Seit seiner Gründung hat das Fernsehen einen radikalen Wandel durchgemacht. Wir haben den Wandel von körnigen Schwarzweißübertragungen zu lebendigen Farbbildschirmen beobachtet. Die Hersteller waren dann auf der Suche nach größeren Formaten und experimentierten mit Projektionsmethoden, die schließlich zur Revolution der Flachbildschirme führten. In den letzten zwanzig Jahren sind LCD- und Plasma-Panels von raumfüllenden Kisten zu schlanken, nur wenige Zentimeter dicken Platten geschrumpft. Wir besitzen mittlerweile 61-Zoll-Geräte, die hochauflösendes Fernsehen (HDTV) so scharf und lebendig wiedergeben können, dass die einzelnen Pixel verschwinden. Das Bild fühlt sich solide an. Real.
Aber wenn ein Bildschirm groß genug ist, um eine Wand zu ersetzen, wohin geht die Innovation als nächstes?
Die Antwort kommt Ihnen vielleicht bekannt vor, denn es handelt sich um alte Nachrichten in neuem Gewand. Die Rede ist vom 3D-Fernsehen.
Der historische Zyklus von 3D
Dies ist nicht das erste Mal, dass die Branche versucht, uns in die dritte Dimension zu entführen. Das Publikum wurde erstmals 1922 mit der Veröffentlichung von „The Power of Love“ mit der 3D-Technologie konfrontiert. Ob die Menschen es damals für eine Neuheit oder eine Spielerei hielten, ist der Geschichte nicht bekannt, aber es löste eine zyklische Faszination aus, die nicht sterben will.
Der nächste große Boom kam in den 1950er Jahren. Die Studios versuchten verzweifelt, Kinobesucher von ihren Wohnzimmerkulissen wegzulocken. Sie verließen sich nicht nur auf visuelle Elemente; sie verließen sich auf das Spektakel. B-Movie-Produzenten führten Dutzende Gimmicks ein, um das immersive Erlebnis zu verbessern. Einige Theater installierten Vibrationsplatten in den Sitzen, um Stöße zu simulieren. Andere ließen während der Vorführungen aufblasbare Skelette an Seilrutschen hinuntergleiten. Im Vergleich zu diesen chaotischen Stunts wirkte das Tragen einer Anaglyphenbrille aus Pappe harmlos.
3D im Home-Entertainment-Markt
Trotz der langen Geschichte Hollywoods mit dem Format hatte 3D Mühe, im Home-Entertainment einen deutlichen Einbruch zu erzielen. Wir haben sporadische 3D-Fernsehserien und Sondersendungen gesehen. Es gibt einen Nischenmarkt für 3D-DVDs. Für die meisten Verbraucher blieb es jedoch eher eine Kuriosität als ein Standard.
Die Anzeichen der Consumer Electronics Show 2009 deuteten jedoch auf eine Verschiebung hin. Die Beliebtheit bestimmter 3D-Exponate zeigte, dass es den Herstellern ernst war, diese Technologie ins Wohnzimmer zu bringen. Das Ziel bestand nicht nur darin, einen Film zu zeigen; Es ging darum, eine so überzeugende Illusion zu erzeugen, dass die Betrachter die Bilder auf ihren Bildschirmen berühren könnten.
Sehen in drei Dimensionen
Warum Flachbildschirme flach aussehen (und wie wir das beheben)
Du starrst auf einen Apfel. Es hat Volumen. Man kann darum herumlaufen. Schauen Sie sich nun ein Foto dieses Apfels auf Ihrem Monitor an. Es ist ein Rechteck aus Pixeln. Die Kanten sind scharf. Die Tiefe ist weg. Warum akzeptiert Ihr Gehirn den echten Apfel als 3D-Objekt, lehnt aber die digitale Version als flach ab?
Es kommt auf Konvergenz an.
Wenn Sie etwas aus der Nähe betrachten, richten sich Ihre Augen körperlich nach innen. Die in jedes Auge eintretenden Lichtstrahlen sind nicht mehr parallel. Sie kreuzen. Ihr Gehirn misst diesen Kreuzungswinkel. Es berechnet die Anstrengung Ihrer Augenmuskeln. Das Gehirn nutzt diese Daten, um die Entfernung abzuschätzen. Mehr Konvergenz bedeutet größere Nähe.
