Formato 3d cosa. Suggerimenti per l'utente

Cos'è il 3D?

3D (leggi come tre de) è un'immagine collettiva che comprende molti concetti. Molto spesso significa una tecnologia per creare e visualizzare un'immagine tridimensionale.

Di solito, una persona vede un'immagine piatta su un monitor o una TV, perché Lo schermo stesso è piatto e ha solo due dimensioni: larghezza e altezza. Nel mondo che ci circonda esiste anche una terza dimensione: la profondità. Una persona distingue facilmente un'immagine piatta dalla realtà.

Pertanto, gli ingegneri sono alla ricerca di diversi modi per creare un'immagine artificiale che abbia 3 dimensioni e sia il più vicino possibile alla realtà.

Questa immagine si chiama Immagine 3D. Il nome deriva, se non sbaglio, dalla frase in inglese "thhird dimension" - la terza dimensione - 3D.

In una forma semplificata, la visione umana può essere rappresentata come segue.

Ogni occhio riceve la propria immagine, e queste immagini sono diverse, e il cervello già “assembla” un'immagine tridimensionale da queste due immagini. Per questo motivo possiamo percepire tutte e tre le dimensioni. Entrambi gli occhi vedono l'immagine dallo schermo allo stesso modo, quindi comprendiamo che si tratta di un'immagine piatta.

In connessione con questa disposizione della nostra visione, l'approccio principale per creare immagini tridimensionali vicine al reale è diventato il metodo per creare immagini diverse per ciascun occhio.

Un esempio potrebbe essere immagini stereoscopiche O stereogrammi.

A prima vista, su di essi è visibile solo una macchia di colore sfocata e indefinita. Tuttavia, quando la visione è sfocata, quando gli occhi ricevono un'immagine diversa, il cervello "aggiungerà" queste immagini e tu "vedrai" un'immagine 3D.

Ecco un esempio di tali immagini e diversi modi per imparare a sfocare gli occhi http://illuziya.com/index.php/site/comments/n_539/.

Io stesso potevo guardare queste foto quando ero a scuola, ora non posso più, non riesco a sfocare correttamente gli occhi.

Come puoi vedere, questo metodo presenta notevoli inconvenienti: non tutte le persone possono imparare a vedere tali immagini; per un'immagine che cambia (gioco o film), questo metodo non funzionerà.

Metodo successivo- si tratta della creazione di immagini separatamente per gli occhi sinistro e destro e quindi della loro visualizzazione, rispettivamente, per gli occhi sinistro e destro. Questo metodo è utilizzato principalmente nei cinema.

Creare singole immagini è relativamente semplice: con lo sviluppo della tecnologia digitale, un film viene immediatamente girato su due fotocamere adiacenti o un fotogramma normale viene diviso in 2 in modo speciale - per ciascun occhio. Nel cinema stesso, lo spettatore deve indossare occhiali speciali che permettono a ciascun occhio di vedere solo la “propria” immagine. Di conseguenza, lo spettatore vede un'immagine tridimensionale.

Questi occhiali speciali sono di diversi tipi. Uno di essi è occhiali polarizzati.

Polarizzazione della luceè una trasformazione speciale della luce ordinaria. La polarizzazione viene utilizzata nella scienza e nella tecnologia, ma a volte trova applicazione nella vita di tutti i giorni.

Quando si utilizza la polarizzazione, la luce del proiettore cinematografico cambierà in modo tale che i raggi diretti sullo schermo, ad esempio, attraverso la lente sinistra, siano percepiti solo dall'occhio sinistro e si estinguano completamente per l'occhio destro, e viceversa viceversa per l'obiettivo giusto. Per tali occhiali è necessario creare due immagini separate.

Tali occhiali vengono utilizzati, ad esempio, nei cinema. IMAX 3D. Questo metodo richiede attrezzature costose, ma per lo spettatore un'immagine del genere è migliore di tutti gli altri metodi e il carico aggiuntivo sugli occhi (rispetto a un cinema convenzionale) è minimo.

Un altro tipo di occhiali è anaglifo.

Si tratta di occhiali che hanno lenti di diversi colori, solitamente quella di sinistra è rossa e quella di destra è blu. Potrebbero esserci altri colori.

Ecco un esempio di tali occhiali:

Per tali occhiali viene utilizzata un'immagine modificata.

Il significato generale della modifica è questo: ne vengono create 2 aggiuntive per l'immagine principale, che sono dipinte nei toni del rosso e del blu e che vengono spostate a sinistra ea destra rispetto a quella principale di una certa distanza. Quindi le immagini principali e aggiuntive vengono combinate in modo speciale.

Puoi anche creare un'immagine anaglifica da due immagini. Ad esempio, per foto scattate da due punti adiacenti. Su Internet, la domanda "come creare un anaglifo" fornisce molti collegamenti alla descrizione del metodo e ai programmi per lavorare con le foto.

Ecco un esempio di un'immagine anaglifica:

Questo metodo può essere utilizzato nei cinema convenzionali. Questa opzione è molto più economica rispetto agli occhiali polarizzati.

Uno svantaggio significativo degli occhiali anaglifi è la diminuzione della luminosità dell'immagine, che crea ulteriore sforzo agli occhi per visualizzare l'immagine. Pertanto, questo metodo è di scarsa utilità per le immagini scure.

Monitor 3D e TV.

I monitor 3D funzionano con gli occhiali. Vengono utilizzati occhiali con otturatore stereoscopico. E il monitor deve avere una frequenza di aggiornamento (scansione verticale o sincronizzazione verticale) di almeno 120 Hz.

