3D-технологии в кино и дома

Вопреки бытующему мнению, 3D в кино появилось за многие десятилетия и до «Аватара», и до памятного киевлянам еще с советских времен стереокинотеатра «Днепр» в Первомайском парке – эксперименты с 3D начались почти одновременно с рождением синематографа, и первый показ стереофильма вскоре отпразднует столетний юбилей.

На Западе трехмерное кино несколько раз на протяжении XX века переживало взлеты и падения, в последние годы интерес к нему медленно, но верно рос – как вдруг с выходом «Аватара» начался настоящий бум. Количество готовящихся к прокату 3D-картин растет в геометрической прогрессии, объявляются планы о переводе в данный формат классических лент вроде «Звездных войн» или «Титаника», производители бытовой аппаратуры наперегонки представляют телевизоры с поддержкой 3D… Пожалуй, пришла пора разобраться, что же такое 3D, как оно работает и каким бывает во всех областях, где мы с ним сталкиваемся, – в кинотеатрах, на ПК и домашних ТВ.

Анаглифное изображение

Стереоизображение, полученное с помощью цветового кодирования. Для просмотра используются специальные анаглифические очки, где вместо стеклянных линз установлены цветные светофильтры (красный для левого глаза, голубой или синий – для правого). Стереокартинка представляет собой комбинацию двух кадров, где в красном канале находится изображение для левого глаза (правый его не видит из-за светофильтра), а в голубом или синем – для правого. Недостатком метода является неполная цветопередача и непродолжительное снижение цветовой чувствительности у зрителя после сеанса.

Стереопара

Изображения для левого и правого глаза выводятся на экран в виде вертикальной «гребенки», перед которой устаналивается набор лентикулярных линз

Два плоских кадра одной и той же сцены, полученные с двух различных точек съемки. Иллюзия объема при просмотре создается благодаря имеющимся в них отличиям, аналогичным появляющимся при взгляде на сцену левым и правым глазом. Существует несколько способов просмотра таких изображений: без каких-либо приспособлений, путем взгляда сквозь стереопару вдаль (или наоборот, сведения глаз к переносице – как при разглядывании очень близкого объекта – так, чтобы два кадра превратились в три) и с помощью специального устройства – стереоскопа. Последний представляет собой простую систему из двух линз и облегчает создание эффекта объема, отодвигая точку фокусировки в бесконечность, увеличивая размер изображений и отсекая лишнюю информацию, в результате чего зритель без особого напряжения зрения получает достоверную 3D-картинку достаточно большого размера.

К стереопарам можно отнести и совмещенные изображения, каким-либо образом разделяющиеся на два кадра: например, попеременный вывод картинок для левого и правого глаза (зритель смотрит на экран в специальных затворных очках, синхронно закрывающих левую и правую линзу, с тем чтобы в каждый глаз попадало только предназначенное для него изображение). Другой вариант – поляризационные очки, в которых каждая линза пропускает свет с определенной поляризацией; на экран при этом выводятся две картинки одновременно, каждая через собственный поляризационный фильтр. Строго говоря, анаглифное изображение также можно считать стереопарой.

Автостереограмма

Изображения для левого и правого глаза выводятся на экран в виде вертикальной «гребенки», перед которой устаналивается набор лентикулярных линз	В результате преломления света в линзах левый глаз видит свою часть изображения, правый – свою

Вид стереограммы, создающей эффект объемного изображения без использования каких-либо приспособлений. Оба кадра представлены на плоском изображении в виде чередующихся узких вертикальных полосок, каждая из которых должна быть направлена в свой глаз. Достигается это за счет использования специальных лентикулярных линз – большого количества увеличивающих линз, спроектированных таким образом, что при взгляде сквозь них на стереограмму с разных точек (соответствующих расположению левого и правого глаза) будут видны разные части картинки. В результате каждый глаз видит только полоску кадра, предназначенную именно для него.