Ein Fernsehbildschirm durchbricht diese Schleife. Der Bildschirm ist eine feste Ebene, normalerweise zwei Meter entfernt. Aber ein 3D-Film sagt Ihrem Gehirn, dass das Objekt einen Meter vor dem Glas schwebt. Ihre Augen richten sich auf das nahe Objekt, konzentrieren sich aber auf den entfernten Bildschirm. Dieses Missverhältnis ist der Grund, warum 3D Ihnen Kopfschmerzen bereitet. Es entsteht ein Sinneskonflikt. Deine Augen tun eine Sache. Dein Gehirn nimmt einen anderen wahr.
Die Technologie löst dieses Problem, indem sie jedem Auge ein etwas anderes Bild zuführt. Aber wie trennt man diese Bilder, damit sie nicht unscharf werden? Sie filtern das Licht.
Passive Brillen und der Farbtrick
In der Geschäftswelt fallen Gläser in zwei Eimer. Passiv. Aktiv.
Passive Brillen sind günstig. Sie verlassen sich auf einfache Physik. Sie haben sie wahrscheinlich verwendet. Das klassische Beispiel ist die Anaglyphe.
Anaglyphe kommt vom griechischen Wort anáglyphos und bedeutet Flachreliefskulptur. Es ragt leicht aus dem Hintergrund hervor. Im Film projiziert es leicht in Ihr Gesicht.
Diese Brillen verwenden farbige Gläser. Normalerweise Rot und Cyan. Oder rot und blau. Betrachten Sie ein Anaglyphenbild ohne Brille. Sie sehen zwei überlappende Rahmen. Einer hat einen Blaustich. Der andere hat Rot. Sie sind versetzt.
Setzen Sie die Brille auf. Die rote Linse blockiert das rote Licht. Es lässt nur das blaustichige Bild durch. Die blaue Linse blockiert das blaue Licht. Es lässt nur das rotstichige Bild durch.
Ihr linkes Auge sieht ein Bild. Dein rechtes Auge sieht das andere.
Ihr Gehirn fügt sie zusammen. Es entsteht ein einzelnes Bild mit Tiefe. Aber erinnern Sie sich an das Fokusproblem? Deine Augen starren immer noch auf den Bildschirm. Sie laufen an einem Punkt zusammen, der nicht mit der physischen Position des Bildschirms übereinstimmt. Die Illusion funktioniert. Die Belastung bleibt bestehen.
Polarisiertes Licht: Ein saubereres Erlebnis
Anaglyphen sind billig, aber hässlich. Die Farben sind ausgewaschen. Sie verlieren Details. Die Kinos zogen weiter. Sie nutzen Polarisation.
Polarisierte Brillen filtern Lichtwellen basierend auf ihrer Ausrichtung. Licht schwingt in alle Richtungen. Ein Polarisationsfilter blockiert alle Wellen außer denen, die mit seiner Achse ausgerichtet sind.
Der Projektor wirft zwei Bilder auf die Leinwand. Einer ist horizontal polarisiert. Der andere vertikal. Oder sie nutzen im modernen digitalen Kino die Zirkularpolarisation. Linkskreisförmig und rechtskreisförmig.
Die Brille verfügt über entsprechende Filter.
Die linke Linse lässt nur linkszirkulares Licht durch. Die rechte Linse lässt nur rechtskreisförmiges Licht durch. Jedes Auge sieht nur das ihm zugewiesene Bild. Die Farben bleiben erhalten. Der Kontrast bleibt hoch. Es ist eine bessere Erfahrung.
Es gibt einen Haken. Sie können nicht einfach eine polarisierte Brille für Ihren Wohnzimmerfernseher kaufen. Die meisten Standardbildschirme projizieren kein polarisiertes Licht. Sie müssten den Fernseher mit einer speziellen Folie überziehen. Oder tauschen Sie den Bildschirm komplett aus. Deshalb bleibt die Polarisierung in den Kinos.
Die aktive Alternative
Passive Brillen sind praktisch. Aber sie haben Grenzen. Die Auflösung ist geteilt. Jedes Auge bekommt nur die Hälfte des Bildes mit.
Aktive Brillen lösen dieses Problem durch den Einsatz von Batterien und Verschlüssen. Sie sind schwerer. Sie kosten mehr. Aber sie liefern ein schärferes Bild. Sie synchronisieren sich mit dem Fernseher, schließen das linke Objektiv, während das rechte Bild angezeigt wird, und schalten dann um.
