1-human-fact

Человек Психология Социология Антропология НейроФизиология

1-med-fact

Медицина Генетика Образ жизни Здоровье Болезни Суеверия …

1-sex-fact

Секс Пол Гендер Социология пола Биология пола Сексология …

1-space-fact

Космос Космонавтика Экзомиры Астрономия Астробиология …

1-tech-fact

Техника Компьютеры Роботы Гаджеты Футуризм …

Главная » Архив 1-tech-fact  : 

Что такое современное 3D-видео. Какие бывают 3D-форматы, 3D-телевизоры и 3D-очки. [archive]

2010/08/20    > 70192


Принцип создания и показа 3D-фильма

1. 3D-фильм снимается с двух точек, расположенных на расстоянии 70-60 мм (что соответствует расстоянию между зрачками человека). Затем изображение кодируется и передается на экран.

2. При показе фильма два видеопотока демонстрируются так, чтобы каждый попал в свой глаз. Мозг же человека создает из двух изображений одно, формируя иллюзию объема.

Не прошло еще и года после выхода «Аватара» Джеймса Кэмерона, а мир стремительно ворвался в эпоху 3D. После того как «Аватар» собрал без малого 3 млрд. долларов США, 3D-фильмы, а вместе с ними и все 3D технические устройства для их создания, распространения и просмотра стали чуть не самым горячим полем битвы для бизнеса. 2010 год превратил 3D-видео, 3D-кинотеатры, 3D-телевизоры, 3D-очки и т.д. из редких диковинок в объект вожделения миллионов…

И, естественно, на пике всего этого трехмерного безумия сразу же появилось множество и некачественных имитаций, и «альтернативных технологий», и откровенного обмана. Если Вы уже опытный пользователь и знаток 3D-технологий — Вам повезло, если же нет… то, наверное, стоит еще раз вернуться к азам и повторить, что же из себя представляет современное 3D-видео, а что им может быть в весьма отдаленной степени…

Итак, что такое современное 3D? — Это специальным образом снятое и переданное двухмерное видеоизображение, при просмотре которого у человека формируется иллюзия его объемности. В этом смысле, правильно было бы говорить не о 3D-видео (т.е о трехмерном видео), а о стереовидео, или о видео, использующем стереоэффект. Но поскольку реклама сделала своё дело, термин 3D относительно видео и кино стал означать то, что он означает…

Есть несколько способов создания и просмотра «объемного видео», однако все массово реализуемые технологии основаны на одном общем принципе:

1. Фильм снимается с двух точек, расположенных на расстоянии около 60 мм (что соответствует расстоянию между зрачками человека). Для этого используют либо две синхронизированные камеры с системой зеркал, либо специальную 3D-видеокамеру с двумя объективами.

(Вариантом этого является использование компьютера, на котором либо модифицируется уже существующее видеоизображение — создаются два потока, либо, в случае использования сцен с компьютерной графикой, сразу отрисовываются два ракурса изображения…)

2. При показе фильма два видеопотока демонстрируются так, чтобы каждый попал в свой глаз. Мозг же человека создает из двух изображений одно, формируя иллюзию объема.

Вот на этом принципе и созданы все массово-реализуемые 3D-технологии. Далее они делятся по тому, как же данный принцип реализован. Основными 3D-технологиями являются анаглифический метод, использование поляризационных систем, технология интерференционных фильтров и затворный метод.

Анаглиф, или анаглифический метод является самым старым — ему почти 100 лет. В нем получение стереоэффекта основан на кодировании изображений в два различных цветовых потока, предназначенных для левого и правого глаза. Зритель надевает очки, в которые вместо стёкол вставлены специальные светофильтры (как правило, для левого глаза — красный, для правого — синий), благодаря которым каждый глаз видит только нужную часть изображения.

