воскресенье, 16 января 2011 г.

3D очки и с чем их едят?

Почему 3D очки из кинотеатра не подходят для просмотра 3D картинок или роликов выложенных в интернете? Чем отличаются между собой 3D очки? Какие нужны очки для просмотра 3D телевизора? Такие вопросы часто возникают у рядового пользователя современными 3D технологиями. Вот Вам несколько ответов.



История. С чего всё начиналось. Как снимается кино 3D.

С давних пор люди, в силу бинокулярности зрения стремились запечатлеть наш мир таким, каким мы его воспринимаем, т.е. трёхмерным. Первые успешные работы, о которых известно на данный момент, относятся к 19-му веку.

В 20-м веке человечество не остановилось на статичных стереоизображениях. Киноиндустрия стала развиваться бешенными темпами и для добавления изюминки, начали снимать первые фильмы в формате 3D, используя анаглиф. Технология подразумевает использование двух камер, для отображения используется цветовое кодирование. Она достаточно быстро завоевала популярность в силу простоты реализации. Для просмотра необходимо цветокодированное кино и очки со светофильтрами красного и синего цвета. Показывать такое кино можно в любом кинотеатре. Сейчас такие 3D фильмы можно скачать и смотреть и на компьютере. Главным минусом этой технологии является неполная цветопередача.
Далее были различные технологии попеременного перекрывания глаза, но они сложны и не так интересны. Несомненным прорывом в кинематографе явился фильм Джеймса Кэмерона Аватар 3D ( Avatar 3D ).


Анаглифические очки



Анаглифическое кодирование является самым первым методом получения стереоизображения. Суть этого метода заключается в том, что друг на друга налаживаются два изображения разного цвета, так формируется стереопара. Как правило, в одном изображении стереопары доминируют красные тона, в другом – сине-зеленые или синие; цветные фильтры в очках блокируют соответствующую часть картинки, так что каждый глаз видит только то изображение, которое не соответствует цвету его фильтра.



Анаглифические очки просты в эксплуатации и к тому же дешево стоят. В большинстве случаев изготавливаются они из картона и пластика, а вместо линз у них вставлены светофильтры цветов CMY. Работают такие очки всегда безотказно, вы потерпите неудачу только в том случае, если цвета в анаглифической картинки и светофильтрах будут различными, в таком случае про эффект стерео можно забыть. Основной проблемой этого типа очков является то, что о качественной цветопередаче изображения можно даже не говорить. Хоть физически анаглифический метод не обеспечивает правильную передачу цветного стереоизображения, все же наша нервная система довольно хорошо интерпретирует его. Адаптационное время составляет около 30 секунд. Еще одним существенным недостатком этого метода есть тот факт, что после длительного использования таких очков нарушается восприятие цвета, и в окружающем нас мире еще долгое время будут преобладать красно-синие тона. Плюс к этому всему может добавиться головная боль, что тоже случается не редко. Вследствие всего этого анаглифический метод уже не используется в кинотеатрах, он нашел свое применение в детские книжки со стерео картинками, стереофотографиях с космических аппаратов (NASA активно публикует стереоизображения с марсоходов Spirit и Opportunity с помощью этого метода), и т.д.

Поляризованные стерео очки (основанные на линейной поляризации)




Поляризованные стерео очки также относятся к классу пассивных, они значительно дешевле в производстве, если сравнивать их с ценовым диапазоном затворных очков. Также эти очки не нуждаются в батарейках и не требуют специального обслуживания. Существуют два типа таких очков, различие сводится к типу используемого фильтра. Первым типом является тип линейной поляризации, используют его в основном в кинотеатрах IMAX 3D. В случае линейной поляризации фильтры располагаются под прямым углом друг к другу, а во время круговой фильтры с разнонаправленной поляризацией. В свою очередь проектор также снабжается соответствующими фильтрами, при этом оба изображения транслируются на экран одновременно. Поляризующие фильтры очков призваны разделить изображение на две составляющие стереопары, при этом каждый глаз видит только предназначенное для него изображение, вторая же часть изображения полностью отфильтровывается. Основной недостаток линейной поляризации – исчезновение эффекта стерео в том случае, если зритель в очках такого типа наклоняет голову. При использовании метода циркулярной поляризации такого не происходит. Для применения в стерео кинотеатрах поляризованных стерео очков необходимо иметь «серебряный» экрана, он обладает высокой отражательной способностью и сохраняет поляризацию света, исходящего от проектора. Как можно догадаться такие экраны стоят не дешево, и некоторые кинотеатры экономят на правильных экранах, что в свою очередь, делает картинку блеклой и скучной.

Настоящее. Формат 3D сегодня. Проекторы и технологии 3D. Чем отличаются технологии 3D?


В данный момент на рынке присутствует три основных технологии отображения 3D в кинотеатрах, две из которых основаны на поляризации, третья является эволюцией технологии анаглифов: технология IMAX 3D (Аймакс 3Д), технология RealD (Риал Д) и технология Dolby 3D (Долби 3Д).

Технология IMAX 3D. Кинотеатр Imax 3D. Проектор IMAX 3 D.

