Nyomtatás

Mindent a 3D TV-ről

Mindent a 3D TV-ről, a 3D TV világa

3d-tv-1

Megjelentek az üzletekben az első 3D TV-k amelyek már a háztartásokban is elérhetővé teszik a korábban csak mozikból ismert térélményt. De mielőtt részletesen foglalkoznánk a 3D TV-kkel, előbb ismerkedjünk meg a 3D, három dimenziós képi megjelenítés technikai alapjaival.

A 3D TV technikai alapjai

A digitális megjelenítés lehetővé tette, hogy egy régi ötlet, a sztereoszkópikus 3D filmek, újjászülethessenek. Hannah Montana és Miley Cyrus, az amerikai Super Bowl hétvégét nyitó Best of Both Worlds nevű koncertje kasszasikert aratott 2008-ban, és újabban az Avatar lett az első $1 milliárd USD bevételt is meghaladó film. Mindkét alkotás 3D produkció.

A mozikban elért sikerek hatására a műsorgyártók és –szolgáltatók érdeklődésüket fejezték ki a saját sztereoszkópikus 3D szolgáltatásuk megvalósításában. 2010. október 1-jétől Európában először a brit Sky nevű műsorszolgáltató indította el lakossági előfizetők számára is elérhető Sky 3D csatornáját.

A hétköznapi fogyasztóknak szánt elektronikai termékek gyártói is örömmel tapasztalják, hogy a háromdimenziós televíziókészülékek piaca fellendülhet, a kezdeti magas érdeklődést követő egyre csekélyebb keresletű és nyomott árakkal jellemzett síkképernyők iránti igény újjászülethet. Jó néhány konzumer eszközöket gyártó cég támogat 3D tartalmat szolgáltató csatornákat világszerte.

A 3D otthoni megjelenítése mind technikai és kreatív szempontok miatt is különbözik a mozikban alkalmazottaktól.

 

Mi a sztereoszkópikus 3D megjelenítés?

Szemünk a valódi tárgyak távolságát kétféle vizuális információ alapján határozza meg: a konvergencia és az akkomodáció alapján. A konvergencia az a szög, amely mértékben a két szemünkben keletkezett képet egy tárgyról, egy vonalba kellene állítani. Az akkomodáció (alkalmazkodás) pedig az a szög, amennyire a szemben lévő izmoknak meg kell változtatniuk a szemlencsét, hogy a tárgyra fókuszálhasson.

Más szavakkal, ha egy tárgy közel helyezkedik el, akkor mindkét szemünket elfordítjuk, hogy összetartsanak, és alkalmazkodunk a közeli fókuszhoz. Egy távoli tárgy esetén pedig változik a fókusz, és ahogy a tárgytávolság megközelíti a végtelent, a konvergencia egyre inkább párhuzamossá válik, a szemek jobban széttartanak, mint a közeli tárgy esetén.

3d-tv-5

 

A valóságban a konvergenciának nem szükséges divergenciába átmennie, tehát sosem kell a két szemnek a párhuzamosnál jobban széttartaniuk. Ez az a jelenség rendkívül kellemetlen élmény, és a háromdimenziós megjelenítés során minden áron elkerülendő.

Az izmok jelzései mellett az agy további tényezőket is figyelembe vesz, beleértve a látószöget (parallaxis), a közelebbi tárgyak kitakarják a távolabbiakat és a tapasztalatot: tudjuk, hogy egy teherautó nagyjából milyen nagy, tehát ha kicsinek látszik, akkor valószínűleg távol van.

A két szem két különböző ponton helyezkedik el, ezért mindkettő más szögből látja a világot. Ha az egyik, majd a másik szemünket felváltva eltakarjuk, eltérő módon látjuk a dolgokat - és érzékelhetjük a látószögek különbségét. A két szem által külön-külön érzékelt kép az agyban létrehozza a mélység és a kiterjedés képzetét. A jelenség neve parallaxis, és ez az, aminek alapján a 3D technológiák létrejöttek.

Sztereoszkópikus 3D esetén a mélységi információt egy síkképernyőn próbáljuk megjeleníteni oly módon, hogy külön-külön a két szem számára a jelenetet részben különböző nézőszögből próbáljuk bemutatni, innen a név: sztereográfia.

3d-tv-4

Számos eljárással biztosítható, hogy a bal oldali kép a bal oldali szembe, és a jobb oldali kép pedig a jobb oldali szembe jusson el. A hagyományos színezett anaglif szemüvegek kiszűrik a megfelelő képeket a szemek számára, de e technika alkalmazásával nagyrészt felhagytak a kiváló minőségű képtartalmat előállító gyártók, mivel számos más konzisztensebb és tetszetősebb 3D hatást biztosító megoldás létezik. A modern rendszereknél vagy a képernyőt vagy a szemüveget bevonva polarizációt, vagy aktív képzáró LCD szemüveget használnak (active shutter glass), melyek felváltva, a képtartalommal szinkronban ki-bekapcsolják a szemek látóterét.

