3D очки - что это такое? Какими они бывают? Чем отличаются друг от друга?
Активные 3D очки NVIDIA 3D Vision для дома
3D очки - вспомогательные устройства, благодаря которым создаётся иллюзия объёмности стереоизображения. Если говорить конкретнее, то стереоочки - это, как правило, устройства, которые разбивают стереопару на два изображения, каждое из которых видимо только для одного глаза. Благодаря бинокулярности человеческого зрения, а в случае с активными очками, и эффекту инерции зрения, возникает весьма достоверная иллюзия объёмности просматриваемого изображения.
На рынке представлено немало разновидностей 3D очков, но, в сущности, они делятся всего лишь на два класса - активные и пассивные. Под активными подразумеваются т.н. "затворные очки" (shutter glasses), в которых жидкокристаллические заслонки поочерёдно закрывают правый и левый глаз, в то время как проектор, с которыми они синхронизированы, поочерёдно демонстрирует кадры для правого и левого глаза. Таким очкам нужно автономное питание и беспроводной приёмник синхронизирующего сигнала (как правило такой сигнал передаётся по инфракрасному лучу, хотя есть модели с радиосинхронизацией).
Класс пассивных очков включает, поляризационные и анаглифические очки и их разновидности; пассивные очки намного проще в техническом плане и дешевле активных, но, тем не менее, конкуренция между ними сохраняется.
Анаглифические очки
Самый старинный и наименее, если угодно, почтенный метод создания стереоиллюзии - это "анаглифическое кодирование" стереоизображения. Как правило, это два чёрно-белых или цветных кадра стереопары, наложенные друг на друга; в одном преобладают красные тона, в другом - синезелёные или синие; цветные фильтры в очках блокируют соответствующую часть картинки, так что каждый глаз видит только то, что "предназначается" только ему.
Типичные анаглифические очки. Картон и два светофильтра.
Анаглифические очки очень дёшевы: их изготавливают обыкновенно из картона и пластика, работают они всегда безотказно - если только не нацепить их вверх ногами. Впрочем, если цвета в анаглифической картинки и светофильтрах отличаются друг от друга, эффект стерео закономерным образом пропадает - например, в красно-синих анаглифических очках не получится увидеть объёмность картинки, предназначенной для просмотра в зелёно-пурпурных очках.
Главной же проблемой анаглифических очков является то обстоятельство, что говорить о какой-либо цветопередаче оказывается, мягко говоря, затруднительно - по вполне понятным причинам. Более того, если долго сидеть в таких очках, в силу зрительной инерции во всём окружающем мире красно-синие тона будут ещё долго преобладать. Дискомфорт от просмотра оказывается весьма существенным, головные боли - тоже не редкость.
Фактически, анаглиф сейчас не используется для демонстрации кино, зато активно применяется в качестве "аттракциона" - детские книжки со стереокартинками, стереофотографии с космических аппаратов (NASA, например, активно публикует в анаглифе стереоизображения с марсоходов Spirit и Opportunity), и т.д.
Одна из фотографий, сделанных на Марсе. Используйте анаглифические очки.
Поляризационные очки
Пассивный класс очков, которые относительно дёшевы в производстве (во всяком случае, если сравнивать их с затворными), не требуют какого-либо специального обслуживания; в батарейках тоже, стало быть, не нуждаются.
Различают два основных типа таких очков по типу фильтров, используемых в них: с линейной и круговой (циркулярной) поляризацией. При линейной поляризации (как, например, в плёночных кинотеатрах IMAX 3D) фильтры располагаются под прямым углом друг к другу, при круговой используются фильтры с разнонаправленной поляризацией. Соответственно, проектор также снабжается соответствующими фильтрами, причём оба изображения выводятся на экран одновременно. Поляризующие фильтры в очках "разделяют" единое изображение на две компоненты стереопары: каждый глаз видит только то, что ему предназначается, вторая компонента отфильтровывается полностью.
У круговой поляризации есть определённые преимущества перед линейной: при использовании линейной поляризации, если зритель в линейно-поляризованных очках наклоняет голову, эффект стерео может пропадать. При циркулярной поляризации такого не происходит.