Обладая огромным достоинством в виде отсутствия потребности в каких-либо очках или других приспособлениях, данная технология имеет и ряд недостатков. В первую очередь это высокая стоимость производства таких дисплеев, во вторую – ограниченная область перед экраном, в которой наблюдается эффект объемного изображения. Впрочем, сейчас ведутся активные разработки как по ее расширению (путем увеличения количества зон, в которых создается стереоэффект), так и по созданию систем слежения за расположением зрителя перед экраном.

3D в кино

Именно в кинотеатрах сейчас проще всего приобщиться к миру 3D. К сожалению, в этом вопросе Украина пока что отстает от западных стран, но и у нас есть положительные подвижки. Так, в Киеве уже довольно долгое время функционирует фирменный зал IMAX, многие другие кинотеатры также предлагают сеансы 3D-фильмов. Какие же технологии тут используются?

В кинотеатрах IMAX используется линейная поляризация, недостатком которой является возможная потеря 3D-эффекта при изменении положения зрителя (наклонах головы и т. д.). Огромный вогнутый экран почти полностью закрывает поле зрения. Фильмы для IMAX 3D снимаются на специальную 70-миллиметровую пленку; цифровая 3D-камера IMAX должна появиться в 2011 г.

Основное отличие от IMAX 3D заключается в использовании круговой поляризации светового потока, благодаря чему зритель не ограничен в своих действиях и может свободно наклонять голову и осматриваться по сторонам, не теряя при этом стереоэффекта.

Новейшая технология, основанная на совершенно ином принципе – интерференции света. Изображения для левого и правого глаза отличаются разной длиной волн; «кодирование» осуществляется с помощью установленного между проектором и экраном вращающегося диска. Недостаток – высокая стоимость очков. Достоинство – яркая картинка с насыщенными цветами.

О чем стоит знать

Человек воспринимает окружающий мир трехмерным благодаря целому ряду факторов, причем некоторые из них сохраняются и в 2D (перекрывание дальних предметов более близкими, разница в угловых размерах и т. д.). На самом деле плоской картинке не хватает лишь двух вещей – разницы в изображениях, получаемых двумя глазами, и необходимости фокусировки зрения на объектах, расположенных на различных расстояниях от наблюдателя. Современные технологии создания 3D имитируют только стереоэффект, но не фокусировку, из-за чего говорить о полной иллюзии 3D вообще-то нельзя.

Также следует упомянуть о проблемах, которые могут возникать у отдельных зрителей. Как правило, это усталость глаз при длительном просмотре (особенно сильно может проявляться в динамических сценах с резкими переходами между ближней и дальней дистанцией) и «морская болезнь», свойственная людям со слабым вестибулярным аппаратом. Кроме того, из-за незначительных проблем со зрением, не создающих особых неудобств в обычной жизни, некоторые зрители могут воспринимать стереоэффект в кинотеатре слабее или испытывать дискомфорт при просмотре 3D-фильмов. Впрочем, результаты ряда исследований говорят, что количество таких людей невелико – порядка 10%.

3D на ПК

3D на компьютерах имеет уже довольно долгую историю. Так, трехмерные очки Wicked3D eyeScream и ELSA Revelator были доступны еще в конце 90-х гг. прошлого века, однако особого распространения ни они, ни современные варианты вроде специальных мониторов с пассивными поляризаторами не получили.

NVIDIA пытается изменить ситуацию, продвигая собственную систему NVIDIA 3D Vision. Это очки с активными ЖК-затворами, с помощью которых можно добиваться 3D-эффекта на ПК с мониторами, поддерживающими частоту смены кадров 120 Гц, и, разумеется, с видеокартами NVIDIA. Для синхронизации очков и монитора используется миниатюрный инфракрасный передатчик, подключаемый к ПК по USB.

Естественно, в первую очередь NVIDIA 3D Vision применяется в играх. Стереодрайвер может переводить изображение в 3D как самостоятельно, так и под управлением самой игры, если ее создатель предусмотрел поддержку технологии в своем продукте (в этом случае, разумеется, эффект получается более качественным, чем при автоматической обработке).