A kulcsfontosságú méret, amit szem előtt kell tartani 3D képanyagok forgatásánál a szemtávolság. Ez általában 65 mm, habár minden embernél eltérő, és gyerekeknek csak 50 mm: ennek hatására volt olyan érvelés, mi szerint a teljes 3D geometriát meg kellene változtatni gyerekeknek szánt televíziós műsorok esetén.

A 3D általános szabálya tehát, egy tárgyról készült bal és jobb oldali kép között eltérésnek kell lennie – amelyet a konvergencia követni fog, ezért az agy a Z tengelyen helyezi el – mi pedig mélységnek érezzük.

Ha egy tárgyról készült képen a kijelzőn a bal oldali képek a jobb oldali képektől a nézőhöz képest jobbra helyezkednek el, ahhoz, hogy agyunk alkalmazkodjon hozzá, a két képet a szemeknek nagy konvergencia szögben össze kell tartaniuk, ezért úgy látjuk, hogy a kép a képernyő síkja előtt helyezkedik el (negatív parallaxis).

3d-tv-2

Ha a bal és a jobb képek egybeesnek a képernyőn, akkor a képet a megjelenítő síkjában észleljük. És ha a kijelzőn megjelenített bal kép a jobb képtől a nézőhöz képest balra helyezkedik el (pozitív parallaxis), akkor a tárgyat úgy látjuk, mintha a képernyő mögött helyezkedne el.

3d-tv-3

Ha egy tárgy messzire a kijelző előtt jelenik meg (negatív parallaxis határhelyzete) – klasszikus 3D jelenségként a tárgy a néző felé ugrik – abban az esetben a szemeknek meg kell küzdeniük ahhoz, hogy a tárgy képéhez alkalmazkodjanak (a szemlélő pedig kancsalnak tűnhet), amely akármennyi ideig is tartson, egy rendkívül kellemetlen érzés.

Az előző esettel ellentétben, ha a képernyőnek az amögötti tárgyat pozitív parallaxisban kell megjelenítenie, mely esetben a tárgyról készült bal és jobb oldali képek a szemtávolságtól nagyobb távolságra vannak egymástól (65 mm vagy akár 50 mm gyerekeknél), akkor a szemeket széttartásra készteti, amely egy különösen természetellenes állapot, és talán a 3D vetítéskori émelygés egyik alapforrása lehet. A következőkben a 3D hatás megjelenítési módszereit mutatjuk be.

 

Általában a 3D szemüvegekről

Passzív szemüvegek alatt értjük az egyszerű lencsés, vagy szűrővel ellátott szemüvegeket, melyek a szemek számára a két látócsatornát hivatottak elkülöníteni. Ezeket a szemüvegeket olyan rendszerek esetén használják, melyek a színszűrésre vagy a polarizációra építenek, továbbá a mozikban alkalmazott váltakozó képeket megjelenítő kivetítés esetén használják.
Aktív szemüvegek azok, melyek a kijelző képmegjelenítési frekvenciájával szinkronban a lencséken látható képeket szemenként kitakarják, majd újra megjelenítik. Az eljáráshoz egy jeladóra is szükség van, mely a szemüveg és a képernyő között biztosítja a szinkronitást. A lencsék képáteresztésének befolyásolásához a gyártók általában LCD technológiát használnak, mellyel képesek az egyik lencsét áttetszővé majd átlátszatlanná állítani.

Általában az aktív szemüvegek képesek a legjobb képmegjelenítésre, mivel nincs szükség a videojelek jelentős módosítására. Mégsem terjedtek el a mozikban, mivel túl drágák, könnyen meghibásodhatnak, és több karbantartásra van szükség – például a szemüvegben lévő elemek cseréjére vagy az akkumulátor töltésére.

 

Kétszínű lencsékkel kivitelezett 3D hatás

Piros-zöld szemüvegek

A klasszikus 3D eljárást, mi szerint két különböző színű lencséjű szemüveget használnak, már az 50-es évektől alkalmazzák a mozikban. A film vagy kép két egymást átfedő, de eltérő színezetű képrétegből áll, amelyek közül a jobb szem csak az egyik, a bal szem pedig csak a másik réteget láthatja. Így keletkezik a 3D-hatás.
Előnyök: Minden színes képernyővel kivitelezhető, működik kivetítve és nyomtatásban is.
Hátrányok: Monokróm színvisszaadás, irritáló hatás. A piros-ciánkék lencséjű szemüveg elődje, mellyel már korlátozottan színes kép is nézhető, bár még mindig rosszabb a színvisszaadás, mint a továbbiakban tárgyalt megoldásoknál.

