Televize prošla od doby, kdy se poprvé objevila na obrazovkách, radikální proměnou. Zaznamenali jsme posun od zrnitého černobílého vysílání k displejům s živými barvami. Výrobci se pak předháněli ve zvětšování formátu a experimentovali s projekčními technikami, které nakonec ustoupily revoluci plochých panelů. Za posledních dvacet let se LCD a plazmové panely zmenšily z krabic zaplňujících místnost na elegantní panely o tloušťce jen pár centimetrů. Nyní máme 61palcové televizory schopné zobrazovat televizi s vysokým rozlišením (HDTV) tak ostré a bohaté, že jednotlivé pixely mizí. Obraz se zdá být hustý. Nemovitý.
Ale když je obrazovka dostatečně velká, aby nahradila zeď, kam se inovace ubírají dál?
Odpověď může znít povědomě, protože jde o staré zprávy maskované jako nové brýle. Mluvíme o 3D televizi.
Historický cyklus 3D
Není to poprvé, co se nás průmysl pokusil nalákat do třetí dimenze. Diváci se poprvé seznámili s 3D technologií v roce 1922 při uvedení filmu Síla lásky. Ať už to tehdejší lidé považovali za novinku nebo trik, to je ztraceno v historii, ale vytvořilo to cyklický zájem, který odmítá mizet.
Další velký boom přišel v 50. letech 20. století. Studia se zoufale snažila odlákat filmové diváky od jejich domácích televizorů. Vsadili nejen na vizuální efekty, ale také na podívanou. Producenti béčkových filmů představili desítky triků, jak zlepšit pohlcení. Některá kina instalovala do sedadel vibrační desky pro simulaci nárazů. Jiní spouštěli během promítání nafukovací kostry po lanech. Ve srovnání s těmito chaotickými kousky vypadalo nošení kartonových anaglyfických brýlí docela krotce.
3D na trhu domácí zábavy
Navzdory dlouhé historii používání tohoto formátu v Hollywoodu se 3D snažilo dostat na trh domácí zábavy. Viděli jsme příležitostné epizody a speciály 3D televizních seriálů. Pro 3D DVD existuje mezera na trhu. Pro většinu spotřebitelů však zůstal spíše kuriozitou než standardem.
Známky z veletrhu spotřební elektroniky v roce 2009 však naznačovaly posun. Popularita některých 3D exponátů naznačovala, že výrobci to s uvedením této technologie do obývacích pokojů myslí vážně. Cílem nebylo jen promítnout film, ale vytvořit iluzi tak přesvědčivou, aby se diváci natáhli a dotkli se obrazů na svých obrazovkách.
Vidění ve třech rozměrech
Proč ploché obrazovky vypadají ploché (a jak to opravujeme)
Díváte se na jablko. Má to objem. Můžete kolem něj chodit. Nyní se podívejte na fotografii tohoto jablka na vašem monitoru. Toto je obdélník pixelů. Hrany jsou ostré. Není tam žádná hloubka. Proč váš mozek přijme skutečné jablko jako 3D objekt, ale odmítne digitální verzi jako plochou?
Všechno je to o konvergenci.
Když se podíváte na něco blízkého, vaše oči se fyzicky otočí dovnitř. Světelné paprsky vstupující do každého oka již nejsou rovnoběžné. Prolínají se. Váš mozek měří tento úhel průsečíku. Vypočítává sílu vyvíjenou očními svaly. Mozek používá tato data k odhadu vzdálenosti. Čím větší je konvergence, tím blíže je objekt.
Televizní obrazovka tento řetěz přetrhne. Obrazovka je pevná rovina, obvykle šest stop daleko. Ale 3D film řekne vašemu mozku, že objekt se vznáší dvě stopy před sklem. Vaše oči se sbíhají k blízkému předmětu, ale zaměřují se na vzdálenou obrazovku. Je to tento rozpor, který způsobuje 3D bolesti hlavy. Vyvolává smyslový konflikt. Vaše oči dělají jednu věc, ale váš mozek zažívá jinou.
Technologie tento problém řeší tím, že každému oku představuje trochu jiný obraz. Jak ale tyto obrázky oddělit, aby se nepletly? Filtrujete světlo.
Pasivní brýle a barevný trik
V komerčním světě se brýle dělí do dvou kategorií. Pasivní. Aktivní.
Pasivní brýle jsou levné. Spoléhají na jednoduchou fyziku. Pravděpodobně jste je použili. Klasickým příkladem je anaglyf.