Кроме игр, NVIDIA 3D Vision может использоваться и для просмотра видео – компания сотрудничает с основными разработчиками видеоплееров, которые реализуют поддержку данной технологии в своих программах. Так, ArcSoft одним из первых выпустил плагин Sim3D для плеера TotalMedia Theatre 3, позволяющий как смотреть Blu-ray 3D, так и превращать обычное 2D-видео в 3D. Аналогичную функциональность предлагает CyberLink PowerDVD 10 Mark II, вышедший буквально в дни подготовки этого материала. Для OEM-производителей доступна новая версия Corel WinDVD 2010 с поддержкой Blu-ray 3D и выводом трехмерного изображения как для анаглифических, так и для поляризационных или затворных очков, и т. д.

3D на ТВ

Эксперименты с 3D на ТВ проводились и ранее, однако особой популярностью оно не пользовалось – применявшиеся тогда анаглифические очки выдавали картинку невысокого качества и приводили к быстрой утомляемости глаз.

В этом году ситуация стремительно меняется: ряд производителей представили новые модели телевизоров с поддержкой 3D, реализованной с помощью очков с активными ЖК-затворами (на экран попеременно выводятся изображения для левого и правого глаза, а очки синхронно закрывают тот или иной глаз). В нашей Тестовой лаборатории побывал первый подобный экземпляр, попавший в Украину, – Samsung 3D LED TV UE46C7000, с детальным обзором которого можно ознакомиться на сайте ITC Online. При сравнительно небольшой стоимости подобного решения качество 3D-картинки очень высокое, к недостаткам можно отнести, пожалуй, лишь собственно необходимость смотреть телевизор в очках да определенное мерцание попадающих в поле зрения ярких объектов (например, незашторенного окна).

Источников контента на данный момент два: во-первых, это телеэфир, во-вторых – плееры с поддержкой Blu-ray 3D, которые сейчас презентуют многие компании-изготовители. К тому же в ряде случаев им удается обходиться выпуском обновленных прошивок для уже имеющихся в продаже моделей. Что касается доступности фильмов в этом формате, здесь ситуация пока не особо радужная: на момент написания статьи существовало всего 4 диска.

Blu-ray 3D, причем только один находился в свободной продаже, остальные поставлялись эксклюзивно с 3D-телевизорами различных производителей. Разумеется, вскоре все изменится к лучшему – до конца года в Blu-ray 3D должно выйти полтора десятка кинолент, включая такой безусловный хит, как «Аватар». Примеры трехмерного телевещания в мире пока что единичны – как правило, это спортивные репортажи или отдельные серии определенных сериалов. Самым заметным событием стала прямая трансляция в 3D чемпионата мира по футболу.

Также стоит упомянуть, что на последней выставке CES были продемонстрированы экспериментальные образцы телевизоров с лентикулярными линзами, не требующие использования очков для создания эффекта 3D. На данный момент их производство слишком затратно, и единственный коммерческий продукт, поступивший в розничную продажу, это модель 42" от китайской компании TCL, доступная на местном рынке примерно за $20 000.

3D на консолях

Естественно, индустрия видеоигр не может оставаться в стороне от данного тренда. Так, Sony еще в апреле выпустила новую прошивку своей консоли PlayStation 3, добавляющую поддержку 3D в играх; в начале осени ожидается следующее обновление, включающее воспроизведение Blu-ray 3D, а также возможность просмотра трехмерных фотографий, полученных с помощью новых фотокамер Sony Cyber-shot, умеющих делать панорамные трехмерные снимки. Microsoft более сдержанна – поддержку 3D она отдает на откуп разработчикам игр, не включая ее пока что в систему в качестве стандартной функции.

Но самой интересной новостью стал, пожалуй, анонс портативной консоли Nintendo 3DS. Как видно из названия, это преемник Nintendo DS, но с новой фишкой – трехмерным изображением на верхнем экране. Причем для создания стереоэффекта очки не понадобятся – в 3DS, судя по всему, применяется технология «параллакс-барьер», прин­цип действия которой аналогичен использующейся в системах с лентикулярными линзами (перед экраном находится непрозрачная маска-барьер, закрывающая часть изображения, предназначенная для одного глаза).

Источник: ITC.ua