3D bez okularów - jak to działa

Jego producent planuje jeszcze w tym roku rozpocząć wytwarzanie co najmniej dwukrotnie większych telewizorów tego typu. Przedstawił też prototyp laptopa Qosmio, oferującego 3D bez okularów. W połowie roku na rynku może się pojawić laptop dla graczy Asus G53SW z technologią Naked Eye 3D (widoczne gołym okiem 3D).

Trzy wymiary bez okularów wprowadza również LG w tablecie i Optimus w smartfonie.

Do wygenerowania obrazu 3D, widocznego bez okularów, stosowana jest technologia multiparalaksy, nazywana też autostereoskopią. Polega ona na jednoczesnym wyświetlaniu na ekranie dwóch obrazów (np. co drugi piksel lub co drugą linię) i optycznym ich rozseparowaniu dla lewego i prawego oka za pomocą układu soczewek lub pryzmatów bezpośrednio na ekranie.

Więcej tego typy artykułów w najnowszym "PC Format 6/2010"

Na matrycę LCD nałożone są soczewki, pryzmaty lub specjalne paski (technika bariery paralaksy), przesłaniające pod określonym zakresem kątów patrzenia półobraz nieprzeznaczony dla danego oka. Ta technika może być wykorzystana w dowolnych wyświetlaczach, a więc i w plazmach czy ekranach OLED.

Choć dostępne są techniki zamiany obrazu 2D na 3D, lepsze efekty otrzymuje się, gdy materiał filmowy jest od początku zarejestrowany z myślą o wyświetlaczach 3D. Jeśli użyje się do tego celu dwuobiektywowej kamery stereoskopowej, na bezokularowych wyświetlaczach 3D efekt trójwymiarowości będzie dobrze widoczny pod warunkiem, że użytkownik znajdzie się w odpowiednim położeniu w stosunku do ekranu - zakres pola widzenia jest dość wąski.

Gdy więcej osób zgromadzi się przed ekranem, nie wszystkie będą mogły obejrzeć obraz 3D (takich problemów nie ma w systemach wykorzystujących okulary). Rozwiązaniem jest użycie do rejestracji ujęcia pięciu kamer.

Obraz oglądany na wyświetlaczach 3D tylko sprawia wrażenie trójwymiarowego. Urządzeniami, które umożliwiają pokazanie rzeczywistego obrazu przestrzennego, są monitory i projektory holograficzne.

W holografii rejestrowany jest nie tyle sam obraz, ile zbiór jasnych i ciemnych prążków interferencyjnych. Aby odczytać obraz z zapisanym hologramem, wystarczy oświetlić go spójnym światłem laserowym. W przypadku tzw. hologramów grubowarstwowych, które mają przestrzenny układ prążków interferencyjnych, obraz holograficzny można obejrzeć w świetle dziennym, padającym pod niemal dowolnym kątem.

Tradycyjny hologram jest zapisany na kliszy, w monitorach i projektorach holograficzny układ prążków interferencyjnych jest wyświetlany. Jedną z niewielu firm produkujących holograficzne projektory jest SeeReal Technology. W projektorach tych wykorzystuje się przestrzenne modulatory światła (SLM). Są one zmodyfikowanymi matrycami stosowanymi w projektorach LCD.

Generowanie obrazu holograficznego ze zwykłego 2D w czasie rzeczywistym nie jest jeszcze technicznie możliwe - aby zapewnić wrażenie ruchu, należałoby przetworzyć w ciągu sekundy ogromną ilość danych. Obecne projektory holograficzne mogą jedynie wyświetlać obrazy statyczne - jeden-dwa na kilka sekund. Liczba kolorów jest niezbyt duża, a uzyskiwana rozdzielczość niewysoka. Modulatory światła (SLM) mają bowiem niewystarczającą rozdzielczość - znacznie mniejszą niż utworzony hologram.

W większości wypadków rozdzielczość ta nie pozwala na odwzorowanie wystarczająco drobnych prążków koniecznych do odtworzenia dużych obiektów. Wymienione problemy rozwiązałoby np. znaczne zredukowanie ilości danych potrzebnych do wygenerowania obrazu. Firma SeeReal Technology opracowała technologię, która zmniejsza liczbę pikseli potrzebnych do odwzorowania prążków interferencyjnych do rozdzielczości porównywalnej z HDTV. Tworzy ona subhologramy, obejmujące te fragmenty holograficznego obrazu, które w danej chwili są widoczne dla obserwatora. Zasłonięte elementy nie są przetwarzane. Dzięki temu można do tworzenia hologramów wykorzystać matryce SLM o rozdzielczości HDTV. Jednak mimo postępu, holograficzne odbiorniki i transmisja holograficznego obrazu zadebiutują na rynku najwcześniej za 10-15 lat.

Teoretycznie transmisja holograficzna jest w zasięgu współczesnej technologii. Zespół badawczy z Uniwersytetu Arizony i firmy Nitto Denko Technical opracowały sposób przesyłania holograficznych trójwymiarowych obrazów za pomocą sieci telekomunikacyjnych. Szesnaście kamer rozmieszczonych wokół obiektu zbiera obrazy, na których podstawie komputer oblicza parametry pracy dwóch laserów wypalających hologram na fotoczułym polimerze. Taką "kliszę" z zarejestrowanym układem prążków interferencyjnych można "odtworzyć", oświetlając ją innym laserem. W technologii naukowców z Arizony "klisza" jest skanowana, a skan przesyłany przez sieć telekomunikacyjną.

Skan odtwarzany jest na przestrzennym modulatorze światła SLM, który się oświetla i w ten sposób wydobywa zarejestrowany trójwymiarowy obraz. Obraz na docelowym odbiorniku może być aktualizowany trzy razy na sekundę, ale naukowcy twierdzą, że możliwe jest osiągnięcie prędkości odświeżania rzędu 30 kl./s.

I ciekawostka: starający się o organizację mistrzostw świata w piłce nożnej w 2022 roku Japończycy (ostatecznie zostaną zorganizowane w Katarze), chcieli filmować rozgrywki na murawie za pomocą 200 kamer w wysokiej rozdzielczości. Obraz miał obejmować całe boisko, widziane pod kątem 360 stopni, co pozwalałoby na transmisję sygnału i wyświetlanie całego meczu w postaci holograficznej w innym miejscu. Taka technologia jeszcze nie istnieje, ale japońskie uniwersytety miały ją opracować do 2016 roku.