Wir werden uns im nächsten Abschnitt ansehen, wie aktive Brillen die Synchronisierung handhaben. Denken Sie vorerst daran, dass die Brille keine Zauberei ist. Es sind lediglich Lichtfilter.
Wie aktive Brillen Tiefe schaffen
Schon vor Jahren verließen sich Ingenieure nicht mehr auf farbige Kunststofflinsen. Der neue Standard verwendet aktive Brillen, um ein klareres, schärferes 3D-Erlebnis zu bieten. Im Gegensatz zu Anaglyphenbrillen, die Farben auswaschen, verwenden diese zur Manipulation des Lichts die Flüssigkristallanzeige (LCD)-Technologie. Sie brauchen auch keine Polarisationsfolien auf dem Bildschirm. Stattdessen steuern sie genau, wann jedes Auge die Anzeige sieht.
Die Brillen sind keine passiven Requisiten. Sie verfügen über Infrarot-Sensoren (IR), die sich drahtlos mit Ihrem Fernseher synchronisieren. Die Anzeige wechselt unglaublich schnell zwischen zwei leicht versetzten Bildern. Wenn Sie ohne Brille auf den Bildschirm schauen, sehen Sie ein verschwommenes Durcheinander aus zwei übereinanderliegenden Bildern.
Die LCD-Gläser in der Brille wechseln perfekt synchron zwischen transparent und undurchsichtig. Wenn das Bild des rechten Auges auf dem Bildschirm angezeigt wird, wird die linke Linse schwarz. Für das Bild für das linke Auge wird die Umkehrung sofort durchgeführt. Das Flackern erfolgt zu schnell, als dass Ihr Gehirn es bemerken könnte. Ihr Geist verschmilzt die beiden getrennten Ansichten zu einem einzigen 3D-Bild.
Warum Aktualisierungsraten wichtig sind
Alte LCD- und Plasmabildschirme hatten mit dieser Methode Probleme. Ihre Bildwiederholraten waren zu langsam. Wenn der Fernseher das Bild nicht schnell genug aktualisieren könnte, würden die Zuschauer sehen, wie die Brille flackert. Es hat die Illusion gebrochen.
Moderne Displays haben dieses Problem gelöst. Hersteller produzieren mittlerweile Panels mit unglaublich schnellen Bildwiederholraten. Diese Geschwindigkeit ist unerlässlich. Dadurch wird sichergestellt, dass die abwechselnden Bilder reibungslos und ohne sichtbare Ruckler ablaufen.
3-D-fähige Fernseher
Dabei spielt High Definition eine große Rolle. Mit einer aktiven Brille ist es einfacher, 3D in HD zu projizieren als mit einer passiven. Ein passives System zwingt den Fernseher dazu, zwei Vollbilder gleichzeitig anzuzeigen. Dadurch verdoppelt sich die Datenlast auf dem Panel zu jedem Zeitpunkt.
Ein aktives Brillensystem wechselt die Bilder schnell. Das bedeutet, dass der Fernseher jeweils nur einen Bildsatz verarbeiten muss. Der Bandbreitenbedarf ist geringer. Das Ergebnis ist ein klareres Bild bei geringerer Belastung der Hardware.
Nicht jeder Fernseher ist dafür geeignet. Damit dies funktioniert, benötigen Sie spezielle Hardware. Im nächsten Abschnitt wird genau erläutert, welche Modelle und Funktionen einen Fernseher wirklich 3D-fähig machen.
Aktive 3D-Brillen funktionieren nicht mit jedem Fernseher. Sie können sie nicht anschließen und Magie erwarten. Das Kernproblem ist die Synchronisation. Der Bildschirm wechselt schnell zwischen den Bildern für das linke und das rechte Auge. Die Gläser Ihrer Brille müssen sich im perfekten Gleichschritt mit diesen Klappen öffnen und schließen lassen. Wenn sie nicht synchron sind, bekommen Sie Doppelbilder oder gar nichts. An dieser Stelle ist der stereoskopische Synchronisationssignalanschluss nicht mehr verhandelbar.