Технология IMAX появилась первой из популярных сейчас, первые фильмы были выпущены ещё в прошлом веке. Для создания трёхмерности используются линейная поляризация фильма и специальные очки.



Для создания трехмерного изображения используется специальная 3D камера с двумя объективами, которые разнесены на расстояние 64 мм (среднее расстояние между зрачками человека). 3D камера использует две 70-миллиметровые пленки для записи отдельных изображений для правого и левого глаза.

В технологии IMAX 3D используется поляризационный метод получения стереоизображения: с помощью установленных на двух проекторах фильтров-поляризаторов изображения для левого и правого глаза поляризуются соответственно в вертикальной и горизонтальной плоскостях; расположенные соответствующим образом фильтры в очках «извлекают» из светового потока отдельные изображения для левого и правого глаза.

Основной недостаток метода - высокие требования к экрану, прежде всего экран не должен менять поляризацию падающего на него света от двух проекторов, в противном случае происходит разрушение стереоэффекта. Чтобы этого избежать, в IMAX используется экран с серебряным покрытием. Также минусом линейной поляризации является потеря трёхмерности при малейших наклонах головы вправо и влево.

Поляризационные очки (основанные на круговой поляризации) RealD. Технология Real D.

Технология цифрового стереоскопического проецирования. Является наиболее часто используемой технологией для показа стереоскопических 3D фильмов с проектора в кинотеатрах. В отличие от технологии IMAX 3D, RealD не требует двух проекторов.



В технологии RealD 3D используется круговая поляризация света. Эта технология подобна IMAX с той разницей, что круговая поляризация вместо линейной позволяет сохранять стереоэффект и избегать двоения изображения при небольших боковых наклонах головы.

Проектор попеременно проецирует кадры для каждого глаза, а также по кругу поляризует эти кадры — по часовой стрелке для правого глаза, против часовой - для левого, используя при этом ЖК экран расположенный перед проекционными линзами. Циркулярно поляризованные очки обеспечивают процесс, при котором каждый глаз видит свою собственную картинку вне зависимости наклона головы зрителя. Высокая скорость передачи кадра — 72 кадра в секунду для каждого глаза — обеспечивает изображению постоянное действие. В 3Dкинотеатрах каждый кадр проецируется три раза, чтобы уменьшить мерцание, в обычном видео изображении - 24 кадра в секунду. В результате получается гладкая, непрерывная 3D картинка.

Основной проблемой поляризованных 3D систем является потеря яркости картинки. Поляризационный экран, находящийся перед проектором, блокирует половину исходящего света, что и является причиной итоговой потери яркости на экране. Кроме того, технология предъявляет высокие требования к экрану. Прежде всего экран не должен менять поляризацию падающего на него света, в противном случае происходит разрушение стереоэффекта. Чтобы этого избежать, в RealD используется экран с серебряным покрытием.

Специфика трехмерного кинопоказа RealD с активными 3D очками.



Система показа 3D в технологии RealD состоит из нескольких компонентов, включая проектор, киноэкран, поляризационные 3D очки и специальный REAL D Cinema Z-Screen, который устанавливается напротив объектива цифрового проектора, делая возможным воспроизведение трехмерного изображения. Программное обеспечение RealD связывает все компоненты в общую структуру, обеспечивая качественный 3D показ.Специальные активные 3D-очки оснащены встроенными ИК-приемниками, которые принимают сигнал от цифрового проектора и синхронизируют открытие/закрытие встроенных в очки LCD-жидкокристаллических затворок так, чтобы сформировать изображение индивидуально под каждый глаз зрителя. Линзы открываются/закрываются с достаточно высокой скоростью, поэтому зритель не воспринимает мерцания, но видит объемную картинку в 3D. Главное преимущество использования активных 3D-очков состоит в том, что не происходит потери яркости и контрастности изображения в сравнении c другими технологиями стерео и 3D кинопоказа. Четкое разделение изображений под левый/правый глаз избавляет зрителя от визуальных дефектов.

Дополнительно можно выделить следующие преимущества активных 3D-очков: стильный и эргономичный дизайн; небольшой вес; размер подходит для зрителей различного возраста, позволяет одевать их поверх обычных корректирующих зрение очков; оптимизация размера линз для просмотра изображения на большом экране; защита от влаги, которая позволяет производить мойку/чистку очков перед каждым 3D-сеансом.

Технологии Dolby 3D.

Dolby 3D (ранее известная как Dolby 3D Digital Cinema) — торговая марка Dolby Laboratories, Inc. для показа трёхмерного кино в цифровых кинотеатрах. Главное преимущество перед конкурирующими системами с пассивными поляризационными очками для зрителей в том, что для показа подойдёт обычный экран.



В проектор, перед лампой, устанавливают синхронизированный через контроллер специальный съёмный вращающийся дисковый фильтр с сегментами формирующий через кадр изображение для каждого глаза отдельно, которое смешивается с помощью пассивных, спектральных очков многоразового пользования выдаваемых зрителям. Принцип работы диска достаточно прост - две половины круга являются фильтрами для изображений левого и правого глаза, при работе диск вращается с очень высокой скоростью, обеспечивая попеременное переключение фильтрующих элементов разных длин волн. На каждом кадре фильма диск проворачивается 3 раза, то есть, при стандартной частоте фильма 24 кадра в секунду, он вращается со скоростью 3x24x60=4320 оборотов в минуту.

