только с помощью очков или специальных шлемов виртуальной реальности. И те и другие были оснащены двумя цветными ЖК-дисплеями – для каждого из глаз.
Качество результирующего изображения при использовании данной технологии зависело от качества применяемых ЖК-экранов.
Однако данные устройства обладали целым рядом недостатков, которые отпугивали большинство покупателей. Кибершлем фирмы Forte, появившийся в середине 90-х, был громоздким, неэффективным и напоминал средневековое орудие пытки.
Скромного разрешения в 640х480 точек для компьютерных программ и игр было явно недостаточно. И хотя позднее были выпущены более совершенные очки, к примеру модель LDI-D 100 фирмы Sony, но даже они были достаточно тяжелыми и вызывали сильный дискомфорт.
Выдержав почти десятилетнюю паузу, технологии формирования стереоизображения на экране монитора вышли на новый этап своего развития. Не может не радовать то обстоятельство, что по крайней мере один из двух крупных производителей графических адаптеров, фирма NVIDIA, разработал нечто инновационное.
Комплекс 3D Vision стоимостью около 6 тыс. руб. включает в себя затворные очки и ИК-передатчик. Однако для создания пространственной 3д картинки при помощи этих очков требуется соответствующее аппаратное обеспечение: ПК должен быть оснащен мощной видеоплатой NVIDIA.
А для того чтобы псевдотрехмерная картинка не мерцала, монитор с разрешением в 1280х1024 точки должен обеспечивать частоту обновления экрана минимум в 120 Гц (по 60 Гц на каждый глаз). Первым ноутбуком, оснащенным данной технологией, стал ASUS G51J 3D.
В настоящее время доступны также так называемые 3D-профили более чем для 350 игр, которые можно скачать с веб-сайта NVIDIA (www.nvidia.ru). В их число входят как современные игры жанра экшн, к примеру Borderlands, так и выпущенные ранее.
В продолжение темы компьютерных игр, альтернативой затворному 3D является поляризационный метод. Для его реализации нужен монитор с поляризационным экраном, например Hyundai W220S.
Объемное изображение становится доступно при наличии любой мощной видеокарты ATI или NVIDIA. Однако при этом разрешение снижается с 1680x1050 до 1680x525 точек, поскольку используется чересстрочный вывод кадров.
По материалам журнала ComputerBild
Раздел постоянно пополняется полезностями:
Напишите свое мнение ниже в комментариях. Обсудим.
В наши дни каждый слышал о 3D фильмах, и, конечно же, каждый знает, что такие фильмы необходимо смотреть в специальных 3D очках. За последние годы технологии трехмерного изображения существенно преобразились. Качество изображений и уровень реалистичности существенно увеличились. Многие уже успели в полной мере ощутить все прелести современных трехмерных фильмов. Однако мало кто задумывается, как работают 3D очки. Однако это важный момент при выборе 3D телевизора и трехмерных очков.
1. Технология трехмерного изображения
Что бы понять принцип работы очков, стоит рассмотреть саму технологию трехмерного изображения. На данный момент существует две технологии трехмерного изображения:
- Активная технология (так называемая затворная);
- Пассивная технология (более известная как поляризационная).
Обе технологии позволяют зрителю в полной мере ощутить эффект присутствия, увидеть объемное изображение и насладиться реалистичностью картинки. Более того, обе технологии основываются на одном свойстве – заставить каждый глаз видеть разную перспективу картинки.
К примеру, в реальном мире все объекты имеют три измерения – высота, ширина и глубина. Благодаря тому, что глаза человека расположены на некотором удалении друг от друга, каждый из них видит несколько разную перспективу предмета. Это можно заметить, если поочередно закрывать то один глаз то другой, смотря на какой-либо предмет. Таким образом, вы увидите объект с разных перспектив. Изображение, получаемое каждым глазом, поступает в мозг, который обрабатывает обе картинки и превращает их в одну объемную. Это позволяет приблизительно оценить его высоту, ширину и глубину.
