3D стереовидение - основной тренд года. Описание технологии, тест комплекта стерео очков от nVidia

Введение

Технология 3D-изображения у всех на устах с самой премьеры фильма Джеймса Кэмерона «Аватар», хотя самой технологии уже много лет. Что же такое, это 3D? Обычная картинка на фото или экране выглядит плоской, поэтому вы, смотря на неё, не в состоянии определить, какой объект находится на картинке ближе, а какой дальше, то есть отсутствует глубина восприятия изображения. Хотя определенно восприятие глубины есть, но не в полной мере: нашему мозгу приходится обрабатывать информацию, основываясь на положении тени и света, размерах объектов в кадре, глубине резкости. С видео проще – движущаяся картинка позволяет мозгу быстрее оценить глубину сцены. Но мы-то, люди, мгновенно можем оценить параметры перспективы в реальном мире благодаря тому, что у нас два глаза. Это обстоятельство позволяет с некоторыми ограничениями получить псевдо-трехмерное изображение, подавая для каждого глаза правильную картинку, ведь известно, что один глаз видит почти ту же картинку, что и второй, но с небольшим смещением. Суть 3D-изображения в том, чтобы показать левому глазу картинку для правого, а правому – для левого. Технологии для преобразования двух кадров для левого и правого глаза подразделяются на активные и пассивные. Первые обеспечивают качественное изображение и имеют сложную конструкцию, вторые – наоборот.

Технологии 3D. Анаглифная технология (пассивное стерео)

Первые варианты стереоизображения создавались еще в начале XX века с применением анаглифной технологии – то есть с использованием очков с двухцветными стеклами. На экран для просмотра выводилось два изображения, наложенных друг на друга: одно в красных тонах, другое – в синих. Очки так же должны иметь красное и синее стекло. При этом синяя полупара не видна за синим стеклом, но видна за красным, а красная не видна за красным, но видна за синим стеклом. Таким образом, каждый глаз получает свое изображение, и для смотрящего на такую картинку наблюдателя в двухцветных очках создается впечатление объемного изображения. Для стороннего же наблюдателя картинка выглядит как раздвоенное изображение непонятного цвета. Недостатком анаглифного стереовидения можно назвать искаженную цветопередачу, что, впрочем, не мешает технологии успешно работать – в некоторых кинотеатрах она используется до сих пор. Однако есть и свои плюсы: для работы анаглифного изображения не нужны никакие специальные устройства, кроме двухцветных очков, а также того самого двухцветного изображения.

Поляризационная технология 3D (пассивное стерео)

Из школьного курса физики известно, что свет, проходя через некоторые материалы, поляризуется, то есть обычная световая волна приобретает строгую направленность: свет начинает вибрировать только в одной плоскости (в то время, как обычно вибрации световой волны происходят во всех направлениях). Если на пути такого поляризованного светового луча поставить другой поляризатор, но повернутый на 90 градусов, то свет через него не пройдет, ведь поляризатор не пропустит вертикальную волну, если его плоскость поляризации ориентирована горизонтально.

Ноутбук Acer Aspire 5738DG с поляризованным экраном

Стоит только повернуть поляризатор в вертикальное положение, и свет появится. Правда, его интенсивность несколько уменьшится, поскольку часть света поглощается в толще материала поляризатора. Именно на принципе поляризации основана вторая технология стереовидения: для этого требуется специальный дисплей с поляризационным покрытием экрана и очки с поляризационными фильтрами вместо стекол. В этом случае нет никакого искажения цветов, хотя яркость изображения немного падает: помните, что мы говорили о поглощении света?

Очки с поляризаторами

Другой негативной особенностью можно назвать двукратное падение четкости, поскольку изображение на поляризованный экран выводится чересстрочно: одна строка для правого глаза, другая для левого, потом снова для правого, снова для левого и так далее. Набор строк составляет полукадры для каждого глаза. К тому же требуется специальный экран с поляризационной пленкой и очки с полярными фильтрами вместо стекол.

Технология затворных очков (активное стерео)

Третья технология, продвигаемая компанией NVIDIA, более сложна и более дорога, хотя достаточно эффективна. В данном случае требуется дисплей с частотой обновления изображения 120 и более Гц, а также фирменные стереоочки. Суть работы технологии, названной NVIDIA 3D Vision, сводится к тому, что полукадры показываются на экране с частотой 120 кадров в секунду, сменяя друг друга, а подключенные к системе очки с затворными стеклами попеременно закрывают вид то для левого, то для правого глаза синхронно с изображением на экране. Таким образом, правый глаз получает только правую полупару, а левый – только левую. Создается впечатление объемного изображения. Самым большим плюсом 3D Vision можно назвать высокое качество изображения и отсутствие искажений цвета при просмотре фильмов и игр. Однако платить приходится в прямом смысле этого слова: стоимость трехмерных мониторов выше, чем обычных игровых моделей, да и придется дополнительно приобретать комплект из стереоочков и передатчика для синхронизации изображения и очков. Однако рассмотреть 3D Vision все-таки стоит, поскольку за этой технологией будущее 3D-видения.

