Kdo jednou navštíví trojrozměrné kino, jistě si kromě úchvatného zážitku odnese i pocit zvědavosti a přemýšlí, díky čemu tato technologie funguje. Za téměř dokonalý dojem 3D prostoru v obraze vděčíme stereoskopii. Jedná se o technologii, díky které můžeme navodit 3D dojem jen za pomoci dvourozměrného obrazu.
Na první pohled se může zdát stereoskopie složitou záležitostí, přesto funguje na naprosto základních principech, které každý zná.
Metody stereoskopické projekce
Oblafnout lidské oko a mozek není nijak těžký úkol a díky tomu vzniklo hned několik technologií, pomocí kterých můžeme vnímat hloubku obrazu na dvourozměrné ploše. Všechny metody jsou si dosti podobné a pracují na stejném principu. Každému oku je promítán jiný obraz a výsledný dojem skládá až náš mozek. Oba obrazy jsou v praxi snímány pomocí dvou kamer (nebo jedné se zrcadlem), které jsou od sebe vzdáleny asi jako lidské oči. Jak ale promítnout každému oku jiný obraz? Právě tento problém řeší každá metoda stereoskopie trochu jinak. Pojďme se tedy podívat, jakými technologiemi můžeme vnímat 3D obraz a jaké jsou jejich hlavní výhody a nevýhody.
Anaglyf
Nejméně náročnou a bohužel i nejméně kvalitní metodou stereoskopie je anaglyf. Její výhoda spočívá v jednoduchosti. Principem této technologie jsou brýle, u kterých je jedna očnice červená a druhá modrá (někdy zelená). Snímek, který sledujeme, je tvořen oběma obrazy, které jsou však tvořeny pouze základní dvojicí barev. Každé oko, tak díky brýlím vidí pouze jeden obraz. Ve výsledku mozek složí získané obrazy dohromady a my máme pocit vjemu hloubky obrazu. Nevýhodou tohoto principu je ztráta barevné informace, která je bohužel dost citelnou vadou. Na druhou stranu jsou brýle snadno vyrobitelné a obraz může být tištěn, promítán na počítači či přehráván v televizi.
Anaglyf – obraz určený pro brýle s červenou a modrou očnicí
Anaglyf – obraz určený pro brýle s červenou a modrou očnicí
Pasivní 3D projekce
Metodou, která poskytuje mnohem kvalitnější a věrohodnější vjem je pasivní projekce. Je vhodná pro velký počet účastníků, přiměřeně drahá a určena právě pro promítání ve 3D kinech, jako je například IMAX v Praze na Flóře. A na jakém principu tato metoda funguje?
Základem jsou opět brýle, ovšem tentokrát úplně jiné. Očnice nejsou vybaveny barevnými filtry, ale polarizačními. Jedna očnice je vybavena filtrem, který propouští pouze horizontálně kmitající světlo, druhá vertikálně.
Obraz je promítán 2 projektory. Každý z nich vysílá obraz určený pro jedno oko. Avšak před každým projektorem je upevněn příslušný polarizační filtr. Obrazy se promítají na jedno plátno. Každé oko díky filtrům v brýlích vidí jen ten obraz, který má a v lidském mozku poté vzniká dokonalá 3D iluze.
Jedinou nevýhodou tohoto systému je nutnost 2 projektorů a speciálního plátna, které nesmí měnit polarizaci světla.
IMAX – poznáte se se žralokem blíže, než byste sami chtěli
IMAX – poznáte se se žralokem blíže, než byste sami chtěli
Aktivní 3D projekce
Jiný způsob, jak poskytnout odlišný obraz každému oku, nabízí aktivní 3D projekce. Základem je tentokrát už jen jeden projektor či monitor, ovšem jsou na něj kladeny mnohem vyšší nároky. Střídavě jsou promítány obrazy pro levé a pravé oko. Frekvence střídání obrazů by měla dosahovat hodnoty 120Hz. Během jedné sekundy je tak promítnuto 60 obrazů pro každé oko. Jeden snímek je tedy zobrazen pouze 1/120 sekundy. Jak ovšem zaručit, aby každé oko vidělo jen ten snímek, který je pro něj určen? Klíčem jsou opět speciální brýle. Ty jsou synchronizovány se zobrazovacím zařízením a střídavě zatmívají levé a pravé oko ve stejné frekvenci. Důsledkem je, že každé oko vždy uvidí jen obraz pro něj určený.