 

ColorCode 3D szemüvegek

A ColorCode eljárás sötétkék- borostyán sárga lencséket használ. Az egyik szem egy majdnem teljes színképet lát, míg a másik egy mélységvisszaadásra tervezett monokróm képet. E két lencse kombinációja jobb 3D hatást kelt, mint a piros-zöld szemüvegeknél, de nézőtől függően a két lencse között fennálló fényerőkülönbség kisebb-nagyobb mértékben befolyásolja a hatást.

Előnyök: Minden színes képernyővel kivitelezhető, működik kivetítve és nyomtatásban is.

Hátrányok: Kissé gyengébb 3D hatás, néha irritáló, mivel az egyik szem számára a kép jelentősen sötétebb.

ColorCode 3D szemüveg

Hullámhossz-multiplexálás

A német Infitec (Interferenzfiltertechnology) nevű cég fejlesztette ki ezt az eljárást, mely keskeny sávú színszűrőt használ a szemüvegekben. Ezeket a szemüvegeket használja a Dolby is a 3D filmszínházakban. Mindkét szembe a piros, zöld, és kék színek más és más frekvenciákon jutnak el. Egyik szem a színeket: piros 629 nm, zöld 532 nm, kék 446 nm hullámhosszon észleli, a másik pedig: piros 615 nm, zöld 518 nm, kék 432 nm-en. A képek vetítéséhez tehát 3-chipes DLP vagy egyéb speciális projektor szükséges.

Előny: jó képminőség, könnyen kivitelezhető 3-chipes DLP projektorral.

Hátrány: drága szemüvegek,nem használható átlagos CRT és LCD kijelzőkkel.

Hullámhossz-multiplexálás

Polarizált lencsékkel kivitelezett 3D hatás

Vízszintesen és függőlegesen polarizált lencséjű szemüvegek

A szemüveg a fényt különböző, vízszintes és függőleges polarizációja alapján, a lencséken elhelyezett polarizációs fólia segítségével szűri. A polarizáló szemüveg lencséi eltérő polarizáló fóliával vannak bevonva, hogy egy lencse csak az egyik irányban polarizált fényt engedje át. A rendszer olyan kijelzővel működhet, mely két képernyőt egy tükörrendszer segítségével egy képpé állít össze, vagy két projektorral, mely két különböző polarizációjú képet vetít, vagy egyetlen projektorral, mely felváltva különböző polarizációjú képet vetít egy képernyőre, mely megőrzi a visszatükröződő fény polaritását (ezeket a vásznakat ehhez általában ezüsttel vonják be). Ilyen polarizációs technikát alkalmaznak az IMAX mozikban is.

Előnyök: olcsó szemüvegek, megfelelő képminőség.

Hátrány: a fej lehajtásakor szellemképek keletkezhetnek. Kivetítés esetén ezüst bevonatú vászonra van szükség, mivel másképpen a fény nem megfelelő.

 

Körkörösen polarizált lencséjű szemüvegek

Ezen szemüvegek a képet az óramutató járásával megegyező és eltérő polarizációs irányuknak megfelelő képekre bontja, így a két szem két különböző képet lát, és ez 3D hatást eredményez. A körkörösen polarizált fény előnye, hogy mozi nézés közben oldalra dönthetjük a fejünket, anélkül, hogy ezzel romlana a kép kontrasztja vagy fényereje. Más tekintetben működése megegyezik a vízszintesen és függőlegesen polarizált módszerrel. Ilyen szemüvegeket és vetítőrendszert használnak a RealD mozikban.

Előnyök: olcsó szemüvegek, fejünk oldalra döntésével nem változik a kontraszt és a fényerő, nagyon jó minőség.

Hátrányok: képszerkesztést és speciális képernyőt vagy vetítést igényel (ezüst képernyő).

 

Váltakozó képekkel megvalósított 3D hatás

Progresszív képmegjelenítés aktív képzáró szemüveggel

Ha felváltva különböző képeket vetítünk egy képernyőre, akkor használhatunk egy olyan LCD szemüveget, amely felváltva ki-bekapcsolja a lencsék átlátszóságát a pontos háromdimenziós ábrázolás érdekében. Ez legalább a képfrissítési frekvencia kétszeresét igényli (tehát legalább kétszer 50 Hz-et) - lassabb frissítési frekvenciáknál a kép villódzni kezd. Ezért a 3D-ready televíziók is legalább 100 Hz-es frissítési frekvenciával kell, hogy rendelkezzenek.
Ezt a technológiát az Xpand nevű cég használja a mozikban, valamint a Sony, Panasonic, Mitsubishi és a Samsung cég is használja kijelzőinél.

