Не успело "очкастое" 3D хорошо обжиться, а ему на пятки во всю уже наступает 3D "безочковое". Оно и понятно, необходимость использовать очки при просмотре 3D-фильмов слегка напрягает и доставляет некоторые неудобства. Как было бы хорошо, если бы очки были не нужны: смотришь на плоский экран своими глазами, а видишь объёмное изображение. А ещё лучше, чтоб все герои и декорации были совсем натуральные, как в фантастических фильмах и чтоб они не на экране были, а проецировались прямо в наш реальный мир.... и чтобы их можно было потрогать girl_d45

Ладно, ладно, такие технологии уже имеются, им и посвящается эта статья

Есть несколько способов заставить нас поверить в то, что перед нами настоящая объёмная картинка, хотя, если быть честным, она абсолютно плоская, а то, что нам предлагают, ни что иное как иллюзия

Хотите один эксперимент?

Оторвитесь от стула и посмотрите, скажем, в окно (если за окном ничего нет, придётся выходить на улицу

). Перед нами разные предметы, расположенные на разном расстоянии, главное, чтобы они не были слишком далеко. Не вращая головы, сфокусируйте взгляд на ряде предметов, расположенных правее (от носа), слегка покачайте головой (влево-вправо на 10-20 градусов), держа в поле зрения именно этот участок "изображения".

Он (участок) объёмный?, Вы видите объём в предметах? Конечно да, разве могут быть сомнения, мы ж смотрим двумя глазами, а это, как мы знаем, основное условие наличия (фиксации) объёма предметов нашим мозгом. Теперь, продолжая покачивания и фокусировку на этих же предметах, закрываем левый глаз....

Что-то изменилось? Да абсолютно ничего, не считая потери левой части обзора, но ведь мы держим в фокусе (смотрим на) правую часть предметов из нашего полного зрительного объёма и на ней это никак не отразилось. Перед нами всё тот же объём, мы чётко видим: что ближе, а что дальше... хотя убрали главный критерий "наличия" объёма - один глаз, заменив его другим, не менее важным - движением

То, что нам предлагают в качестве объёмного 3D изображения, на которое можно смотреть без специальных очков и которое расположено на плоском экране - та же иллюзия, только наоборот. Помните стереокартинки? Ну закроем мы один глаз, что-то изменится? - не очень, а если не фиксировать картинку чётко (хоть минимально изменять угол обзора), то потерь вообще нет

Ну что, поехали дальше? Прежде всего, хочу Вас предостеречь от влияния недобросовестной, но очень зрелищной рекламы: как бы красиво и эффектно производители не пропихивали картинки, на которых что-то или кто-то вылазит за приделы экрана - это обычный монтаж, в реальности такого не будет ни на одном 3D телевизоре или просто 3D дисплее, каким бы он не был

Исключением может стать прямая проекция или так называемый голографический метод, но это - только разработки, получить объёмный предмет просто "в воздухе" очень сложно, особенно, когда его там нет

. Так что пока, на данном этапе развития 3D-технологий без применения очков, нас кормят иллюзиями, к рассмотрению которых мы сейчас и приступим

Иллюзия первая: 3D-iPad
Тайваньский производитель электроники – Foxconn намерен выпустить в этом году iPad 3D, обладатели такого устройства (планшета) смогут увидеть 3D-изображение без очков. Новинка функционирует при помощи технологии Head-Coupled Perspective. Программа, которая используется в устройстве, следит за тем, где находится пользователь (система отслеживает положение глаз человека с помощью камеры и регулирует параметры изображения). Картинка, а точнее - её подложка (тень) движется в зависимости от смещения лица в ту или другую сторону, таким образом создается 3D-эффект

Внешне смотрится просто великолепно, хотя минусов (с моей точки зрения) немало. Этот планшет может передавать иллюзию 3D только одному пользователю (одной башке с двумя глазами), причём важно, чтобы в поле зрения камеры не попала вторая голова или предмет, близкий к ней по размерам (арбуз, дыня, любопытный сосед или подруга). Расстояние от 3D-iPad до глаз пользователя так же ограничено: ближе-дальше 3D эффект теряется, так как камера уже не в состоянии отслеживать перемещение глаз и угол наклона, но думаю, что в ближайшее время компания решит эту проблему, ведь всегда можно заменить пассивную камеру активным сканирующим лазером....

Так же следует отметить, что весь 3D эффект сводится к перемещению тени тех же "кнопок меню" и экранных приложений, относительно подложки фона и изменению их форм, если же открыть обычные изображения или просматривать клипы, игры, фильмы... всё это будет абсолютно плоским под любым углом зрения. Думаю, что компания разработает собственный набор "3D-мультимедии" под этот iPad, иначе стоимость разработки не будет соответствовать спросу

Иллюзия вторая: pCubee
pCubee - это интерактивный куб, пять граней которого представляют собой жидкокристаллические дисплеи, а шестая - собственно подложка. Это переносное изобретение очень напоминает виртуальный аквариум с обитателями внутри. Если вращать или трясти pCubee, то предметы, отображаемые внутри, будут реагировать на эти действия

Положение куба отслеживают сенсоры движения, которые следят за положением куба и нашими глазами, программа управления реагирует на эти сигналы и формирует для нас изображения внутренних предметов на пяти ЖК-дисплеях под нужными "правильными" углами. В результате мы получаем замечательную иллюзию объёма: нам кажется, что мы видим то, что расположено внутри куба, хотя, на самом деле, видим только "внешнее" изображение, формируемое матрицами дисплеев. По большому счёту это - игрушка, виртуальный "кукольный домик"

Принцип стереооткрытки: Toshiba REGZA 20GL1
Начнём со съёмки. Используемая в Toshiba 3D-технология Integral Imaging формирует объемное изображение с помощью девяти различных перспектив (параллаксов), если проще: девять камер (обычных, не 3D), расположенных относительно друг друга под углом 20 градусов производят съёмку одного и того же объекта (на рисунке, в качестве примера, две камеры).