Технология, используемая для создания стереоэффекта, называется «визуализация через волновое умножение» или технология интерферентной фильтрации и лицензирована Dolby у немецкой компании Infitec GmbH.


Затворные 3D очки

В затворные очки встраиваются жидкокристаллические затворы, в которых с частотой порядка 60 Гц, закрывают правый и левый глаз, в то же время проектор или дисплей, с которыми они синхронизированы. Частота показа изображения также составляет 60 Гц, в общей сумме частота развёртки составляет 120 Гц. Очки этого типа могут использоваться в компьютерных играх, они позволяют задействовать ЭЛТ-монитор, но для этого вам понадобится мощная видеокарта, так как нагрузка на нее возрастает вдвое. У большинства ЖК-мониторов частота развертки не превышают 75 Гц, что значительно усложняет их использование в 3D играх. Примером технологии, позволяющей окунутся в трехмерный мир компьютерных игр, является nVIDIA 3D Vision. Для использования 3D Vision нужен ЖК, плазменный или OLED-монитор с частотой развертки 120 Hz или выше, видеокарта от nVIDIA с 3D Vision и естественно специальные очки.

Активные 3D очки NVIDIA 3D Vision для дома



3D очки являются незаменимым вспомогательным устройством, благодаря которому мы можем воспринимать стереоизображение как объемное. По сути можно сказать, что стерео очки разбивают стереопару на два изображения, чтобы каждый глаз воспринимал только изображение, предназначенное для него, при этом создается иллюзия объемной картины. Как правило, классическая стереопара представляет собой изображения, расположенные горизонтально рядом друг с другом на расстоянии, соответствующем межзрачковому расстоянию человека. Благодаря тому, что у человека зрение является бинокулярным, а в случае с активными очками, и эффекту инерции зрения, мы получаем очень достоверную иллюзию объемности в просматриваемом изображении. После появления на рынке 3D телевизоров также возрос спрос и на стерео очки, разновидностей которых существует не мало. Но по сути стерео очки делятся всего на два класса – активные стерео очки и пассивные стерео очки. Активные очки – это устройства, в которых жидкокристаллические заслонки поочередно закрывают обзор правому и левому глазу. Проектор, с которым они синхронизируются, также поочередно отображает кадры для правого и левого глаза. Очки такого типа нуждаются в автономном питании и беспроводном приемнике синхронизирующего сигнала. Сигнал, в большинстве случаев, передается по инфракрасному лучу, но так же существуют и модели с радио синхронизацией. Под пассивными очками подразумевают анаглифические и поляризационные очки, а также их разновидности. Пассивные очки достаточно просты в изготовлении – соответственно и стоят они значительно дешевле. Тем не менее, как активные, так и пассивные очки имеют свои плюсы и минусы, а конкуренция между ними сохраняется.


Активные стерео очки XpanD



Как уже было упомянуто выше по тексту, при использовании активных стерео очков зритель в каждый момент времени видит только одним глазом только одно изображение из стереопары, но вследствие того, что наше зрение инерционно ( человек не видит мерцания изображение при частоте его трансляции 25 кадров в секунду) и так как кадры сменяются очень быстро возникает правдоподобная иллюзия объемности картинки. В стерео очки вмонтирован беспроводной приемник, получая сигнал от передающего устройства он синхронизирует работу затворов со сменой кадров на экране. Один из недостатков очков данного типа дороговизна их производства и эксплуатации, как источник питания им необходимы батарейки. В работе стерео очки достаточно надежны и у вас не возникнет проблем, как с поляризационными очками, когда эффект стерео исчезает из-за «неправильного» положения головы зрителя. К тому же, именно на затворные 3D очки делают ставки практически все производители 3D электроники для дома – 3D телевизоров, кинотеатров и персональных компьютеров. Вторым недостатком, впрочем, как и у всех остальных типов очков, кроме анаглифических, есть потеря яркости изображения. Для качественной картинки в 3D кинотеатрах необходимы более мощные проекторы, в свою очередь производителям современных 3D телевизоров и мониторов также приходится учитывать это обстоятельство.

5 комментариев:

  1. Владимир, здравствуйте, а можно поинтересоваться, каким форматом фильма нужно воспользоваться, чтобы смотреть 3D фильм, к примеру, в активных очках XpanD?

    ОтветитьУдалить
  2. Вопрос немного не корректен. Почитайте в ВИКИПЕДИИ > Стереокинематограф

    ОтветитьУдалить
  3. я уже в вики всё перечитал, меня интересует метод.. какой он должен быть: с вертикальной стереопарой, горизонтальной и т.п.?

    ОтветитьУдалить
  4. почему-то не совсем понятен принцип работы этих очков...были в комплекте к телевизору AKAI PDD-43F70P...

    ОтветитьУдалить

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...