user24 1 июня 2016
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?
Наше трехмерное восприятие
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.
Как включить 3D на телевизоре.Как подключить 3D очки
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.
Анаглиф 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
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.
Очки с активным затвором
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.
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.
Источник: com-dv.ru
Как работает 3D-кино и как смотреть его без очков
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, видели разные картинки. 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 в анимационной школе Пудриер 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.
Источник: theoryandpractice.ru
Как работает 3D Full HD телевидение
Сначала было цветное телевидение, потом появилось HD, теперь мы готовы к третей волне – 3D Full HD.
Начало 2010-го года отличилось революционными событиями в области технологии производства трехмерных Full HD телевизоров и средств воспроизведения 3D медиаконтента. В блогах постоянно обсуждали 3D технологии, а количество посетителей «трехмерных» стендов на прошедших выставках зашкаливало. Плюс ко всему, вышедший на экраны самый дорогой в истории кинематографа 3D фильм «Аватар» способствовал подъему интереса на рынке домашних кинотеатров и 3D телевидения.
По всему миру прокатилась первая волна трехмерного телевидения, активно началось освоение и производство Full HD 3D телевизоров в серийных масштабах. Давайте попробуем понять основные принципы работы 3D телевидения и рассмотрим наиболее частые вопросы о реализации трехмерного телевидения в домашних условиях.
Первые попытки реализовать что-то подобное были предприняты мировым сообществом еще несколько десятилетий назад. Так, например, в Москве, на Арбате в кинотеатре «Октябрь» существовал зал стереокино и при входе посетителям выдавались очки, у которых левая линза была красной, а правая голубой. Эти линзы создавали простейший светофильтр, который позволял разделить картинки для левого и правого глаза, благодаря чему можно было любоваться объемным кинофильмом. Такой метод получения стереопары изображения носит название – анаглиф. Реализовать разделение изображений оказалось просто, но, увы, качество цветопередачи оставляло желать лучшего.
Революционным событием в области объемного кино стало применение технологии IMAX 3D, разработанной канадской компанией IMAX Corporation. Эта технология использует два мощных пленочных проектора, которые проецируют на большой экран изображение для правого и левого глаза.
В IMAX используется 2 проектора, каждый из которых создает изображение для левого и правого глаза, поляризованное в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Надев стереоскопические очки, у которых на стеклах стоят светофильтры, пропускающие только свой строго поляризованный свет, человек воспринимает один и тот же объект под разными углами и видит объемное изображение. Технология IMAX 3D дает нам возможность просмотра 3D изображений на очень большом экране, но применение линейной поляризации приводит к тому, что если наклонить голову немного в сторону изображение начнет двоиться, терять яркость и стереоскопический эффект может исчезнуть.
RealD — еще одна 3D кинотехнология, которая использует цифровое стереоскопическое проецирование, появилась в конце 2007 года. В отличии от IMAX 3D здесь используется один цифровой проектор, который с высокой частотой попеременно проецирует кадры для каждого глаза. В технологии RealD применяют круговую поляризацию кадров правой и левой поляризации. Здесь применяются очки с противоположной круговой поляризацией на правом и левом стекле, благодаря этому каждый глаз видит свою собственную картинку вне зависимости наклона головы зрителя.
Проектор обеспечивает высокую скорость передачи кадра — 72 кадра в секунду для каждого глаза, это позволяет уменьшить мерцание по сравнению с обычным видео, где изображение передается со скоростью 25 кадров в секунду. Таким образом, достигается стабильное и устойчивое 3D изображение. Технология RealD более естественно передает цвета трехмерного изображения. Единственным недостатком RealD является потеря яркости в силу использования одного цифрового проектора и более сложного поляризатора, поэтому RealD можно использовать только в небольших кинозалах.
Все эти технологии для больших экранов и помещений, а что может нам предложить индустрия для домашнего использования? В принципе и дома можно реализовать на безе проекторов такие решения! Что же делать, если использование поляризации света при проецировании 3D изображения на домашнем кинотеатре занятие очень затратное, либо вообще невозможное? А что если поочередно проецировать кадры для каждого глаза и попробовать синхронизировать кадры таким образом, что бы в нужные моменты времени каждый глаз видел предназначенный для него кадр, а другой в это время ничего бы не видел и так по циклу.
Придумать можно что угодно, но вот технически реализовать бывает сложно. Раньше принимались попытки воспроизведения на телевизорах трехмерного видео. Делалось это путем деления разрешения изображения пополам и чересстрочного вывода кадров стереопары на экран. В результате один кадр использовал четные строки, другой – нечетные.
