О 3D-изображении в последнее время приходится слышать все чаще. Выходят суперкассовые фильмы в трехмерном формате, на полках магазинов появляются 3D-телевизоры, в Минске уже открылось несколько 3D-кинотеатров. Оно и понятно. Обычное двухмерное изображение на экранах уже достигло такого уровня, что совершенствоваться дальше, казалось бы, некуда. Экраны идеально плоские, отдельные пикселы невооруженным глазом практически неразличимы, частота обновления картинки такова, что воспринимается комфортно практически при любых условиях, и т.д. Но ведь стремление человека к лучшему никуда не делось. И как следствие этого, трехмерное изображение начинает потихоньку завоевывать рынок. Сейчас мы поговорим о том, какие принципы лежат в основе 3D-изображения, о преимуществах и недостатках каждого из этих принципов; об оборудовании, необходимом для просмотра 3D в домашних условиях, и о перспективах развития 3D.

Два глаза - роскошь?

Зрение большинства живых существ на планете бинокулярное, то есть в процессе восприятия картинки участвуют два глаза. Чтобы видеть окружающие предметы, по большому счету достаточно и одного глаза, в этом легко убедиться, просто зажмурив один глаз. :) Однако, природа очень рациональна, и отнюдь не поступила расточительно, наделив нас двумя оптическими устройствами под названием "глаз". Все дело в том, что благодаря двум глазам, а точнее, разным углам, под которыми каждый глаз воспринимает окружающий мир, мы видим предметы объемными, а не плоскими, можем "на глаз" прикидывать расстояние до предметов и скорость их движения. Эти навыки весьма полезны для добывания пищи и выживания. Поэтому живые существа, наделенные двумя глазами, имели преимущество перед одноглазыми.

На первый взгляд, создать объемное изображение на плоском экране невозможно. Ведь, как ни крути, расстояние от каждого глаза до картинки на экране будет примерно одинаковым, и никакой объемности не получится. Однако люди научились обманывать природу путем создания на экране картинок отдельно для левого и для правого глаза. В этом и заключается основной принцип создания трехмерного изображения на плоском экране, общий для всех технологий 3D. А вот способы технической реализации этого принципа различаются. Поговорим о некоторых из них подробнее.

Анаглиф

Пожалуй, это самый доступный для массового потребителя метод передачи 3D-изображения. Суть его в том, что изображение для левого и правого глаза разделяется на 2 картинки красного и синего (иногда сине-зеленого) цветов, соответственно. Затем эти две картинки накладываются друг на друга. Если смотреть на такое изображение через очки, у которых левое стекло красное, а правое - синее, то каждый глаз будет видеть только то, что ему положено, и у зрителя будет создаваться иллюзия трехмерного изображения. При этом картинка, если смотреть на нее без очков, будет выглядеть размыто и неприглядно. Иногда вместо красно-синего используется желто-синий анаглиф, но красно-синий считается более естественным, так как передаваемая им гамма цветового спектра шире.

Пример 3D-картинки для анаглифических очков

Разумеется, когда речь идет не о статичной картинке, а о движущемся изображении (кино), то создателям таких 3D-шедевров необходимо обрабатывать каждый кадр. Ранее применялась практика простого окрашивания картинки в красный и синий цвета и небольшого сдвига одного из изображений по горизонтальной оси. То есть, практически любой уже существующий фильм можно сделать трехмерным. Однако изображение получается не очень реалистичное. Более правильно снимать сцену специальной камерой с двумя объективами. В результате получаются два видеоряда, снятые под слегка разными углами. После их наложения друг на друга и рождается настоящая трехмерная картинка.

Безусловным достоинством анаглифа является его доступность: картонные очки с цветными стеклами стоят менее 1 USD. В настоящее время на DVD выпускаются фильмы, сделанные в подобной технике. Зачастую в комплекте с диском продается одна или две пары анаглифических очков. Демонстрировать анаглифическое изображение можно на любом цветном телевизоре или мониторе. Дополнительных устройств для этого не требуется.

Картонные анаглифические очки, поставляющиеся в комплекте с DVD

Недостатком анаглифа является то, что при данном методе цветопередача оставляет желать лучшего, так как цветовая палитра несколько блекнет из-за использования цветных стекол.

Затворные очки

Если предыдущий метод получения трехмерного изображения можно назвать пассивным, то система с использованием затворных очков является активной. Принцип ее работы состоит в следующем: на экране поочередно появляется картинка то для левого, то для правого глаза, а специальные очки делают непрозрачным то правое, то левое стекло. Таким образом, у зрителя создается цельная объемная картинка. Затемнение стекол осуществляется, как правило, посредством жидких кристаллов, а синхронизируются такие очки с источником изображения через инфракрасный канал.

По сравнению с анаглифическими очками, цветопередача у затворных не страдает, однако немного снижается яркость воспринимаемой картинки. Кроме того, вдвое уменьшается частота обновления изображения: чтобы зритель видел картинку с частотой 60 кадров в секунду, нужно демонстрировать ее с частотой 120 кадров. Также к недостаткам систем, основанных на применении затворных очков, следует отнести их высокую стоимость (одни только очки стоят от 120 USD) и необходимость в использовании специального телевизора, оснащенного каналом синхронизации с очками. Телевизоры, к слову, тоже не дешевы. Модель LGLX9500 с диагональю 47" в Минске можно купить за 2700 USD. Достоинством же этого метода создания трехмерной картинки является достаточно высокое качество изображения и его реалистичность.

Перспективы 3D

Описанные методы создания трехмерного изображения отнюдь не исчерпывающи, просто они наиболее распространены на сегодняшний день. Однако существуют вовсе экзотические разработки, например, с использованием камер, которые следят за положением каждого глаза. Ну а наиболее перспективными представляются решения, в которых не требуется использование очков вовсе. Например, в Японии в самом конце 2010 года фирма Toshiba выпустила в продажу телевизоры Regza 12GL1 и 20GL1 с диагоналями, соответственно, 12" и 20".

В основу работы этих моделей положена специально разработанная технология с использованием необычных линз, которые с одной стороны выглядят как обычная линза, а с другой - представляют собой 9-гранную призму. Напротив каждой грани расположен отдельный пиксел, как в обычном ЖКИ-дисплее. Разумеется, и линзы, и пикселы имеют микроскопические размеры. При взгляде на такой экран с разных ракурсов глаз видит разные физические пикселы, благодаря чему и создается трехмерный эффект. Матрица дисплея 20-дюймовой модели телевизора имеет разрешение 3480х2400 пикселов, что гораздо выше, чем у продвинутых моделей 2D-телевизоров формата Full HD. Но из-за того, что один видимый пиксел обслуживают 9 физических - воспринимаемое разрешение картинки в 9 раз ниже. Остается добавить, что за пределами Японии описываемые модели пока не продаются, а в самой Стране восходящего солнца стоят 1500 USD и 2900 USD за 12" и 20" модели, соответственно. Выпустить модели с большими диагоналями Toshiba обещает не ранее 2015 года.

Таким образом, на сегодняшний день для потребителя более-менее доступными способами просмотра трехмерного изображения являются анаглифические и затворные очки. В Сети уже можно найти достаточно много фильмов и игр, предназначенных для такого способа просмотра. Восприятие трехмерной, а не плоской картинки, более естественно для человека, поэтому технологии 3D будут совершенствоваться и становиться доступнее.

Дмитрий МАКАРСКИЙ