NVIDIA 3D Vision (активное стерео)

Что же нужно, чтобы обрести возможность игры в стереорежиме, просмотра стереокино или объемных фотографий? Помимо самого контента, который вы собираетесь просматривать, необходимо выбрать способ «превращения» раздвоенного изображения в объемную картинку. Если контент достать несложно (купить, сделать самому, а с играми и вообще ничего делать не нужно – они изначально основаны на трехмерных мирах), то выбрать способ просмотра 3D не так просто, ведь каждый из них имеет ряд недостатков. Если требуется максимальная экономия, то следует просто поискать двухцветные очки, а вот если вы хотите сохранить высокое качество изображения, то следует выбрать путь построения системы на основе NVIDIA 3D Vision. Для этого вам понадобится графическая карта NVIDIA GeForce серии 8800, 9800, GTS или GTX. Все эти карты поддерживают 3D Vision и способны обрабатывать любые игры в 3D, следует только помнить, что производительность (а значит и FPS в игре) уменьшится ровно в два раза при активации 3D-режима в игре.

Видеокарта NVIDIA с поддержкой 3D Vision

Поэтому выбирать видеокарту следует с двукратным запасом, чтобы была возможность комфортной игры. После приобретения правильной видеокарты, следует обратить внимание на монитор с поддержкой развертки 120 Гц, о чем производитель монитора непременно сообщает на коробке. Это могут быть мониторы Acer GD245HQ (23.6” FullHD), LG W2363D-PF (23.6” FullHD), Samsung 2233RZ (22” 1680x1050), Viewsonic VX2268wm (22” 1680x1050) и ряд других моделей и марок.

Монитор Acer GD245HQ с поддержкой 3D Vision

После приобретения монитора понадобится еще приобрести комплект NVIDIA 3D Vision, о котором стоит рассказать подробнее.

Комплект поначалу представляет собой небольшую коробку, внутри которой находятся специальные очки:

А также беспроводной инфракрасный передатчик для передачи синхросигнала для очков. Таким образом, никаких проводов, соединяющих очки и компьютер не требуется.

Передатчик, однако, соединяется с компьютером по USB и имеет пару органов управления: кнопку включения со световым индикатором и колесо регулировки глубины стереоэффекта.

Кроме того, в комплекте присутствует кабель USB для подключения передатчика, диск с драйверами, набор сменных резиновых накладок на переносицу для очков, мешочек для хранения очков и салфетка для протирки стекол.

Стиль компании NVIDIA выдержан во всем, даже на конверте для компакт-диска – он черный.

А теперь о самих очках – это стильный прибор. Очки не простой оптический прибор, они представляют собой сложное электронное устройство с аккумулятором и контроллером внутри.

Поскольку в качестве стекол используются панели на жидких кристаллах, которые при подаче напряжения полностью блокируют прохождение света сквозь себя, то им требуется несложная система управления, которая будет перекрывать изображение на экране для каждого глаза в нужный момент. Электронная схема скрыта внутри корпуса очков, а для питания схемы используется литий-ионная батарея, спрятанная в одной из дужек. Для её зарядки используется разъем Mini-USB на левой дужке, а для контроля заряда служит световой индикатор.

Заряда батареи хватает на 40 часов работы очков, после чего необходима его подзарядка. Для включения очков служит кнопка рядом со световым индикатором. В режиме бездействия очки отключаются автоматически при отсутствии сигнала с передатчика – это экономит энергию батареи. Приемник инфракрасного сигнала синхронизации находится на левой стороне очков, поэтому передатчик следует размещать рядом с монитором.

Для большего удобства и подстройки системы под ваши анатомические особенности (проще говоря, для настройки положения очков на носу), предусмотрены сменные накладки на переносицу, которые легко извлечь и заменить.

Стоимость комплекта составляет сумму от 180 до 200 долларов в нашей стране. Это недешево, однако набор способен предоставить качество изображения на самом высоком уровне.

Настройка системы

Для настройки системы 3D Vision предусмотрен удобный пошаговый мастер. Но сначала необходимо установить драйверы с прилагаемого диска. После этого потребуется зайти в панель управления драйвером видеокарты и выбрать там активацию режима 3D Vision, после чего запустится Мастер.

На первом шаге предстоит выбрать тип 3D – с использованием затворных очков или с использованием двуцветных очков. Далее предстоит подключить ИК-передатчик, выбрать конфигурацию устройств и подключенный монитор.

Затем Мастер попросит подключить очки, которые перед использованием необходимо зарядить.

После настройки оборудования будет предложено протестировать систему, для чего на экран будут выведены тестовые изображения и предложено выбрать то, которое вы видите правым и левым глазом.

При правильной работе один глаз должен видеть треугольники, другой – шестигранники.

