Как работи 3D изображението?

Футуристичен хеликоптер минава ниско над главите на публиката, роботизирани морски пехотинци, облечени в екзо-броня, помитат всичко по пътя си, масивна космическа совалка разтърсва въздуха с рева на двигателите си - толкова близо и зловещо реално, че неволно натискаш своя главата в раменете ви.

Наскоро излезлият "Аватар" на Джеймс Камерън или 3D компютърна игранакарайте зрителя, седнал на стол пред екрана, да се почувства като участник във фантастично действие...

Много скоро извънземни чудовища ще се разхождат във всеки дом, където има модерно домашно кино.

Но как един плосък екран може да покаже триизмерна картина?

Човек в триизмерно обемно пространство...

Виждаме един и същи обект с лявото и дясното си око от различни ъгли, като по този начин образуваме две изображения - стерео двойка. Мозъкът комбинира двете картини в една, която се интерпретира от съзнанието като триизмерна.

Разликите в перспективата позволяват на мозъка да определи размера на обекта и разстоянието до него. Въз основа на цялата тази информация човек получава пространствено представяне с правилните пропорции.

Как се появява триизмерното изображение?

За да изглежда картината на екрана триизмерна, всяко око на зрителя, както в живота, трябва да види малко по-различно изображение, от което мозъкът ще състави една единствена триизмерна картина.

Първо филми в 3D формат, създаден, като се вземе предвид този принцип, се появи на кино екраните още през 50-те години.

Тъй като все по-популярната телевизия вече беше сериозен конкурент на филмовата индустрия, филмовите бизнесмени искаха да накарат хората да станат от диваните и да се отправят към киното, примамвайки ги с визуални ефекти, които нито една телевизия не можеше да осигури по това време: цветни изображения, широки екрани, многоканален звук и, разбира се, триизмерен.

Обемният ефект е създаден по няколко различни начина.

Анаглифен метод (anaglyph – гръцки за „релеф“). В ранните етапи на 3D киното бяха пуснати само черно-бели 3D филми. Във всяко подходящо оборудвано кино бяха използвани по два кинопрожектора за показването им.

Единият прожектира филма през червен филтър, другият показва леко хоризонтално изместени филмови кадри на екрана, като ги прекарва през зелен филтър.

Посетителите носеха леки картонени очила, в които вместо очила бяха монтирани парчета червен и зелен прозрачен филм, благодарение на които всяко око виждаше само желаната част от изображението, а зрителите възприемаха „триизмерна“ картина.

Но и двата филмови проектора трябва да са насочени строго към екрана и да работят абсолютно синхронно.

В противен случай е неизбежно раздвояване на изображението и в резултат на това главоболия вместо удоволствие от гледането за зрителите.

Такива очила също са много подходящи за съвременни цветни 3D филми, по-специално за тези, записани с помощта на метода Dolby 3D. В този случай е достатъчен един проектор със светлинни филтри, монтирани пред обектива.

Всеки филтър позволява червената и синята светлина да преминава през лявото и дясното око. Едното изображение има синкав оттенък, другото има червеникав оттенък. Светлинните филтри в очилата позволяват само подходящи рамки да преминат през определено око.

Тази технология обаче позволява постигането само на незначителни 3D ефект, с малка дълбочина.

Метод на затвора. Оптимален за гледане на цветни филми. За разлика от анаглифа, този метод включва проекторът да показва последователно изображения, предназначени за лявото и дясното око.

Поради факта, че редуването на изображения се извършва с висока честота - от 30 до 100 пъти в секунда - мозъкът изгражда цялостна пространствена картина и зрителят вижда плътно триизмерно изображение на екрана.

Преди това този метод се наричаше NuVision, сега по-често се нарича XpanD. За гледане на 3D филми по този метод се използват затворени очила, в които вместо очила или филтри са монтирани два оптични затвора.

Тези малки светлопропускливи LCD матрици са в състояние да променят прозрачността по команда от контролера - или потъмняват, или изсветляват, в зависимост от това към кое око трябва да бъде изпратено изображението в момента.

Методът на затвора се използва не само в кината: използва се и в телевизори и компютърни монитори. В киното командите се подават с помощта на IR предавател.

Някои затворени очила от 90-те години, предназначени за персонални компютри, бяха свързани към компютъра чрез кабел (модерните модели са безжични).

Недостатъкът на този метод е, че затворените очила са сложни електронни устройства, които консумират електричество. Следователно те имат доста висока (особено в сравнение с картонените очила) цена и значително тегло.

Поляризационен метод. Във филмовата индустрия това решение се нарича RealD. Същността му е, че проекторът последователно показва филмови кадри, в които светлинните вълни имат различни посоки на поляризация на светлинния поток.

Специалните очила, необходими за гледане, имат филтри, които пропускат само светлинни вълни, които са поляризирани по определен начин. Така и двете очи получават изображения с различна информация, въз основа на която мозъкът формира триизмерна картина.