Előny: kitűnő képminőség

Hátrányok: Drága kijelzők és szemüvegek

Progresszív képmegjelenítés aktív képzáró szemüveggel

Váltott soros képmegjelenítés aktív képzáró szemüveggel

A váltott soros képcsöves televíziók egy megfelelő képmegjelenítési technikáját használó módszer. A rendszer felváltva jutatja el a váltott soros képkockákat, egymást követően az egyik majd a másik szembe. Természetesen itt is aktív képzáró szemüveggel biztosítható, hogy a megfelelő képkockák a megfelelő szembe jussanak el.

Előnyök: Működik a létező otthoni video forrásokkal, mint például a VHS vagy a DVD, továbbá katódsugárcsöves televíziókkal.

Hátrányok: A felezett képfrissítési frekvencia miatt (25 vagy 30 Hz) villódzás tapasztalható, modern képernyők esetén nem alkalmazható.

 

Színszűrős szemüvegek

A kép felváltva más-más színekben jelenik meg, nincs szükség a drága képzáró szemüvegre. A módszer működhet a mozikban alkalmazott DLP projektorokkal is, melyeknek nem okoz gondot a képfrissítési frekvencia duplázása. A képminőség a színszűrési technikától függ – a filmszínházak hullámhossz multiplexálást használnak (lásd fentebb).

Előnyök: Digitális projektorokkal könnyen kivitelezhető, általában jó képminőség.

Hátrányok: Csekély színtorzítás lehetséges.

 

Pulfrich szemüvegek

Az úgynevezett Pulfrich eljárás az egyik szem előtti sötétített lencse segítségével késlelteti a képet. A széles körben elfogadott magyarázat az, hogy a sötétített megvilágítás az egyik szem számára az agy és a szem közötti jelátvitel idejét késlelteti a másik szemhez képest, amely térbeli eltérést érzetét kelti mozgó tárgyak esetén. Ez azért történik, mert a szemek, ennélfogva az agy gyorsabban reagál a fényes tárgyakra, mint a sötétebbekre. Ez a jelenség csak oldalirányú mozgásnál lép fel.

Előnyök: Minden kamerával és megjelenítővel működhet, olcsó szemüvegek.

Hátrány: Csak a kamera vagy a tárgyak oldalirányú mozgásakor lép fel, erős fényerőeltérés a szemüveglencsék között, ami irritáló hatást vált ki.

A passzív szemüvegek olcsóak. A képen balról jobbra: Pulfrich, polarizált és piros-ciánkék szemüvegek.

A passzív szemüvegek olcsóak. A képen balról jobbra: Pulfrich, polarizált és piros-ciánkék szemüvegek.

Video szemüvegek

LCD vagy LCoS (Liquid crystal on silicon) technológiával készült miniatürizált megjelenítőkön olyan kép is megjeleníthető, mely úgy tűnhet, hogy pár méterrel a néző előtt helyezkedik el. Mivel ehhez külön készülékre van szükség szemenként, ez a módszer hivatott a 3D hatás tökéletes megjelenítésére.

Előny: Tökéletes képmegjelenítés, megfelelő nagyfelbontású kijelzők esetén. Külső zavaró hatásoktól mentes élmény.

Hátrány: Eszközönként csak egy személy számára kivitelezhető, drága és eltart egy ideig, hogy a néző hozzászokjon.

 

Háromdimenziós képmegjelenítés szemüveg nélkül

 

3d-tv-10

 

Látószög (Parallaxis)

Vékony résekkel ellátott rácsot használva, lehetőség nyílik arra, hogy minden néző más és más képpontokat láthasson a képernyőn. Ez a konstrukció lehetővé teszi a térhatású megjelenítést szemüvegek nélkül. A probléma természetesen az, hogy a képernyő kivitelezésétől függ a nézői pozíció, vagyis mind a nézőszög és a távolság.
Ha a néző az egyik oldalra mozdítja a fejét, az egyik szemével olyan képpontokat is láthat, melyeket a másiknak kellene. Továbbá, ha a néző túl közel ül a kijelzőhöz, a rácsot már nem megfelelő szögben látja – szintúgy, ha távolabb ül. Irányult néhány kísérlet a hatás kiegyensúlyozására a fej nyomon követésével („head tracking”), úgy, hogy egy kamerát szereltek a kijelzőre. Néhány gyártó ugyancsak próbálkozott a megfelelő 3D tér egyidejű megjelenítésére több néző esetén.
Folyadékkristályos technikával lehetséges olyan kristályt készíteni, amely struktúrája folyamatosan változhat. Ez azt is jelenti, hogy lehetőség van a rács kikapcsolására, tehát válthatunk 2D és 3D megjelenítés között.