Затем будет проверена работа системы на предмет комфорта: заметите ли вы мерцание? В этом и есть важность применения монитора с поддержкой развертки 120 Гц: если применить обычный монитор без 120 Гц, то частота обновления будет эквивалентна 30 Гц, а это очень сильно вредит глазам. Да и в этом случае не удастся настроить систему. Затем будет предложено проверить вашу способность видеть стерео-изображение.

После этого настройку можно завершить – 3D Vision включен. Для игры потребуется только активированный режим 3D Vision, после чего можно включить очки и запустить игру. Глубина 3D-эффекта легко регулируется колесом на передатчике, а фокусировка – клавишами Ctrl+F5 и Сtrl+F6. Также может потребоваться применение особого лазерного прицела, поскольку оригинальный прицел в игре раздваивается и использовать его невозможно. Активируется лазерный прицел сочетанием Ctrl+F12.

Впечатления

Впечатление от работы 3D остались достаточно противоречивыми. Скажем, в некоторых играх 3D-эффекта почти незаметно, несмотря на то, что игра поддерживается драйвером. В то же время неподдерживаемые игры создавали приятной глубины эффект. Например, очень порадовала игра GTA San Andreas. Тем не менее, проблем хватает: это раздвоение изображения в некоторых играх, это пропадание текстур и странные тени, это и «тормоза» на некоторых сценах, да и лазерный прицел не всегда работает: например, в Hitman Blood Money так и не удалось его задействовать, в то время как стерео-эффект в игре был весьма неплох.

В общем, технология все еще находится на стадии совершенствования, но это не значит, что играть совсем нельзя – наоборот, в некоторые моменты так и хочется воскликнуть: «Вау!», ибо есть впечатление того, будто правда попал по ту сторону экрана. С просмотром фильмов все несколько иначе: имеются бесплатные стереоплееры, в том числе в комплекте NVIDIA 3D Vision, однако их функционал невелик. В то же время, имеется мощный плеер Stereoscopic Player, который обладает неплохим набором функций, однако его разработчикам хотелось бы посоветовать пройти курс лечения от жадности, поскольку плеер без регистрации проигрывает только несколько минут видео, после чего нагло просит денег. Вполне достаточно было бы сделать привычный триал дней на 15. В то же время альтернативы существуют, в самой лучшей из них отсутствует разве что возможность воспроизведения контейнеров, а в остальном функционал достойный. Просмотр фото реализуется программой от NVIDIA, поэтому особой проблемы нет.

Пассивная технология, как с использованием двуцветных очков, так и с использованием поляризационных очков, предоставляет практически те же возможности, что и 3D Vision, за исключением качества картинки. Впрочем, играть в игры вполне возможно, как и смотреть фото и видео. Что касается воздействия на глаза, то тут не все так однозначно. С уверенностью можно сказать одно: увлекаться длительным просмотром видео и игрой в 3D не стоит. Нагрузка на глаза есть, усталость от режима 3D больше, чем от обычной работы, особенно это касается умственного утомления – все-таки технология пока несовершенна. Это несовершенство заключается в техническом преобразовании реальной (или виртуальной) картинки в 3D – то есть в создании двух разностных изображений. В реальности мы видим цельную картинку, в которой нет никаких недостатков – это физическое пространство. Электронная картинка не всегда точно синхронизирована, да и угол «зрения» не всегда правильный (достичь идеального совмещения двух полукадров для каждого глаза так, чтобы картинка соответствовала идеальному пространству, невозможно), поэтому нагрузка на нервную систему, которая отвечает за зрительное восприятие, весьма существенна. Именно несоответствие предлагаемых мозгу картинок реальности и вызывает утомление, что влияет и на глаза в том числе: во время просмотра они в постоянном напряжении. Напряжение это зависит как от игры и режима работы, так и от индивидуальных особенностей организма, но в любом случае оно будет. Кто-то его и не заметит, а кто-то вообще не сможет смотреть 3D больше получаса. Нельзя сказать, что стоит выбросить из головы 3D – за мониторами же вы работаете, и в большинстве случаев стереорежим вам не навредит, только не следует использовать его длительное время: 2-3 часа достаточно. Ну и, конечно, не забывайте о перерывах на отдых для глаз.

Выводы

Трехмерное восприятие мира – это уникальное свойство двух глаз. Обычные устройства для вывода изображений пока еще неспособны выводить трехмерную картинку, но путем несложных технических ухищрений можно приблизить плоскую картинку на экране к реальности. Но пока что для этого нужны очки, чтобы создать для каждого глаза нужное изображение. При этом мы сталкиваемся как с положительными чертами: WOW-эффект, возможность оценить глубину резкости, качественное изображение, ощущение реальности происходящего; так и отрицательные черты: повышенная стоимость, необходимость надевать очки, нагрузка для глаз. Бояться последнего, конечно, можно, но однозначно стоит попробовать посмотреть кино или поиграть в 3D – восторг гарантирован.

P.S. Ретроспектива - посмотрите статью 2001 года "Стереографика: очки с ЖК-прерывателями" и оцените, как за 9 лет технологии шагнули вперёд!

Емельянов Егор

Источник: www.hwp.ru