Nevýhodou tohoto řešení jsou vysoké nároky na zobrazovací zařízení a nutnost speciálních brýlí.
Se zařízením, pracujícím na principu aktivní projekce, se můžeme u nás setkat například v Institutu Intermédií na Českém vysokém učení technickém v Praze. Zařízení s názvem CAVE je složeno rovnou z 3 projekčních pláten a slouží k demonstraci možností současné techniky a také k výuce studentů. Více si můžete o tomto projektu přečíst na webu Institutu Intermédií.
Zařízení typu CAVE na ČVUT v Praze
Zařízení typu CAVE na ČVUT v Praze
Schéma zařízení typu CAVE
Schéma zařízení typu CAVE
Autostereoskopické displeje
Jedinou metodou stereoskopie, která nevyžaduje použití speciálních brýlí, představují autostereoskopické displeje. Zobrazovacím zařízením je typicky LCD monitor. Na jeho povrchu je umístěna speciální fólie, která je hlavní součástí celého systému. Fólie má tu vlastnost, že láme směr obrazu. Liché sloupce pixelů jsou lámány jedním směrem, sudé druhým směrem. Jedno oko tak získá liché sloupce obrazu, druhé sudé. Každé uvidí jiný obraz a mozek už se postará o dojem prostorového vidění. Přes jasnou výhodu v podobě absence brýlí, mají tyto displeje i veliké nevýhody. Tou největší bohužel není vysoká cena.
Pasivní autostereoskopické displeje totiž nereagují na polohu pozorovatele a tudíž uživatel získá dojem 3D obrazu jen v určité, předem dané, pozici vůči displeji. Naději v tomto směru nabízejí aktivní displeje, které umí sledovat oči pozorovatele a upravit tak vlastnosti fólie, které reagují na změnu stanoviště uživatele. Vše je ale možné jen v určitých mezích.
Největším problémem je vzhledem k omezenému pozorovacímu úhlu velký počet diváků.
Autostereoskopický displej Philips
Autostereoskopický displej Philips
Stereoskopie doma? Jednou ano
Budoucnost filmu a televize neleží pouze ve stále vyšším rozlišení a kvalitě. Neustálé zvyšování těchto parametrů sice přispívá ke stále lepšímu a věrohodnějšímu zobrazení, přesto i lidské oko má své limity a jednou dojde k dosažení hranice, kterou už okem nerozeznáme. Kudy tedy dál? Právě stereoskopie je další možnou cestou vývoje. 2D zobrazení, které známe dnes, dokáže navodit úchvatnou atmosféru, přesto se stále díváme na plochý obraz bez hloubky. Kdyby domácí televize dokázala vykouzlit 3D dojem, bylo by sledování filmů a televizního vysílání zcela jiným zážitkem a velkým skokem blíže k realitě.
Největší potenciál v tomto ohledu nesou autostereoskopické displeje. Jako jediné totiž nevyžadují speciální brýle a to je přesně to, po čem klasický televizní divák touží. Bohužel je jejich vývoj teprve v plenkách a bude trvat ještě dlouhou dobu, než dosáhnou požadovaných vlastností a rovněž se jejich cena sníží na přijatelnou úroveň. K rozšíření bohužel nepřispívá ani fakt, že je výroba 3D filmů velmi nákladnou záležitostí.
O tom, že stereoskopie jednou přijde do našich obývacích pokojů, nepochybuji. Budeme si však muset ještě počkat mnoho let než se stereoskopické displeje stanou běžnou součástí každé domácnosti a my si tak budeme moci vychutnat 3D obraz bez brýlí a v pohodlí svého domova.