Anaglyph pochází z řeckého anáglyphos, což znamená sochařský reliéf s nízkým reliéfem. Mírně vyčnívá nad pozadí. Ve filmech k vám trochu trčí.
Tyto brýle používají barevná skla. Obvykle červená a azurová. Nebo červená a modrá. Podívejte se na anaglyfový obrázek bez brýlí. Vidíte dva překrývající se rámečky. Jeden má modrý odstín. Ten druhý je červený. Jsou vůči sobě posunuty.
Nasaďte si brýle. Červená čočka blokuje červené světlo. Umožňuje procházet pouze obrázky s modrým odstínem. Modrá čočka blokuje modré světlo. Propouští pouze obrázky s červeným nádechem.
Vaše levé oko vidí jeden snímek. Vaše pravé oko vidí to druhé.
Váš mozek je slepí dohromady. Vytváří jediný obraz s hloubkou. Ale pamatujete si na problém se zaostřováním? Vaše oči se stále dívají na obrazovku. Sbíhají se v bodě, který se neshoduje s fyzickým umístěním obrazovky. Iluze funguje. Napětí zůstává.
Polarizované světlo: čistší zážitek
Anaglyfy jsou levné, ale ošklivé. Barvy blednou. Ztrácíte detaily. Kina přešla na polarizaci.
Polarizační brýle filtrují světelné vlny na základě jejich orientace. Světlo vibruje všemi směry. Polarizační filtr blokuje všechny vlny kromě těch, které jsou zarovnány s jeho osou.
Projektor promítá na plátno dva obrazy. Jeden je polarizován horizontálně. Druhý je vertikální. Nebo se v moderním digitálním kině používá kruhová polarizace. Levý kruhový a pravý kruhový.
Brýle mají příslušné filtry.
Levá čočka přenáší pouze levotočivou kruhovou polarizaci. Pravá čočka přenáší pouze pravotočivou kruhovou polarizaci. Každé oko vidí pouze svůj vlastní obraz. Barvy zůstávají přesné. Kontrast zůstává vysoký. To je ta nejlepší zkušenost.
Je tu jedno upozornění. Polarizační brýle si k televizi do obýváku jen tak nekoupíte. Většina standardních obrazovek nepromítá polarizované světlo. Televizi byste museli překrýt speciální fólií. Nebo úplně vyměňte obrazovku. To je důvod, proč polarizace zůstává v kinech.
Alternativa s aktivními brýlemi
Pasivní brýle jsou pohodlné. Ale mají omezení. Oprávnění je sdílené. Každé oko přijímá pouze polovinu obrazu.
Aktivní brýle řeší tento problém pomocí baterií a závěrek. Jsou těžší. Jsou dražší. Ale poskytují jasnější obraz. Synchronizují se s televizorem zakrytím levé čočky při zobrazení pravého obrazu a poté přepnutím.
V další části se podíváme, jak synchronizaci zvládají aktivní brýle. Zatím si pamatujte, že brýle nejsou kouzla. Jsou to jen filtry na světlo.
Jak aktivní brýle vytvářejí efekt hloubky
Inženýři již dávno opustili používání plastových čoček s barevnými filtry. Novým standardem jsou aktivní brýle, které poskytují čistší a jasnější 3D obraz. Na rozdíl od anaglyfových brýlí, které zkreslují barvy, tyto brýle využívají k ovládání světla technologii displeje s tekutými krystaly (LCD). Nevyžadují také polarizační fólie na obrazovce. Místo toho kontrolují přesný čas, kdy každé oko vidí obraz.
Tyto brýle nejsou pasivním doplňkem. Jsou vybaveny infračervenými (IR) senzory, které se bezdrátově synchronizují s vaším televizorem. Na displeji se extrémně vysoké frekvence střídají dva mírně posunuté obrázky. Pokud se podíváte na obrazovku bez brýlí, uvidíte rozmazané překrytí dvou obrázků nad sebou.
Čočky z tekutých krystalů brýlí přepínají mezi čirým a neprůhledným stavem v dokonalé synchronizaci. Když se na obrazovce objeví obraz pravého oka, levá čočka ztmavne. Když se objeví obraz pro levé oko, proces se okamžitě opakuje obráceně. K blikání dochází příliš rychle na to, aby si ho mozek všiml. Váš mozek kombinuje dva samostatné pohledy do jednoho trojrozměrného obrazu.