 
Картонные анаглифические очки

Анаглиф – метод получения стереоэффекта, основан на цветовом кодировании изображения. Для просмотра анаглифных фотографий или видео необходимы специальные очки со светофильтрами. Подобные анаглифические очки стоят очень дешево. Их даже можно сделать в домашних условиях. Но и «3D-эффект» в них получается весьма посредственным. Они не способны обеспечить полную цветопередачу и, кроме того, могут снижать цветочувствительность у зрителей после длительного использования.

 
 

В поляризационных системах изображения для левого и правого глаза поляризуются соответственно в вертикальной и горизонтальной плоскостях; расположенные соответствующим образом фильтры в очках «извлекают» из светового потока отдельные изображения для левого и правого глаза. При этом необходимо использование специального посеребрённого экрана, который позволяет избежать деполяризации и компенсировать потерю яркости. Подобные системы используются в сети кинотеатров IMAX 3D, а также в технологиях RealD Cinema и MasterImage.

 
Очки с поляризационными фильтрами, используемые в системе RealD

Чтобы получить 3D-эффект при использовании поляризационных систем, зритель надевает очки, в которые встроены специальные ортогональные поляризационные фильтры — каждый фильтр пропускает только ту часть световых волн, чья поляризация соответствует поляризации фильтра, и блокирует ортогонально поляризованный свет. Линейно поляризованные очки требуют, чтобы зритель держал голову на одном уровне, не наклоняя её, иначе эффект теряется. При использовании круговой поляризации в очки, предназначенные для зрителя, встроены «анализирующие» фильтры, которые перестраиваются, если зритель наклоняет голову, сохраняя изображение «объемным».

 
 

Технология интерференционных фильтров, она же технология Dolby 3D, формирует для каждого глаза изображение 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 фильтр-очков оказывается намного выше.

 
3D-шедевр: «Аватар» Джеймса Кэмерона

Фильм «Аватар» Джеймса Кэмерона стал самым успешным фильмом из демонстрирующихся в кинотеатрах с системой Dolby 3D, которая использует технологию интерференционных фильтров.

И, наконец, затворный метод. Другие названия — «эклипсный», «светоклапанный». Технология заключается в попеременной демонстрации на экране изображений, предназначенных для левого и правого глаза, и также поочерёдном затемнении стёкол очков, так что каждый глаз поочерёдно видит предназначенное только ему изображение. Смена «левого» и «правого» изображения на экране и затемнение соответствующих стёкол жёстко синхронизированы и осуществляются с очень высокой частотой, так что за счёт эффекта инерции зрения у человека создаётся иллюзия, что он видит цельное трёхмерное изображение.

На этом принципе основана технология XpanD (в кинотеатрах, редко дома) и nVidia 3D Vision (дома).

Основные недостатки затворного метода: увеличенное ослабление светового потока, что требует повышения яркости лампы проектора, эффект раздвоения изображения быстро движущихся объектов, повышенная утомляемость глаз. Достоинство — не требуется специальный экран.

 
Домашнее 3D-видео – затворный метод

При использовании затворного метода создания домашнего 3D-видео двухпотоковый сигнал записывается на диск Blu-ray 3D или транслируется через спутник. Для его просмотра необходимы «затворые 3D-очки». Они работают по принципу жидкокристаллической матрицы: в нужный момент одно прозрачное око меняет поляризацию и перестает быть прозрачным – этим заправляет встроенная в очки электроника, которая питается от расположенного тут же аккумулятора или сменной батареи. Затем то же самое делает другое око, а первое начинает пропускать свет. Так они моргают поочередно, с частотой до 60 кадров в секунду. Выводимый на экран видеоряд с частотой до 120 кадров в секунду – это, соответственно, чередующиеся кадры для левого и правого глаза, по 60 кадров на каждый. Поскольку очки автоматически синхронизируются с телевизором, они «знают», какой глаз надлежит «прикрыть» в данный момент времени – ведь на экране отображается кадр, предназначенный для другого глаза. В итоге зритель получает с одного экрана дифференцированную видеоинформацию для каждого глаза. А за счет того, что переключение происходит очень быстро, мозг не успевает заметить его, формируя цельный образ – такой же объемный, как если бы человек смотрел на обычный мир.

Обязательным условием просмотра домашнего 3D-видео является наличие соответствующего устройства отображения (на данном этапе развития индустрии – жидкокристаллического или плазменного телевизора) и совместимых с этим устройством отображения активных 3D-очков. И конечно, эффект появится только в том случае, если контент (фильм на диске или эфирная программа) закодирован соответствующим образом.

В конце, небольшой FAQ по домашнему 3D-видео от журнала hi-fi.ru:

Чем устройства с поддержкой 3D отличаются на техническом уровне от традиционных собратьев?

Одни люди полагают, что поддержку 3D можно заполучить путем обновления управляющей микропрограммы (прошивки) телевизора и плеера. Другие уверены, что делать вообще ничего не нужно – и так заработает. Ошибаются и те, и другие. Оборудование, предназначенное для воспроизведения 3D, отличается от 2D-сородичей конструктивно, следовательно, перепрошивка не поможет. Начнем с того, что все 3D-устройства общаются через интерфейс HDMI v1.4 – более ранние версии HDMI не совместимы с 3D-сигналом. Во-вторых, внутри «трехмерного» плеера и телевизора используется специальная электроника, способная обрабатывать видеопоток с кадровой разверткой до 120 кадров в секунду. Наконец, у телевизора есть система синхронизации с активными 3D-очками – она выполняется по инфракрасному беспроводному каналу.

Насколько сильный эффект получается при просмотре 3D?

Ответить на этот вопрос однозначно просто невозможно – слишком много факторов должно сложиться воедино. Прежде всего, зритель должен обладать бинокулярным зрением. Именно эта особенность нашего организма является ключом в мир 3D: как известно, мозг вычисляет расстояние до предметов на основании информации, пришедшей от каждого глаза. Этот же эффект используется и при просмотре 3D-видео. Разница лишь в том, что параметры объемности в данном случае закладываются заранее, мозгу скармливается уже готовый полуфабрикат, который, однако, ему нужно расшифровать. Если глаза не могут передать этот полуфабрикат правильно, то и эффекта не будет. Но даже если зрение у вас нормальное, то нужно понимать: трехмерность не является тотальной. Эффект возникает обычно только на движущихся объектах, расположенных на первом плане. Это может быть надвигающийся на зрителя поезд или самолет, меч в руках у воина и т.д. Но эффект, безусловно, интересный, и он заметно усиливает эмоциональную составляющую при просмотре фильмов-экшн и трансляций динамичных видов спорта. Для сериалов, выпусков новостей и ток-шоу явной надобности в 3D нет.

Действительно ли можно преобразовать обычное видео в 3D-видео?

Многие производители 3D-оборудования заявили о наличии в их технике алгоритмов электронной обработки сигнала, позволяющих «на лету» превращать обычное видео в 3D. Но это – суррогат. То есть, эффект от такого самодельного 3D если и возникает (что бывает не всегда), то он на порядки слабее, чем от просмотра полноценного 3D-контента, снятого на 3D-камеру с двумя объективами. А вот если обычный фильм превращен в квазитрехмерный профессионалами в студии, где каждая сцена анализируется и обрабатывается мощными компьютерами, то на некоторый эффект зритель вправе рассчитывать – но и в этом случае эффект будет не такой заметный, как при созерцании честного 3D.

Говорят, что просмотр в 3D-очках влияет на здоровье, так ли это?

Влияние на здоровье как таковое пока что не изучено – исследования этого вопроса только начались, и окончательный вердикт мы вряд ли увидим в ближайшее время. Ситуация напоминает историю с мобильниками: телефоны продаются уже больше десятилетия, а ученые спорят до сих пор. Пока можно утверждать лишь то, что фактор индивидуальной непереносимости 3D все же имеет место. Выражаться она может в излишней утомляемости глаз, легкой тошноте или головной боли. Связано ли это с самой технологией или с конкретными моделями телевизоров/очков – неизвестно, но факт остается фактом. Поэтому, даже несмотря на то, что неприятие 3D на физиологическом уровне возникает лишь у малой части зрителей, перед покупкой соответствующего комплекта оборудования лучше опробовать его в магазине. Или дома, в двухнедельный срок – чтобы успеть вернуть покупку в случае выявления неприятия. Но не усердствуйте с тестами: если смотреть больше двух фильмов подряд, то утомляемость может наступить у любого зрителя – и 3D тут будет, скорее всего, ни при чем.

Если мне нравится телевизор одной марки, а очки другой, то можно ли использовать их вместе?

Несмотря на одинаковый принцип синхронизации телевизора очков у всех производителей, единого стандарта пока нет. Поэтому говорить об однозначной совместимости ТВ и очков можно только в рамках продукции одного бренда, или если сторонний производитель выпускает очки специально для телевизоров определенной марки. А раз так, то перед покупкой нужно оценить в деле не только телевизор, но и очки. Функционирование последних вряд ли вызовет нарекание, а вот удобство посадки – это другое дело. К счастью, некоторые производители будут поставлять несколько моделей очков, давая покупателю возможность выбрать себе оптимальные. Но так намереваются действовать не все – по крайней мере, в обозримом будущем.

На какой стадии развития находится рынок 3D-контента в России?

При участии Samsung и «Платформы HD» был запущен первый спутниковый канал с 3D-вещанием. Фильмы на Blu-ray в формате 3D начали появляться все чаще, но, понятно, на первых порах на изобилие лучше не рассчитывать. Гонка 3D набрала обороты к концу 2012 году, однако даже сами производители не питают надежд, что все покупатели выбросят свои телевизоры и побегут в магазин за трехмерными. Причин столь осторожной оценки несколько. Во-первых, телевизоры с поддержкой 3D заметно дороже обычных. Во-вторых, рынок 3D-контента пока только расправляет крылья, и покупатели еще будут долго ощущать «трехмерный голод». В-третьих – инерционность рынка как таковая. Но процесс запущен, и все мы можем быть свидетелями наступления новой эпохи в развитии систем домашнего просмотра эфирного и видеоконтента.

Поделиться / сохранить у себя:
Еще интересное по теме
Wikipedia
  • Стереокинематограф — обзорная статья на тему объем и кино…
  • Стереоизображение — еще несколько подробностей  в тему…
  • Анаглиф — отдельно о технологии «анаглифического 3D»…
  • IMAX — история и технология создания популярного формата фильмов и киносети…
Habrahabr


ТЕМЫ: Технологии Информационные технологии Культура 3D-видео 3D-видеокамеры 3D-очки 3D-телевизоры 3D-фильмы Blu-ray Анаглиф Затворные очки Поляризационные фильтры Стереоэффект


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:
 

Интересно? Подпишитесь на анонсы новых статей    , получайте анонсы через RSS RSS  или следите за обновлениями в ленте Facebook и ВКонтакте:




Ваше мнение важно!  Оставьте свой комментарий с помощью аккаунта «ВКонтакте» или воспользуйтесь формой ниже.


Ваш комментарий (введите имя и E-mail):

или напишите комментарий с помощью: 

Получать комментарии к статье по RSS .



Создан прототип плаща-невидимки — он способен скрывать предметы в широком спектре и при угле обзора в 60°
Что нужно знать о современном 3D (3D-фильмы, 3D-телевизоры, 3D-очки)
Вояджер-1 и Вояджер-2: звездный путь длиною в 33 года
Клип с поющей и танцующей девушкой-роботом штурмует вершины популярности
[video-fact] Крупнейший корабль на солнечных батареях пересек свой первый океан…
Андроиды, робонавты, вокалоид Мику Хатсуне и другие создания человека теснят его по всем фронтам
Чтение мыслей — история и технология прорыва…
Mindflex Duel Game — игрушка за $99, которая учит «передвигать предметы силой мысли»…

[наверх]