Die meisten 3D-fähigen Fernseher und Monitore verfügen genau für diesen Zweck über einen speziellen Anschluss. Es handelt sich um einen standardisierten dreipoligen Stecker. Sie schließen ein Ende an den Fernseher an. Das andere Ende wird mit einem Infrarotsender (IR) verbunden. Dieses kleine Gerät sitzt oben auf Ihrem Bildschirm und sendet Zeitsignale an Ihre Brille. Es ist die Brücke zwischen dem digitalen Videostream und dem physischen Verschluss Ihrer Objektive.
So funktioniert das Sync-Signal
Der Steckverbinder basiert auf der Transistor-Transistor-Logik (TTL). Es handelt sich um einen einfachen, robusten elektrischen Standard. Ein Pin führt Niederspannungsstrom. Ein anderer ist Boden. Der dritte Pin überträgt den eigentlichen Stereo-Synchronimpuls. Dieser Impuls teilt der Brille mit, wann sie wechseln soll.
Aber hier ist der Haken: Nicht alle aktiven Brillen sind gleich. Es gibt zwei dominierende Stile aus der frühen 3D-Ära: E-D und ELSA. Sie sehen ähnlich aus. Sie kosten ähnliche Beträge. Aber sie sind nicht kompatibel.
Der stereoskopische Synchronsignalstandard funktioniert mit Sendern für beide Stile. Allerdings sind die Gläser selbst wählerisch. Ein E-D-Emitter treibt nur E-D-Brillen korrekt an. Ein ELSA-Emitter könnte die Brille auslösen, aber das Timing wird umgekehrt.
Überlegen Sie, was passiert, wenn Sie sie mischen. Der E-D-Emitter sendet ein Signal mit der Meldung „Linke Linse, offen.“ Die ELSA-Brille interpretiert dasselbe Signal als „Linke Linse, nah.“ Stattdessen öffnet sich das rechte Objektiv. Sie erhalten für jedes Auge das entgegengesetzte Bild. Es ist schlimmer als nutzlos. Es ist widerlich.
Warum Ihre Inhalte (noch) nicht dreidimensional aussehen
Du hast den Fernseher. Sie haben den Emitter. Du hast die Brille. Du drückst Play. Und… Flachheit.
Hier kommen Content-Anbieter ins Spiel. Ein 3D-fähiger Fernseher kann keine Tiefe aus dem Nichts erzeugen. Die Videoquelle muss für die stereoskopische Anzeige optimiert sein. Einige Studios drehen nativ in 3D. Sie verwenden Doppelobjektive oder spezielle Rigs. Das Filmmaterial ist fertig.
Andere versuchen, vorhandenes Filmmaterial zu konvertieren. Postproduktionsteams können Tiefenkarten hinzufügen und Ebenen verschieben. Es ist arbeitsintensiv. Und es sieht oft künstlich aus. Viele Anbieter ziehen es vor, 3D vom ersten Tag an in die Produktionspipeline zu integrieren.
Derzeit ist die zuverlässigste Möglichkeit, 3D-Inhalte anzusehen, der Computer. Verbinden Sie Ihren PC über ein HDMI-Kabel mit Ihrem 3D-fähigen Fernseher. Streamen Sie das Video von Ihrem Computer. Der PC übernimmt die Kodierung und Signalerzeugung. Der Fernseher zeigt es einfach an. Es ist klobig. Aber es funktioniert.
Zukünftige Hardware könnte dies ändern. Wir werden wahrscheinlich DVD-Player und Blu-ray-Discs sehen, die native 3D-Signale direkt an Fernseher senden. Kabel- und Satellitenanbieter integrieren möglicherweise sogar 3D-Übertragungen in ihr Angebot. Aber bis dahin bleiben Sie bei der Problemumgehung.
Linsenförmige Displays
Während aktive Brillen das Heimkino-Gespräch dominieren, bieten Lentikular-Displays einen anderen Weg. Diese Bildschirme verwenden
Seien wir ehrlich. Während holografische Technologie die Fantasie anregt, ist die Realität von Verbraucher-3D chaotisch. Sie können es mit Lasern oder projiziertem Nebel versuchen, aber diese Methoden sind entweder zu nischenhaft oder für das Wohnzimmer einfach unpraktisch. Sie skalieren nicht. Sie integrieren sich nicht. Sie scheitern.