На этом и построены все существующие технологии трехмерных изображений. Разница между активной и пассивной технологией заключается в методе разделении изображения.
1.1. Принцип работы 3D очков с поляризационными линзами
Поляризационные 3D очки работают по пассивной технологии. Ее суть заключается в том, чтобы отображаемое изображение на экране телевизора было разделено на две картинки. Но как сделать так, чтобы каждый глаз видел то, что нужно? Из самого названия технологии (поляризационная) становиться понятно, что делается это при помощи поляризации. То есть изображение на экране телевизора состоит из строчек, каждая из которых имеет определенный диапазон излучения.
К примеру, четные строчки составляют одну часть изображения, а нечетные другую. Благодаря тому, что четные и нечетные строки имеют разный спектр излучения, изображение разделяется на две картинки. В 3D очках установлены две линзы, которые также имеют разную поляризацию.
Другими словами, например, правая линза полностью блокирует изображение четных строк, но при этом позволяет свободно видеть изображение нечетных строк. Левая же линза напротив, полностью блокирует изображение нечетных строк, и свободно пропускает картинку из четных. Таким образом, каждый глаз видит разную перспективу одного изображения, что в результате работы мозга превращается в объемное изображение.
Стоит отметить, что для просмотра 3D фильмов с использование поляризационных очков не достаточно иметь сами очки и 3Д телевизор. Для этого само видео также должно быть трехмерным. То есть телевизор сам по себе не способен разделить изображение. Видео изначально должно быть оптимизировано либо быть снято на специальную камеру с двумя объективами.
1.2. Как устроены 3D очки с затворами
Особенность активной технологии трехмерного изображения заключается в том, что на экране изображение не разделяется на две картинки. Все делают очки, которые оснащены специальными затворами на линзах. То есть, телевизор оснащен специальным инфракрасным передатчиком, такой же приемник есть в очках. В определенные моменты телевизор посылает сигналы на очки, которые в свою очередь поочередно закрывают затворы то на левой, то на правой линзе.
Все происходит настолько быстро, что мозг просто не успевает понять, что происходит. Однако при этом каждый глаз видит различную картинку. Далее мозг обрабатывает оба изображения и создает иллюзию объемности.
Стоит отметить, что для достижения полноценного объемного изображения видео должно иметь минимум 48 кадров в секунду. Это необходимо, так как каждый глаз обязательно должен видеть минимум по 24 кадра в секунду, чтобы видео было плавным и приятным для восприятия. Отсюда следует, что затвор на каждой линзе закрывается и открывается не минимум 24 раза в секунду. При этом, чем больше количество кадров, тем более плавным и приятным будет видео, и тем более реалистичным будет эффект 3D.
2. Активное 3D и пассивное 3D: Видео
Такие фильмы и ролики также снимаются специальными камерами, которые способны снимать с частотой более 50 кадров в секунду. Преимуществом такой технологии является тот факт, что такие фильмы можно смотреть и без очков, как обычный фильм, только более плавный.
Еще одно преимущество данной технологии заключается в том, что зритель видит все 1080. Это достигается благодаря тому, что изображение не разделяется на строки. Это позволяет наслаждаться 3D фильмами в FullHD разрешении, что в свою очередь существенно усиливает эффект 3Д, а также делает просмотр гораздо более приятным.
Итак, теперь вы знаете, как работают 3Д очки. Это позволит вам сделать наиболее правильный выбор при покупке, а также понимать принцип их действия и какие фильмы можно смотреть с полноценным 3D эффектом. Многие люди, не зная принципа действия технологии, часто задают вопрос, почему не работают 3D очки?
Все просто, очки должны соответствовать той технологии, которая поддерживается телевизором. Кроме этого необходимо смотреть только соответствующие фильмы, которые оптимизированы под стандарт 3DTV. Только при соблюдении этих правил вы сможете насладиться настоящим трехмерным изображением в полной мере.