Поляризираните очила са малко по-тежки от картонените, но тъй като работят без източник на захранване, те тежат и струват значително по-малко от очилата с капаци.

Въпреки това, заедно с поляризационните филтри, инсталирани на филмови проектори и очила, показването на 3D филми по този метод изисква скъп екран със специално покритие.

В момента не е дадено окончателно предпочитание на нито един от тези методи. Заслужава да се отбележи обаче, че все по-малко кина работят с два проектора (по анаглифния метод).

Как се правят 3D филми

Използването на сложни технически техники е необходимо още на етапа на заснемане, а не само по време на гледане на 3D филми.

За да създадете илюзията за триизмерност, всяка сцена трябва да бъде заснета едновременно с две камери, от различни ъгли.

Подобно на човешките очи, двете камери са разположени близо една до друга и винаги на една и съща височина.

3D технологии за домашна употреба

За разглеждане 3D филми DVD все още използва прости картонени очила, наследство от далечните 50-те години. Това обяснява скромния резултат - лошо цветопредаване и недостатъчна дълбочина на изображението.

Въпреки това, дори и модерен 3D технологии са обвързани със специални очила и това състояние на нещата очевидно няма да се промени скоро.

Въпреки че Philips представи прототип на 42-инчов LCD 3D телевизор без очила през 2008 г., технологията ще бъде поне 3-4 години преди да достигне пазарна зрялост.

Но няколко производители обявиха пускането на 3D телевизори, работещи в тандем с очила на международното изложение IFA 2009.

Например, Panasonic възнамерява да пусне модели телевизори с 3D поддръжка до средата на 2010 г., точно както Sony и Loewe, залагайки на метода на затвора.

JVC, Philips и Toshiba също се опитват да се качат на 3D подиума, но те предпочитат поляризационния метод. LG и Samsung разработват своите устройства, базирани на двете технологии.

Съдържание за 3D

Основният източник на 3D видео съдържание са Blu-ray дискове. Съдържанието се прехвърля към източника на изображение чрез HDMI.

За да направите това, телевизорът и плейърът трябва да поддържат съответните технологии, както и наскоро приетия стандарт HDMI 1.4 - само той осигурява едновременно предаване на два потока от данни 1080p. Досега устройствата, които поддържат HDMI 1.4, могат да се броят на пръстите на едната ръка.

3d технологии на компютър

Първоначално гледането на триизмерно изображение на компютър беше достъпно само с очила или специални шлемове за виртуална реалност. И двете бяха оборудвани с два цветни LCD дисплея - за всяко от очите.

Качеството на полученото изображение при използване на тази технология зависи от качеството на използваните LCD екрани.

Тези устройства обаче имаха редица недостатъци, които изплашиха повечето купувачи. Кибер шлемът Forte, който се появи в средата на 90-те години, беше обемист, неефективен и напомняше средновековно устройство за мъчения.

Скромната разделителна способност от 640x480 пиксела очевидно не беше достатъчна за компютърни програми и игри. И въпреки че по-късно бяха пуснати по-модерни очила, например моделът LDI-D 100 от Sony, дори те бяха доста тежки и причиняваха сериозен дискомфорт.

След пауза от почти десет години, технологиите за формиране на стерео изображения на екрана на монитора навлязоха в нов етап от своето развитие. Добра новина е, че поне един от двамата големи производители на графични адаптери, NVIDIA, е разработил нещо иновативно.

Комплексът 3D Vision струва около 6 хиляди рубли. включва очила със затвори и IR предавател. Въпреки това, за да създадете пространствени 3D изображения с помощта на тези очила, е необходим подходящ хардуер: компютърът трябва да бъде оборудван с мощна видеокарта NVIDIA.

И за да не трепти псевдо-3D картината, монитор с резолюция 1280x1024 пиксела трябва да осигурява честота на опресняване на екрана от поне 120 Hz (60 Hz за всяко око). Първият лаптоп, оборудван с тази технология, беше ASUS G51J 3D.

В момента са налични и така наречените 3D профили за повече от 350 игри, които могат да бъдат изтеглени от уебсайта на NVIDIA (www.nvidia.ru). Те включват както модерни екшън игри, например Borderlands, така и пуснати по-рано.

Продължавайки темата за компютърните игри, алтернатива на 3D затвора е поляризационният метод. За да го реализирате, имате нужда от монитор с поляризационен екран, например Hyundai W220S.

Триизмерните изображения стават достъпни с всяка мощна видеокарта ATI или NVIDIA. Разделителната способност обаче е намалена от 1680x1050 на 1680x525 пиксела, тъй като се използва извеждане на презредова рамка.

По материали на списание ComputerBild

Разделът се актуализира постоянно с полезни неща:

Напишете вашето мнение по-долу в коментарите. Нека обсъдим.