Камера №1 (синий световой луч) "видит" машину на переднем плане, дерево - позади, а дом - справа
Камера №2 (красный световой луч) "видит" дом на переднем плане, дерево - за домом, а машина - сместилась назад и влево
Теперь представим, что камер - девять и каждая "видит" по своему, под своим углом зрения, точно так же, как мы это видим глазами, если смотреть с мест размещения камер

Теперь о структуре ЖК матрицы. Она состоит из 3840х2400 пикселов. Для отображения одного элемента изображения в девяти различных ракурсах используется девять пикселов (каждый получил информацию от "своей" камеры при съёмке). В результате, физическое разрешение в режиме 3D под каждым из девяти "углов" составляет 1280х800 пикселов.

Для того, чтобы зритель видел под каждым углом только нужные пикселы, перед каждой их группой находится специальная оптическая линза, которая преломляет световой поток под нужным нам углом. Функции линз выполняют жидкие кристаллы, которые, для просмотра обычного 2D изображения, перестают преломлять свет (он просто проходит сквозь них

)

Если мы будем перемещаться относительно экрана телевизора, то нам будет казаться, что мы видим объёмные предметы, так как угол их обзора и взаимное расположение так же изменяются. На примере (8) мы смотрим на экран, находясь слева от него, а на (9) - справа. Жаль только, что все эффекты можно наблюдать с расстояния около 90 см от экрана и, думаю Вы уже догадались, что фильмов, снятых девятью камерами не так уж и много (вообще нет толком).

Интересно, а почему разработчики скрыли тот факт, что для получения более-менее реального 3D эффекта при этой технологии, нужно постоянно перемещаться влево-вправо относительно экрана?

, иначе всё время будете наблюдать только одну плоскую картинку (если не изменять угол обзора).

Стереоскопические дисплеи
Понятно, что такое "3D" никому не нравилось и решение было найдено. В конце 2010 года в Японии появился первый "настоящий" 3D-телевизор, для просмотра которого не были нужны очки, а в 2011 году, национальным институтом информационных и коммуникационных технологий (NICT) в партнёрстве с холдингом JVC Kenwood был создан крупнейший в мире 200-дюймовый стереоскопический дисплей. Корпорация Samsung так же идёт в ногу с новыми технологиями.

Как это работает? Очень просто: используются лентикулярные линзы или параллаксный барьер. При использовании линзовой технологии, каждая линза расположена перед двумя пикселами, предназначенными для левого и правого глаза соответственно, в результате - каждый глаз (при просмотре с определённого расстояния) наблюдает то изображение, которое для него предназначено

Параллаксный барьер чем-то напоминает масочные нити в кинескопах SONY: они "блокируют" для каждого из наших глаз тот пискель, который им видеть "неположено", однако, условие расстояния от глаз до такого дисплея тоже никто не отменял. Если отойти слишком далеко или подойти слишком близко, весь 3D эффект будет сведён к нулю

Следует отметить, что дальний фон (задний план) с использованием таких технологий получается размытым (смазанным), видна "ребристость" и, если долго смотреть на такой "объём", можно неслабо подпортить своё зрение. Такие дисплеи больше подходят для наружной рекламы, чем для повседневного просмотра

Рекордный экран
Даже имея девять камер для формирования девяти проекций изображения, возникают разрывы: места, в которых взгляд зрителя переключается рывками, а находясь на "стыке" двух проекций - цветовые искажения, размытость и раздвоенность достигают максимума. Новая разработка японских инженеров: рекордный экран — это система с обратной проекцией, создающая более полусотни параллаксных (снятых под разными углами) изображений.

Вся оптика же рассчитана так, что в любой момент времени зритель перед экраном видит только одну пару из этой армии картинок (для каждого глаза), соответствующую расположению наблюдателя. Рассеивающее покрытие экрана обладает необычными свойствами - широким углом рассеивания в вертикальном направлении и малым - в горизонтальном. Эту поверхность специалисты дополнили линзой-конденсором, собирающим свет от нескольких проекторов в определённых точках.

Для того, чтобы вывести изображение качества HD на экран высотой 2,5 и шириной 4 метра, японцам понадобилось 64 проектора. Эта технология весьма интересна, но плохо подходит для производства и показа обычных фильмов (ну куды ставить 64 камеры при реальной съёмке, а монтаж потом???

), поэтому, пока что, большинство материала - компьютерная 3D графика

Призматический отражающий дисплей
Университетские исследователи из Тайваня и Швеции разработали еще одну технологию 3D видео без очков. Эта технология проекционного типа с использованием призматического отражающего дисплея, в которой удалось добиться минимума перекрестных помех между каналами для правого и левого глаза.

Призмы расположены под разными углами и свет, падающий от проектора, так же будет отражён по разному для каждого глаза. Количество зон просмотра зависит от количества призм и угла их взаимного расположения, но... это лишь разработки, так что, как говорится, поживём - увидим. Я же не советую увлекаться фальшивыми объёмами, оно конечно интересно, но, после двухчасового 3D просмотра, мои глаза, как я чувствовал, выглядели как-то так: