Технология: 3D-изображение без очков

3D-Glasses

К великому счастью, повальная эпидемия 3D пошла на спад. Всего пару лет назад, аккурат после премьеры фильма Джеймса Камерона «Аватар», производителей захлестнул нездоровый интерес ко всему трехмерному. На каждой более-менее крупной выставке производители то и дело анонсировали десятки устройств для записи и воспроизведения 3D-изображения. Сколько сладких речей было сказано на фоне огромной популярности «Аватара» — крупнейшие компании пророчили повсеместное внедрение новых технологий объемного изображения, предвещали, что можно будет купить телевизор или монитор с функцией 3D буквально через какую-то пару лет. Но рынок 3D в существующем сегодня виде оказался огромным мыльным пузырем. Наигравшись с очередной новой (хотя скорее чуть улучшенной и подзабытой старой) технологией, пользователи предпочли остаться за своими обычными мониторами.

Причин такого провала, как обычно, было сразу несколько. Как это ни прозаично, но ключевую роль тут сыграла антиреклама, которую производители себе случайно и создали. Они так много говорили о 3D, так яростно насаждали его пользователям, что в конце концов никто уже не мог смотреть на 3D без рвотных позывов, яростно отвергая все то, к чему данная аббревиатура была привязана.

Однако помимо надоедливости со стороны производителей техники и контента, неподъемной стоимости аппаратуры для воспроизведения стереоизображения, главной причиной падения популярности 3D стало несовершенство технологии и необходимость использовать для просмотра поляризационные очки. Ведь смотреть новый фильм пару раз в месяц, сидя в кресле кинотеатра в очках — это одно, а вот семейный просмотр любимого фильма у себя дома — дело совсем другое. Впрочем, выход есть — уже довольно долгое время производители экспериментируют с новыми технологиями, применяя их в своих ЖК-дисплеях, которые убирают так надоевший всем окулярный барьер. Достаточно лишь держать экран на определенном расстоянии и под нужным углом от зрителя и — вуаля! — можно наслаждаться 3D без очков.

Немного «классики»

Если ты, дорогой читатель, ознакомился с нашим предыдущим материалом в двух частях, посвященном «Эволюции 3D», тебе должно быть известно, что для создания любой стереоскопической картинки необходимы два изображения — по одному на каждый человеческий глаз. Впрочем, дабы освежить память, давай вспомним, каким же образом формируется эта злосчастная причина современного косоглазия.

Природа дала человеку два глаза не для симметрии и красоты. Дело в том, что наши глаза, будучи расположенными на определенном расстоянии друг от друга, видят одну и ту же картинку под разными углами. Когда мы фокусируем зрение, обе картинки с разных глаз «накладываются» друг на друга, что и позволяет нам видеть предметы в объеме, а не в плоскости. На этом эффекте и базируются все современные 3D-технологии стереоскопического изображения. Одним из самых старых методов является анаглиф — тот самый, на котором основаны простенькие трехмерные картинки в журналах, и для достижения стереоэффекта которых требуются специальные очки, например, с синим и красным фильтрами. Данный метод был широко распространен в прошлом, он является самым дешевым и доступным, но при этом — самым вредным для глаз.

Другой способ создать трехмерное изображение — использовать очки затворного типа. На экран выводится картинка то для левого, то для правого глаза, и при этом очки поочередно открывают обзор то одному, то другому глазу. Происходит все это с очень большой скоростью, так что человеческое зрение не замечает подвоха и транслирует объемную картинку прямо в мозг. Данная технология лежит в основе практически всей домашней индустрии 3D, начиная от экранов ноутбуков и компьютеров с мощными GeForce и NVIDIA 3D Vision и заканчивая целым скопищем 3D-телевизоров, которые можно лицезреть в ближайшем гипермаркете электроники. Здесь, кстати, и присутствует то самое «жесткое» требование к частоте развертки в 120 Гц, которая необходима для ускоренной смены изображений. Ведь, как ты понимаешь, обычных 60 Гц бюджетного монитора для такого фокуса будет недостаточно — частота должна быть как минимум вдвое больше. Остальные технологии воспроизведения трехмерного изображения, как и предыдущие, основываются на разделении изображения на две картинки, доступные для каждого глаза в отдельности. На них мы не будем останавливаться — приведенных методов создания 3D будет вполне достаточно для понимания сути сформировавшейся «безочковой» проблемы.

Автостереоэффект

Отчаянные попытки производителей внедрить поддержку 3D в каждый монитор и телевизор не принесли особых успехов. Слишком высокие цены на аппаратуру и не самая лучшая реализация трехмерного эффекта заставили компании задуматься над переосмыслением концепции. Было ясно одно — для привлечения покупателей нужно отходить от привычной схемы стереоскопического изображения и очков в пользу автостереоскопического эффекта, который позволяет видеть трехмерную картинку без всяких дополнительных ухищрений. Ну в самом деле — если производитель решит сделать смартфон с 3D-экраном, вряд ли кто-нибудь в здравом уме станет носить очки для просмотра стереокартинки на телефоне.

И пока отчаянные производители пытаются продавать в розничных сетях электроники свои навороченные 3D-телевизоры с поляризационными очками в комплекте за «какие-то» 100 тысяч рублей, дальновидные компании, пусть и худо-бедно, но начинают инвестировать деньги в разработку эффективных и перспективных технологий. На данный момент таких производителей можно пересчитать по пальцам одной руки. Тем не менее, подобные разработки уже существуют и даже активно применяются в готовых устройствах.

Практически все технологии создания ЖК-экранов, позволяющие воспроизводить 3D-изображение без специальных очков, основаны на так называемом автостереоэффекте. Для того чтобы человек увидел объемную картинку, необходимо создать сразу два изображения одного предмета под разным углом, для каждого глаза по отдельности. Все что требуется — сделать «лентикулярный» массив из микролинз специальной выпуклой формы, выстроенных в вертикальном порядке. Так, матрица с разрешением 1024×600 будет демонстрировать две картинки с разрешением 512×600, которые чередуются по пикселям. К примеру, вертикальная полоса первого ряда пикселей показывает первую картинку, а второй ряд — вторую, третий — снова первую, и четвертый — вторую. Получается своеобразная «зебра» из двух изображений (стереопары), которая и выводится на экран. Благодаря микролинзам, или специальному параллаксному барьеру, человек, сидящий напротив такого экрана, под определенным углом будет видеть так называемое «наслоение» этих двух картинок для каждого глаза, за счет чего и сформируется стереоэффект. Но данная технология накладывает ряд ограничений — к примеру, зрителю необходимо находиться от экрана на строго определенном расстоянии, иначе объемная картинка начнет распадаться. Кроме того, на такой экран необходимо смотреть под определенным углом и на определенном «фокусном» расстоянии, иначе, как уже было сказано, глаза попросту не поймают нужных вертикальных полосок пикселей и не соберут их в единую картинку. Не стоит забывать и об уменьшении разрешения выводимого изображения вдвое — по сравнению с разрешением матрицы ЖК-экрана.

Так что, к сожалению, для нормального воспроизведения изображения необходимы матрицы с нестандартным разрешением.

В противном случае воспроизводимое видео будет нестандартного формата (8:10, вместо 16:9 или 4:3).

На сегодняшний день существует несколько компаний, которые всерьез занимаются разработкой и созданием подобных экранов. Самые известные — NEC и Sharp. Последняя весьма успешно выступает на японском рынке и предлагает свои 3D-смартфоны на базе Google Android. Кстати, Sharp приложила руку и к нашумевшей вначале Nintendo 3DS, которая стала первой мобильной консолью с поддержкой трехмерного изображения.

В 3DS разработчики специально продумали нестандартное разрешение одного из экранов, который отвечает за вывод трехмерной картинки. Несмотря на то, что стандартное разрешение экрана составляет 800×240 пикселей, в режиме 3D игроку придется довольствоваться 400×240 пикселями, что по нынешним меркам очень и очень мало.

В России, помимо Nintendo 3DS, на сегодняшний день представлено всего два аппарата с похожими 3D-дисплеями — LG Optimus 3D и НТО EVO 3D. Оба смартфона похожи по своим характеристикам и весьма недурно смотрятся на фоне немногочисленных конкурентов. Однако, судя по их вялым продажам, до мобильного 3D потребитель пока еще не дозрел — таким смартфоном можно похвастаться перед друзьями, однако в повседневной жизни от него очень мало пользы. Компания Toshiba также отличилась, анонсировав две модели телевизоров с небольшими дисплеями с диагоналями 12 и 20 дюймов.

В основе данных аппаратов лежит мощный процессор IBM CELL — он же используется и в приставке Sony PlayStation 3. Благодаря специальному слою встроенных микролинз, свет от экрана преломляется и фокусируется в 9 основных точках, и если зритель попадает в одну из девяти зон «покрытия», он видит полноценную Зй-картинку. Данная технология пока еще очень сырая — телевизоры стоят дорого, а диагональ экрана ограничена жалкими 20 дюймами. Именно поэтому продукция Toshiba на данный момент является скорее экспериментом, нежели готовым продуктом.

В конце концов, надо же компании как-то использовать Cell в своих разработках, над архитектурой которого она корпела с Sony и IBM аж с 2002 года. Кстати, о цене: удовольствие это, мягко говоря, не дешевое; сто тысяч — многовато для 20-дюймового экрана.

Как и говорилось в начале статьи, всеобщий интерес ко всему трехмерному пошел на спад. Тем не менее, японцы вовсю корпят над новыми реализациями автостереоскопических дисплеев, и даже грозятся организовать 3D-вещание на огромных 3D-экранах, расставленных по городу — поводом для этого выбран чемпионат мира по футболу в 2022 году. В остальном же, после огромных финансовых вложений в развитие «обычного» 3D и практически нулевых продаж всей той трехмерной ерунды, что была представлена за последний год, производители смотрят в будущее уже без прежнего оголтелого оптимизма и отказываются проводить дальнейшее финансирование автостереоскопической ниши. Возможно, через несколько лет нам продемонстрируют нечто новое, что действительно заинтересует инвесторов и покупателей. А пока — надо отдать должное старанию инженеров и производителей и наконец-то признать, что время настоящего 3D пока еще не пришло.

Похожее

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Поиск

Новости в картинках