Proč je obnovovací frekvence důležitá
Starší LCD a plazmové obrazovky tuto metodu nezvládaly dobře. Jejich rychlost aktualizace byla příliš nízká. Pokud by televizor nedokázal dostatečně rychle obnovit obraz, diváci by viděli, jak brýle blikají. To zničilo iluzi.
Moderní displeje tento problém vyřešily. Výrobci nyní uvolňují panely s extrémně vysokou obnovovací frekvencí. Tato rychlost je nezbytná. Poskytuje plynulé střídání snímků bez viditelných prodlev.
Televizory připravené na 3D
Vysoké rozlišení zde hraje důležitou roli. S aktivními brýlemi je snazší promítat HD 3D obraz než s pasivními brýlemi. Pasivní systém nutí televizor zobrazovat dva kompletní obrazy současně. Tím se zdvojnásobí množství dat zpracovávaných panelem v daném okamžiku.
Systém s aktivními brýlemi rychle střídá snímky. To znamená, že televizor potřebuje zpracovat pouze jednu sadu snímků najednou. Požadavky na šířku pásma jsou nižší. Výsledkem je jasnější obraz s menším zatížením zařízení.
Ne každý televizor je pro tento účel vhodný. Tato technologie vyžaduje k provozu specifické vybavení. Následující část se blíže podívá na přesně to, jaké modely a funkce umožňují, aby byl televizor skutečně připraven na 3D.
Aktivní 3D brýle nefungují se všemi televizory. Nemůžete je jen tak zapojit a očekávat zázrak. Hlavním problémem je synchronizace. Obrazovka rychle přepíná mezi obrazy levého a pravého oka. Čočky vašich brýlí by se měly otevírat a zavírat v dokonalé synchronizaci s těmito spínači. Pokud nejsou synchronizovány, uvidíte dvojité obrázky nebo vůbec nic. Zde se konektor stereoskopického synchronizačního signálu stává nepostradatelným.
Většina televizorů a monitorů, které podporují 3D, má speciální port právě pro tento účel. Jedná se o standardizovaný třípinový konektor. Jeden konec se připojuje k televizoru. Druhý konec je připojen k infračervenému (IR) zářiči. Toto malé zařízení je umístěno na vaší obrazovce a přenáší signály časování do vašich brýlí. Slouží jako most mezi tokem digitálního videa a fyzickou závěrkou na vašich objektivech.
Jak funguje synchronizační signál
Konektor je založen na tranzistor-tranzistorové logice (TTL). Jedná se o jednoduchý a spolehlivý elektrický standard. Jeden kontakt vede nízkonapěťové napájení. Druhý je mletý. Třetí kontakt vysílá samotný stereo synchronizační impuls. Tento impuls říká brýlím, kdy mají přepnout.
Ale tady je háček: ne všechny aktivní brýle jsou si rovny. Existují dva hlavní styly z rané 3D éry: E-D a ELSA. Vypadají podobně. Jejich ceny jsou podobné. Ale jsou neslučitelné.
Standard stereoskopického synchronizačního signálu pracuje s ovladači pro oba styly. Samotné brýle jsou však rozmarné. E-D emitor bude správně řídit pouze E-D brýle. Vysílač ELSA může brýle aktivovat, ale časování bude převrácené.
Přemýšlejte o tom, co se stane, když je smícháte. E-D vysílač vyšle signál: „Levá čočka, otevři. Brýle ELSA interpretují stejný signál jako: „Levá čočka, zavřete.“ Místo toho se otevře pravá čočka. Pro každé oko získáte opačný obrázek. Je to horší než zbytečné. Je vám z toho špatně.
Proč váš obsah nevypadá velký (zatím)
Máte televizi? Máte vysílač. Máš brýle. Stisknete play. A… plochý obrázek.
Zde přicházejí na scénu poskytovatelé obsahu. Televizor, který podporuje 3D, nemůže vytvořit objem z ničeho. Zdroj videa musí být optimalizován pro stereoskopické sledování. Některá studia natáčejí materiál zpočátku ve 3D. Používají duální objektivy nebo specializovaná nastavení. Záznam je připraven k prohlížení.
Jiní se snaží přeměnit stávající materiály. Postprodukční týmy mohou přidávat hloubkové mapy a offsetové vrstvy. Jedná se o proces náročný na práci. A často to vypadá nepřirozeně. Mnoho dodavatelů se rozhodlo integrovat 3D do výrobního procesu od prvního dne.
V současnosti je nejspolehlivějším způsobem zobrazení 3D obsahu prostřednictvím počítače. Připojte svůj počítač k 3D televizoru pomocí kabelu HDMI. Streamujte video z počítače. PC se stará o kódování a generování signálu. Televize to jen zobrazuje. Je to těžkopádné. Ale funguje to.