Előnyök: Nincs szükség szemüvegekre, megvalósítására alkalmas az LCD technológia, a képernyő átkapcsolható 2-dimenziós módból 3-dimenziós módba.

Hátrány: Csak egy személy számára működik, egy meghatározott nézői távolságot és pozíciót igényel, felezett felbontás.

 

Prizma- vagy lencserendszer

Optikai rendszerek, mint például prizmák vagy lencsék, is szabályozni tudják a fénykibocsátást, miszerint a szemek eltérő képet láthatnak. Szintúgy, mint a parallaxis módszer, ez a 3D technológia is csak megfelelő nézői pozíciókban és távolságokban élvezhető.
Ezzel az eljárással több perspektívából is mutatható a képernyő, jelenleg legfeljebb kilenc látószög valósítható meg. Ilyen a Philips (42-3D6C01/00) autosztereoszkópikus 42” átmérőjű full HD 3D televíziója 1920 x 1080-as felbontással, mely ideálisan három méterről élvezhető.

Előny: Mindenféle típusú megjelenítővel sikerült már megvalósítani.

Hátrány: Csak egy meghatározott távolságból és pozíciókból használható, felezett képpontszám, vagy – több látószög esetén – még inkább csökken a felbontás.

Prizmarendszer, lencserendszerPrizmarendszer, lencserendszer

Volumetrikus (térfogati) 3D kijelzők

Ha a képet egy gyorsan forgó felületre vetítjük, akkor háromdimenziós képet állít elő. Hasonlóan zárt részecskékre, például gőzfüggönyre vagy számos holografikus rétegből álló felületre vetítéssel is megoldható a 3D megjelenítés. LED-borítással ellátott forgó felülettel is kivitelezhető a térhatású megjelenítés.
Kissé eltérő módon működik a Sony volumetrikus megjelenítőjének prototípusa. A Sony RayModeler 360-degree Autostereoscopic Display (360 fokos autosztereoszkópikus képmegjelenítő) eszköze LED fényforrásokat alkalmazva képes minden irányból „körbejárható” 24 bites 96 x 128 felbontású képek megjelenítésére, ráadásul mindezt úgy, hogy a jobb és bal szem számára némileg eltérő képi információt közvetít, így a megjelenített kép szemüveg használata nélkül is háromdimenziós hatású. A 13 cm átmérőjű és 27 cm magasságú Sony RayModeler henger bármely olyan téma (személy, tárgy, objektum) egy fokos léptékekben teljesen körbenézhető megjelenítésére alkalmas, amelyet állóképek esetében a körbeforgatott témáról készített fotósorozat, a jelenleg fejlesztés alatt álló 360°-os mozgóképeknél pedig egy különleges 8 kamerás rendszer segítségével rögzítettek, majd az ehhez kifejlesztett 3D CGI Design szoftvert alkalmazva, számítógépről feltöltöttek az eszközre. Ráadásul az egész interaktívvá tehető, így a megjelenített téma általunk is mozgathatóvá válik, már amennyiben az ehhez tartozó mozgás fázisait is rögzítették. A Sony RayModeler másik különös szolgáltatása az ún. „Gesture Sensor”, egy olyan mozdulatérzékelő-rendszer, amely lehetővé teszi, hogy a Sony RayModeler által megjelenített 360°-ban látható képet a kezünk mozgatásával elforgathassuk.

Előny: Úgy néz ki, mint egy igazi, háromdimenziós objektum.

Hátrány: Csak viszonylag kis tárgyak megjelenítésére szolgál, nem érezhető a mai, mozikban tapasztalt, meglepő mélységű és közelségű képmegjelenítés, legalábbis kis méretben. Jelenleg csak prototípus fázisban.

A képen a Sony (360°-os szögben) körüljárható képmegjelenítőjének prototípusa látható.

A képen a Sony (360°-os szögben) körüljárható képmegjelenítőjének prototípusa látható.