Aber es gibt eine Methode, die Sie tatsächlich gesehen haben, auch wenn Sie sie nicht bemerkt haben. Sie haben es in einem Fußballstadion gesehen. Sie haben es bei einer Firmengala gesehen. Es basiert auf einem mit Lentikularfolie beschichteten Bildschirm. Damit sind wir dem echten, brillenfreien 3D für ein Massenpublikum am nächsten gekommen.
Wie Lentikular-Displays funktionieren
Das Geheimnis liegt in den Linsen. Hierbei handelt es sich um mikroskopisch kleine Linsen, die auf der Basisseite einer speziellen Folie eingebettet sind, die den Bildschirm bedeckt. Das Display zeigt kein einziges Bild an. Es zeigt zwei Sätze desselben Bildes, die miteinander verschachtelt sind.
Hier ist die Physik. Die Linsen leiten das Licht vom Bildschirm auf Ihre Augen. Eine Linse fokussiert auf das Bild des linken Auges. Ein anderer konzentriert sich auf das Bild des rechten Auges. Ihr Gehirn empfängt diese beiden unterschiedlichen Perspektiven. Es synthetisiert sie. Du siehst Tiefe.
Es ist ein optischer Trick, aber ein cleverer.
Die Ersteller von Inhalten müssen hier die schwere Arbeit leisten. Sie müssen spezielle Interlaced-Dateien erstellen. Wenn Sie diesen Feed auf einem Standard-LCD betrachten würden, würden Sie kein 3D sehen. Sie würden ein verschwommenes Durcheinander von Doppelbildern sehen. Das System ist fragil. Es erfordert Präzision.
Das Sweet-Spot-Problem
Es gibt einen Haken. Ein großes. Lentikulardisplays sind auf einen „Sweet Spot“ angewiesen.
Sie müssen in einer bestimmten Position stehen, um den Effekt zu erzielen. Bewegen Sie sich nach links. Das Bild verschwimmt. Bewegen Sie sich nach rechts. Es verzerrt. Betreten Sie den nächsten Sweet Spot und das zusammenhängende Bild fügt sich wieder zusammen. Es ist, als würde man durch ein Labyrinth aus Licht gehen.
Hersteller wissen, dass dies eine Einschränkung darstellt. Einige testen Kameras, die Ihre Kopfposition verfolgen. Der Fernseher passt das Bild in Echtzeit an, damit Sie immer im Mittelpunkt bleiben. Es ist vielversprechend. Aber was passiert, wenn vier Leute zuschauen? Die Technik hat Probleme mit mehreren Zuschauern. Im Moment ist es ein Solo-Erlebnis.
Der Reisekrankheitsfaktor
Selbst wenn Sie die richtige Position einnehmen, könnten Ihre Augen rebellieren. Einige Benutzer berichten bereits nach wenigen Minuten von Reisekrankheit. Warum?
Es ist der Konflikt zwischen Fokus und Konvergenz. Ihr Blick richtet sich auf den Flachbildschirm. Aber Ihr Gehirn versucht, sich auf ein 3D-Objekt zu konzentrieren, das nicht vorhanden ist. Dieses Missverhältnis führt zu Belastungen. Es ist unangenehm.
Auf der anderen Seite müssen Sie keine aktive Shutterbrille kaufen. Sie müssen die Batterien nicht aufladen. Sie müssen sich keine Sorgen machen, dass Sie ein Paar Kunststoffrahmen im Wert von 200 US-Dollar verlieren. Es gibt einen Appell an diese Einfachheit.
Ist 3D-TV eine Modeerscheinung oder die Zukunft?
Wird 3D der nächste Standard? Oder handelt es sich um einen zyklischen Trend, der wie bei CRTs oder Plasmabildschirmen alle paar Jahrzehnte ein- und ausgeht? Es ist zu früh, um anzurufen.
Die Technologie verbessert sich. Schnellere Prozessoren. Bessere Objektive. Intelligentere Verfolgung. Es kann nicht lange dauern, bis Sie sich instinktiv ducken, wenn ein Baseballspieler eine Line Drive in Richtung Kamera schlägt. Oder vielleicht akzeptieren wir einfach, dass 3D ein Partytrick und kein Alltagsgegenstand ist.
Die Hardware ist fertig. Der Inhalt ist knifflig. Das Publikum ist skeptisch. Wir warten ab, welche Seite gewinnt.