Budoucí vybavení může tento stav změnit. Pravděpodobně uvidíme DVD přehrávače a Blu-ray disky, které streamují nativní 3D signály přímo do televizorů. Kabeloví a satelitní poskytovatelé mohou do svých nabídek zahrnout i 3D vysílání. Do té doby si ale budete muset vystačit s náhradními řešeními.
Zobrazení objektivu
Zatímco aktivní brýle dominovaly rozhovorům v domácím kině, čočkové displeje nabízejí jinou cestu. Tyto obrazovky používají
Buďme upřímní. Zatímco holografická technologie zachycuje představivost, realita spotřebitelského 3D zobrazování není zdaleka ideální. Můžete zkusit lasery nebo promítanou mlhu, ale tyto metody jsou buď příliš úzké, nebo prostě nepraktické pro obývací pokoj. Neškálují. Neintegrují se. Selhají.
Existuje však jedna metoda, kterou jste již možná viděli, aniž byste si to uvědomovali. Viděl jsi ho na fotbalovém stadionu. Viděl jsi ho na firemním galavečeru. Je založen na obrazovce pokryté filmem ve tvaru čočky. To je pro běžné publikum nejblíže skutečnému 3D bez brýlí.
Jak fungují lentikulární displeje
Tajemství spočívá v čočkách. Jedná se o mikroskopické čočky zabudované do spodní strany speciální fólie pokrývající obrazovku. Na displeji se nezobrazuje jeden obrázek, ale dvě sady stejného obrázku propletené dohromady.
Zde je fyzika procesu. Čočky směřují světlo z obrazovky do vašich očí. Jedna čočka zaostří na obraz pro levé oko. Druhý je na obrázku pro pravé oko. Váš mozek přijímá tyto dvě různé perspektivy. Syntetizuje je. Vidíš tu hloubku.
Toto je optický trik, ale chytrý.
Většinu práce zde musí udělat tvůrci obsahu. Musí vytvořit speciální vázané soubory. Pokud se na tento stream podíváte na standardní LCD obrazovce, neuvidíte 3D. Uvidíte rozmazanou změť dvojitých obrázků. Systém je křehký. Vyžaduje to přesnost.
Problém „sweet spot“.
Je v tom háček. Velký. Displeje ve tvaru čočky spoléhají na sladké místo.
Abyste dosáhli účinku, musíte stát v určité poloze. Přesuňte se doleva. Obraz je rozmazaný. Přesuňte se doprava. Je to zkreslené. Udělejte krok k dalšímu „sladkému místu“ a celý obraz se znovu spojí. Je to jako procházet bludištěm světla.
Výrobci jsou si tohoto omezení vědomi. Někteří testují kamery, které sledují polohu vaší hlavy. Televizor upravuje obraz v reálném čase, abyste zůstali na správném místě. To je slibné. Co se ale stane, když se na něj dívají čtyři lidé? Technologie nezvládá dobře více diváků. Prozatím je to zkušenost pro jednu osobu.
Faktor kinetózy
I když zaujmete správnou polohu, vaše oči se mohou zlobit. Někteří uživatelé hlásí kinetózu již po několika minutách. Proč?
Jedná se o konflikt mezi akomodací a konvergencí. Vaše oči se soustředí na plochou obrazovku. Ale váš mozek se snaží konvergovat k 3D objektu, který neexistuje. Tento rozpor způsobuje napětí. Je to nepohodlné.
Na druhou stranu není potřeba kupovat brýle s aktivní závěrkou. Nemusíte nabíjet baterie. Nemusíte se bát, že byste přišli o plastové brýle za 200 dolarů. Tato jednoduchost má své kouzlo.
Je 3D TV přechodný trend nebo budoucnost?
Stane se 3D dalším standardem? Nebo je to cyklický trend, který přichází a odchází každých pár desetiletí, jako CRT nebo plazmové obrazovky? Na závěry je příliš brzy.
Technologie se zlepšuje. Rychlejší procesory. Nejlepší objektivy. Chytřejší sledování. Nemusí to trvat dlouho, než se instinktivně stáhnete, když hráč baseballu zasáhne čárový míček přímo do kamery. Nebo možná jen přijmeme fakt, že 3D je party trik, ne pro každodenní použití.
Hardware je připraven. Obsah je problematický. Publikum je skeptické. Čekáme, která strana vyhraje.