 

Fejkövetés („head tracking”)

Lehetséges olyan képeket készíteni, melyek háromdimenziósnak tűnhetnek, és a néző fejének mozgásától függően változnak. Míg a 2D megjelenítőkön a tárgyak nem változnak egymáshoz és a néző fejéhez képest, az ilyen rendszereknek új képeket kell létrehozniuk a néző pozíciójához képest – úgynevezett „fejkövetés” vagy „szemkövetés” („eye tracking”) módszerrel.
A módszerhez egy, a néző fejének mozgását rögzítő szenzorra van szükség, valamint a virtuális térben megjelenített tárgyak pozíciójának ismeretére. A rendszer megvalósítása tehát legkönnyebben számítógépes játékok, grafikai elemek megjelenítése esetén lehetséges. A kép olyan benyomást kelt, mint például az egyik szemünk lecsukása mellett, fejünket mozgatva, egy ablakon keresztül szemléljük a kinti világot.

Előny: Minden kijelzővel működik, szemüveg nélkül használható.

Hátrány: Nem igazán sztereoszkópikus, csak egy személy számára működhet, sok valósidejű utófeldolgozást és egy szenzort igényel. Eddig többnyire otthonilag készített megoldások láttak napvilágot, például Wii játékkonzol távirányítóját felhasználva.

 

Pszeudo 3D

Fejlett képfeldolgozási eljárásokkal háromdimenziós, pszicho-optikai hatást (optikai illúziót) lehet elérni, például élfeldolgozással, vagy a kontrasztkülönbség állításával.

Előny: Az összes kijelző típussal működhet.

Hátrány: Nem valódi 3D.

 

Az összes eljárás hátrányai

A volumetrikus megjelenítőket leszámítva, az összes megoldás egy közös, komoly hátránnyal rendelkezik: nem valódi háromdimenziós képeket állítanak elő, hanem kétdimenziós képekből közelített térhatású ábrákat.
Az alapvető probléma az, hogy a térhatás megjelenítésekor a fenti megoldások nem elegendő érzékszervünkre gyakorolnak hatást. Kiváltképpen a fókusztávolság nem változik, a közelinek mutatott tárgyak esetén szemünk továbbra is a kétdimenziós képernyőre fókuszál. E tárgyak megjelenítésekor szemünknek csak konvergenciája változik, tehát az, hogy a két szem mennyire tart össze vagy szét, annak köszönhetően, hogy a bal illetve a jobb szem számára megjelenített képpárok egymástól távolabb vagy közelebb helyezkednek el a képernyőn. Továbbá, fejünk mozgatásával a megjelenítetttárgyak megőrzik pozíciójukat egymáshoz képest, nem pedig egymáshoz képest változtatják elhelyezkedésüket (a fejkövetés kivételével).

A megjelenített tárgyak megőrzik pozíciójukat egymáshoz képest.

3D képtartalom előállítása, tárolása és átvitele (HD TV, HD kamera)

Panasonic 3D kamkorderSony 3D kamera

A Panasonic 3D kamkordere, és a Sony 3D kamerájának prototípusa

 

A 3D képtartalom előállítása

Többféleképpen készíthető mélységérzetet keltő képtartalom: két kamerával – ideális esetben az emberi szemtávolsággal egyező távolságban (65 mm) elhelyezve egymástól – annak érdekében, hogy két perspektívából rögzítse az eseményeket, vagy egy sztereoszkópikus kamerával, melyet a nagyobb gyártók (Sony, Panasonic) prototípusként már megvalósítottak.

A térhatású képtartalom megvalósítható számítással is. Számítógépes animáció, elsősorban rajzfilmek esetén – mivel az információ már eleve 3-dimenzióban elérhető – nem jelent problémát, hogy két perspektívát származtassanak.

A valós rögzítésből származó másodlagos kép beillesztésével vagy generálásával. Ez elvégezhető mind a kijelzőben mind a stúdióban lévő nagyteljesítményű számítógéppel. Az utóbbi esetben egyértelműen jobb eredményt lehet elérni.

Két kamera elhelyezése esetén általában nem megoldható, hogy a lencsék középpontjai 6,5 cm-re legyenek egymástól. Már csak a lencsék méretei és irányítómechanikái is megakadályozzák ezt: a lencséknek nagyoknak kell lenniük, hogy megfelelő felbontást biztosítsanak a teljes képen, továbbá a nagyobb lencsék több fényt is eresztenek át, amely számos ok miatt is kritikus lehet. Először is a néző valamilyen szűrőrendszeren keresztül nézi a végeredményt, legyen az aktív képzáró szemüveg (amely sohasem tökéletesen átlátszó) vagy polarizációs szemüveg (amely az adott polarizációjú fény kivételével mást nem enged át), fényt veszítünk. A kevesebb fény az észlelt színfelbontásra is hatással van - ismerős a helyzet: sötétedéskor fakóbbaknak látjuk a színeket.