Главная сложность с поляризационными 3D очками - это необходимость использования специального "серебряного" экрана, который обладает высокой отражательной способностью и, главное, сохраняет поляризацию света, исходящего от проектора. Многие кинотеатры экономят на правильных экранах, что делает картинку тёмной и скучной.
Стоит отметить, что в системе кинотеатров RealD используется своя отдельная разновидность поляризационной системы: проектор попеременно проецирует кадры для каждого глаза, причем эти кадры проецируются в циркулярном поляризованном свете - по часовой стрелке для правого глаза, против часовой - для левого. Перед объективом проектора устанавливается активный поляризационный фильтр, в котором попеременная циркулярная поляризация происходит благодаря комбинации поляризационного и жидкокристаллического фильтров.
Поляризационные очки RealD.
Чтобы избежать ощутимого мерцания, частота проецирования составляет 72 кадра в секунду для каждого глаза, при этом каждый кадр проецируется три раза, что соответствует стандартным 24 кадрам в секунду.
Infitec - интерференционные фильтры
Метод стереопоказа в кинотеатрах Dolby 3D, использующий технологию интерференционных фильтров (Interference Filters Technology). При этом методе для каждого глаза формируются изображения с разными длинами волн красного, зелёного и синего цветов. Специальные очки отфильтровывают определённые длины волн, так что зритель видит стереоизображение. В сравнении с поляризационным данный метод позволяет сэкономить на стоимости экрана (не требуется посеребрённый или алюминированный экран), но стоимость самих очков оказывается намного выше.
Затворные 3D очки
Как уже сказано выше, в такие очки встраиваются жидкокристаллические затворы (shutter - по аналогии с затвором фотоаппарата), которые поочерёдно, с частотой порядка 60 Гц, закрывают правый и левый глаз, в то время как проектор или дисплей, с которыми они синхронизированы, поочерёдно демонстрирует кадры для правого и левого глаза (также с частотой 60 Гц, так что совокупная частота развёртки составляет 120 Гц).
Активные стереоочки XpanD.
каждый момент времени человек, соответственно, видит только одним глазом одну половину стереоизображения, однако поскольку кадры сменяются очень быстро, в силу инерционности зрения возникает ощущение цельности картинки.
В такие очки также встроен беспроводной приёмник (обычно инфракрасный), который получает сигнал от передающего устройства и тем самым синхронизирует работу затворов со сменой кадров на экране.
К сожалению, такие очки дороже всего в производстве и эксплуатации, требуют собственных источников питания (батареек), но при этом они достаточно надёжны и с ними нет тех проблем, которые возникают с поляризационными очками, когда эффект стерео может исчезать из-за "неправильного" положения головы зрителя. Именно на затворные 3D очки делают ставки практически все производители 3D электроники для дома - 3D телевизоров, кинотеатров и персональных компьютеров.
Главная проблема - та же, что и у остальных типов очков (кроме анаглифических): потеря воспринимаемой зрителем яркости. Для комфортного просмотра фильмов в 3D кинотеатрах нужны более мощные проекторы, производителям современных 3D телевизоров и мониторов также приходится учитывать это обстоятельство.
Стоит отметить, что затворный метод по существу очень стар: первая реализация в кинематографе приходится на 1935 год, но тогда это были, естественно, не очки, а встроенные в подлокотники визоры с механическими затворами. Визоры не отличались надёжностью, легко теряли синхронизацию с проектором, что вызывало весь спектр неприятных ощущений у зрителей. В наше время высоких технологий большинство проблем, которые ассоциировались у скептиков с активными 3D очками, исчезли.
Собственно, финансовый вопрос во многом и определяет для каждого конкретного кинозала, какая именно технология будет использоваться. Активные очки дороже сами по себе и в эксплуатации, но зато они не требуют установки дорогостоящего экрана, в то время как "в комплекте" с дешёвыми и надёжными поляризационными очками неизбежно идёт специальный посеребрённый экран. У каждого кинопредпринимателя своя математика и стратегические соображения, поэтому разные системы кинопоказа по-прежнему успешно конкурируют друг с другом. В конечном итоге, какой формат 3D лучше - решаете именно вы, зрители.
http://www.mir3d.ru/articles/15993/