Но из-за этого разрешение изображения по вертикали снижалось в два раза. Поэтому даже аппаратуре класса Full HD (1080p) удавалось воспроизвести по вертикали всего 540 пикселей. Встала задача обеспечения вывода полноценного 3D HD изображения с разрешением в 1080 точек по вертикали.
Как уже отмечалось выше, достаточно организовать поочередный вывод кадров для левого и правого глаза и синхронизировать их. Если на обычном Full HD телевизоре воспроизвести такой режим, то полный стереоскопический кадр будет выводиться с частотой 25 раз в секунду. Этого должно быть достаточно, ведь в том же кинотеатре фильм идет с частотой 24 кадра в секунду и все остаются довольными.
Но в случае с телевизором мы имеем дело с излучаемым светом, а не с отраженным с большого расстояния от экрана. Из-за волновых свойств света возникает ощущение мерцания и стробоскопический эффект, вредный для глаз. Смотреть изображение становится для глаза напряженным занятием и не безопасным для здоровья. В хороших телевизорах режим 24 кадра для кино поддерживается путем эмуляция «киношной» частоты за счет удвоения, утроения (и т.д.) этой частоты, и вывод картинки идет с частотой не меньше 48 Гц, чаще всего 72 Гц или 96 Гц.
Но проведенные замеры и эксперименты выявили, что Full HD 3D видео невозможно смотреть на обычном Full HD телевизоре. Даже при 100 герцовом режиме будет всего лишь удвоение одного и того же кадра. Минимальная частота воспроизведения стереопары должна быть 60 раз в секунду для каждого кадра, или всего 120 кадров в секунду, тогда не будет возникать неприятный мерцающий эффект. Для этого проектор или телевизор должен обеспечивать воспроизведение 120 кадров в секунду, и каждый из них должен иметь разрешение 1920х1080 точек.
Получается, что экран телевизора должен обладать очень впечатляющими параметрами отклика одного пикселя, что бы телевизор мог обеспечить частоту изображения 120 Гц, и это притом, что все кадры разные и в переходах между ними должны быть четкие границы, иначе объекты начнут размываться.
Для воспроизведения 3D Full HD изображения лучше всего приспособлены плазменные панели, здесь время отклика ячейки минимально, но зато довольно затянут спад свечения ячейки. Но доведя время гашения плазменной ячейки до минимальных значений можно получить изумительный результат, что и сделала компания Panasonic, реализовав это в своих плазменных панелях механизмом NeoPDP.
Если обратить внимание на ЖК-панели, то время отклика пикселя должно быть не более 3 мс, а таким параметрам пока могут похвастать немногие ЖК-панелей. По впечатлениям с недавно прошедшей выставки, хотелось бы отметить, что Full HD 3D видео отображается на плазменных панелях намного лучше, чем на ЖК-телевизорах, на которых в моменты динамичных сцен наблюдается срыв изображения и мерцание. В случае с 3D DLP проектором можно было заметить эффект радуги, обусловленный вращением колеса цветовых светофильтров. Так что, есть еще над чем поработать производителям матриц и проекторов.
Возникает еще одна проблема — обычный интерфейс HDMI версии 1.3 неспособен справиться с большой скоростью передачи информации. Ведь приходится передавать несжатое видео с большой скоростью — 120 HD кадров в секунду от источника воспроизведения к телевизору. Поэтому производители Full HD 3D телевизоров перешли на использование следующей ревизии: HDMI 1.4. Поэтому понадобятся еще и новые кабели, поддерживающие ревизию 1.4.
Для просмотра на экране телевизора 3D изображения используются специальные очки. Только они уже оборудованы микрочипом, который обеспечивает поочередное затемнение фильтров, встроенных в стекла, в соответствии с программой синхронизации. Технологически принцип затемнения светофильтров в очках схож с принципом затемнения пикселя в ЖК-панели.
В телевизор встроен блок беспроводной системы синхронизации, который задает последовательность в какой момент времени нужно затемнять правое и левое стекло очков. Система работает на инфракрасных датчиках. Сами очки внешне очень похожи на те, которые мы видим в кинотеатрах.
Так что началась новая эра развития Full HD 3D телевидения, которое должно быть подкреплено организацией 3D телевизионных трансляции и выпуском большого ассортимента 3D видеофильмов. В частности со спутника HotBird в тестовом режиме уже сейчас доступно вещание первого Европейского демонстрационного 3D канала.
Источник: www.sit-com.ru