A fenti okok miatt vegyük sorra a lencsék elhelyezésének alternatíváit. Az egyik megoldás, hogy két professzionális kamerát a szemtávolságnál nagyobb távolságra helyezzünk el. Majd a túl nagy lencsetávolságból adódó hatást digitális képfeldolgozási eljárásokkal csökkentsük. Ez a módszer leginkább 20 méter távolságra lévő tárgyak esetén működik, habár leginkább közelebbi események esetén lenne szükség rájuk. A megoldás késleltetést visz a rendszerbe, és komplexitást a műsorgyártásba.

A másik megoldás egy féligáteresztő tükörrel ellátott kamerarendszer, ahol a tükör 45°-ban van elhelyezve. Az egyik kamera a tükörrel szemben, a másik pedig alatta vagy felette helyezkedik el 90°-ban és a tükrözött képet látja. Ennek a megoldásnak az előnye, hogy a szemközti távolság minden felvétel előtt a tartalomhoz mérten állítható, és a mechanika segítségével a felvétel végéig állandóvá tehető. A hátránya, hogy a féligáteresztő tükör a fénysugarakat kettéosztja, tehát mindkét kamera fele akkora fényerősséget érzékel. Ez nagyobb írisznyitással kompenzálható. További következménye a féligáteresztő tükrös megoldásnak, hogy míg a vízszintesen elhelyezkedő kamera képe közvetlenül használható, a függőlegesen elhelyezkedő kamera képét - mely a tükörről visszaverődött képet látja - a rendszertől függően X és/vagy Y irányban is meg kell tükrözni, mely elektronikusan elvégezhető. Valamint mivel a két kamerába érkező fény optikai útjai eltérőek, karakterisztikájuk is megváltozik. Ezt a kromatikus különbséget is digitálisan ki kell javítani.

Konvencionális 3D-s kamerarendszer

 

3D képtartalom tárolása és átvitele

A 3-dimenziós tartalom televíziós tárolására és közvetítésére számos módszer létezik:

  • előzetes színezés: például piros-zöld, piros-ciánkék vagy ColorCode színezéssel,
  • két csatorna használatával: külön adatcsatornaként, mindkettő teljes sávszélességgel,
  • egy képként vetítve, de nem egyesítve, például két torzított kép egymás mellett (Side-by-Side), vagy sakktáblához hasonló mintázattal (DLP 3D), vagy váltott sorosan (interlace) kivetíteni.
  • kiegészítő adatfolyam alkalmazásával, amely lényegében csak a második és az első kép közti különbséget tartalmazza.
  • tárolás és átvitel, mint 2D-s kép mélységinformációval, amely a térbeli elhelyezkedését tartalmazza az objektumoknak

2-dimenziós kép átvitele mélységinformációval - 2D-plus-Depth

2-dimenziós kép átvitele mélységinformációval (2D-plus-Depth vagy 2D+’Z’ elnevezés). A jobb oldali ábrán a világosabb részek jelölik a nézőhöz közelebbi tárgyakat.

 

Az alábbi ábra a Texas Instruments által kidolgozott, Mitsubishi és Samsung projektorokban is alkalmazott, DLP HD 3D formátum működését szemlélteti. A bal és jobb oldali képek mintavételezése után egyetlen 1080p felbontású képpé egyesíti a képeket, ezzel nem növelve a sávszélesség igényt. A kapott mozgóképet aktív képzáró szemüveggel nézve térhatásúnak észleljük.

 

DLP HD 3D formátum működése

 

A DLP megjelenítés és átvitel egy módja

Jelenleg a HDMI 1.4a szabványú kábel képes az összes 3D megjelenítéshez szükséges adatátviteli sebességet garantálni. Standard HDMI 1.3 szabványú kábellel alacsonyabb, 1920 x 1080i váltott soros felbontáson nézhető 3D tartalom, míg a HDMI 1.4-es kábel már támogatja az otthoni 720p50, 720p60, és 1080p24 felbontásokat háromdimenziós megjelenítéshez. Továbbá a HDMI 1.4 lehetővé teszi a mozikban is alkalmazott kétdimenziós értelemben vett 4K x 2K felbontások átvitelét is (3840 × 2160p felbontást 24 Hz/25 Hz/30 Hz-en és 4096 × 2160p felbontást 24 Hz képfrissítési frekvencián). A HDMI 1.4 támogatja a „Frame packing” (képegyesítés) eljárást, mellyel a bal és jobb képeket egy frame-mé (egész képpé) egyesít, ezáltal kétszeres sávszélességet igényelve. A „Frame packing” eljárás támogatása kötelező a kijelzőkben, 3D megjelenítés kivitelezéséhez, HDMI 1.4-es szabvány alkalmazása esetén. A High Speed HDMI 1.3 ugyanúgy támogatja a HDMI 1.4 képességeit a HDMI Ethernet kapcsolat kivételével. A félreértések elkerülése végett a HDMI mint egyesület az összes 3D képtartalom átvitelére képes kábelét törekszik High Speed HDMI kábelnek hívni, melyek ma a maximális 10.2 Gbps-os - HDMI kábellel történő - átvitelre képesek.

 

A 3D technológia, a 3D TV  jövője

 

Nem valószínű, hogy a jelenlegi 3D iránti érdeklődés olyan gyorsan alábbhagyna, mint az 50-es vagy a 80-as években. Hála a digitális technológiának, a mai mozik képmegjelenítése lényegesen jobb, mint akkor volt. Mivel az átviteli mód nagymértékben szabványosított, a különböző megjelenítési eljárások jelenléte nem lehet probléma.

 

3-dimenziós számítógépes játékok

A számítógépes játékokat szinte eleve 3D megjelenítésre tervezték, akár számítógépre vagy játékkonzolra készítették. Elképzelhető, hogy különböző térben holografikusan lebegő grafikai objektumokat irányíthatunk, például az nVidia 3D VISION készletével.

 

3D TV a nappaliban, és a hétköznapi televízió

A 3D televízió elterjedése, mint otthon használható megjelenítő, viszont még csak kezdeti stádiumban van, annak ellenére, hogy már számos technológiát és fejlesztést dolgoztak ki a gyártók. Pedig a háromdimenziós mozgókép átvitelével, tárolásával, a különböző eszközök csatlakoztatásával kapcsolatos szabványok már léteznek.

Nehéz elképzelni, hogy egy hagyományos tévénézéshez szemüveget kelljen felvenni, annak érdekében, hogy a képet éppen hogy megfelelően tudjuk nézni. Azonban, ha a nagyobb mozikhoz hasonlóan, házimozi rendszerünket is csökkentett megvilágításban, esetleg ehhez testreszabott külön szobában nézzük – hogy a szoba, mint háttér ne legyen zavaró tényező, és csak a képernyőre fókuszáljunk – könnyebben el lehet képzelni, hogy a család felvegye 3D szemüvegeit és megnézzen egy térhatású esti filmet. Feltehetőleg, azok, akik 3D TV-vel rendelkeznek, az idő nagy részében nem fognak szemüvegben ülni a televízió előtt, viszont egy új film, élő koncert vagy sportközvetítés alkalmával felveszik a szemüveget, hogy részt vegyenek a különleges élményben. Azok a nagyobb televíziós csatornák is, melyek 3D tartalmú közvetítést indítottak, leginkább az esti filmeket, sportközvetítéseket kívánják 3D-ben sugározni, mivel azok szegezik leginkább a képtartalomra a nézők figyelmét.

Számos Blu-ray lejátszó is támogatja már a 3D kezelését. Továbbá a közeljövőben a miatt sem kell majd aggódni, hogy milyen szemüveggel melyik kijelző nézhető, ugyanis többek között az XpanD cég által gyártott univerzális 3D szemüvegek 2010. novembertől elérhetőek lesznek Európában is, melyekkel az összes nagyobb gyártó (Sony, Panasonic, Philips, LG, Mitsubishi, Samsung) legtöbb televízió és kivetítő fajtái nézhetőek.

A jövő nappalijában a szemüveg nélküli 3D megjelenítőket lehet a legjobban elképzelni. Bár erre vannak próbálkozások, az élmény még nem az igazi, mivel adott pozíciókban, adott távolságra kell ülni a kijelzőtől. Ezért a leginkább az a valószínű, hogy kezdetben ez a technológia a notebook kijelzőknél lehet igazán sikeres, melyeket viszonylag közelről és szemből figyelünk.

Talán egy kicsit nagy felhajtást kelthet az a kijelentés, hogy a 3D bevezetése a fekete-fehér helyett színes televíziózáshoz, vagy a némafilmről hangosfilmre történő átálláshoz lenne hasonlítható. Ugyanakkor az is igaz, hogy a 3D hatás mindenki számára nagyobb pénz- és élménytöbbletet jelent. Tehát a hozzávalók adottak, csak be kell menni a boltba, megvásárolni azokat, és 3D szemüveggel a lapos filmeket is feldobhatjuk.

 

ArizonaMPS
(Richan Kornél)

©ArizonaMPS Kft. Minden jog fenntartva.
Nem járulunk hozzá az oldal vagy annak bármely részlete engedély nélküli másolásához vagy más honlapba történő beépítéséhez.

Megjelent: 27372 alkalommal