Il principio di funzionamento della modalità 3D è il seguente: viene mostrata a turno un'immagine diversa per l'occhio sinistro e quello destro. Il monitor visualizza ciascuna immagine 60 volte al secondo in modo che la qualità non si deteriori.

Pertanto, è necessaria una frequenza minima di 120 Hz. E gli occhiali sono collegati al monitor e trasmettono l'immagine alternativamente anche agli occhi sinistro e destro. I televisori 3D completi di occhiali funzionano in modo simile.

I televisori 3D senza occhiali contengono uno strato aggiuntivo sullo schermo che, quando attivato, crea un'immagine 3D. Lo svantaggio è che questa immagine è visibile da una piccola area dello spazio davanti alla TV. Non puoi più guardare il 3D di una grande azienda.

Nvidia ha persino rilasciato un kit speciale che si collega a un PC. Questo set include occhiali con otturatore attivo e un hub dedicato. Tutto questo è collegato ad un PC con una potente scheda grafica Nvidia e un monitor da 120Hz.

Di conseguenza, ci viene promesso il 3D, come in un cinema. Ecco una descrizione di questo prodotto: http://www.nvidia.ru/object/3d-vision-main-ru.htm

Attualmente, gli scienziati stanno lavorando alla creazione di un sistema in grado di creare un'immagine completamente tridimensionale nello spazio, e ci sono già i primi risultati: http://www.3dnews.ru/news/619900

3D sul computer.

Attualmente ci sono molti giochi in cui viene creata una realtà tridimensionale. Fondamentalmente si tratta di "sparatutto", cioè. giochi in cui devi correre e sparare molto con lo sguardo "come dagli occhi" dell'eroe. Tuttavia, un'immagine del genere non è percepita come una vera tridimensionale.

A poco a poco, i programmatori hanno capito come "aggiungere" il 3D ai giochi. La prima volta che ho visto un'opportunità del genere nel gioco "King's Bounty: La principessa con l'armatura"(sito del gioco http://princess.kingsbounty.ru/).

Probabilmente l'opzione più semplice è implementata lì: utilizzando gli occhiali anaglifi. Ho comprato subito il gioco completo di occhiali. Nel gioco stesso c'è un'opzione per abilitare la modalità 3D. Dopo aver abilitato questa opzione, puoi indossare gli occhiali e vedere un'immagine tridimensionale.

Il sito ag.ru ha una sezione con screenshot stereo di questo gioco. Devi visualizzarli in stereo anaglifi, rosso e blu. Ecco il link.

Dato che il gioco stesso è luminoso e leggero (non fa paura nemmeno nei sotterranei), il passaggio alla modalità 3D non peggiora l'immagine.

Dopo un po' ho saputo del programma driver iz3D. Sito dello sviluppatore: http://www.iz3d.com/.

Questo programma viene installato in aggiunta al sistema operativo e consente di configurare il driver video in modo che funzioni in una delle modalità 3D, a seconda del monitor o della TV.

Nelle impostazioni c'è anche la modalità più semplice: anaglifo. Per passare a questa modalità e configurarla, sono disponibili diverse combinazioni di tasti. Quando si utilizza questa modalità, il frame rate (FPS - fotogramma al secondo) diminuisce di circa la metà.

Un esempio di configurazione di un PC per ricevere un'immagine 3D.

Relativamente di recente, Nvidia ha implementato una funzione di supporto 3D nei suoi driver, simile al lavoro del software di iz3d.

Ora ti dirò come può essere utilizzato. Questo metodo è adatto solo per un PC con scheda grafica Nvidia. Per usarlo, hai bisogno di occhiali anaglifi rosso-blu.

Passo 1. Scarica (utilizzando il collegamento: http://www.nvidia.ru/Download/index.aspx?lang=ru) e installa i driver più recenti e il software aggiuntivo per il tuo modello di scheda video.

Passo 2 Chiamiamo il pannello di controllo Nvidia tramite il menu contestuale o il pannello di controllo.

Passaggio 3 Seleziona una sezione a sinistra "Modalità 3D stereoscopica", e in esso l'elemento .

Sulla destra dovrebbe apparire il seguente contenuto:

In questa sezione delle impostazioni, puoi fare clic sul pulsante "Avvio dell'installazione guidata" oppure seleziona la casella.

Passaggio 4 Successivamente, verrà visualizzata una nuova finestra in cui è necessario configurare la modalità 3D.

Finestra 1 - "Installazione di Nvidia 3D Vision".

Qui puoi selezionare il tipo di implementazione 3D. La nostra versione è la più bassa, gli occhiali rosso-blu sono semplicemente disegnati lì - "Visione 3D scopri gli occhiali".

Finestra 2 - "Verifica impostazioni hardware."

Qui è necessario indossare gli occhiali e indicare correttamente gli oggetti visibili.

Non so perché, ma anche con gli occhiali, chiudendo gli occhi uno per uno, vedo tutti gli oggetti della fila in basso.

Per tentativi ed errori, ho determinato che l'opzione corretta è questa: per l'occhio sinistro devi scegliere un esagono e per l'occhio destro un triangolo.

Finestra 3 - Controlla le impostazioni.

Con gli occhiali devi guardare una grande piazza al paragrafo 1. Al suo interno dovrebbe essere visibile un quadrato “convesso” più piccolo.

Di conseguenza, dopo aver controllato al paragrafo 2è necessario specificare il quadrato sinistro.

Finestra 4 – “Congratulazioni per aver completato le impostazioni.”

Puoi selezionare o deselezionare le caselle per creare un collegamento per la visualizzazione di foto e per la visualizzazione di presentazioni. Fare clic su "Fine".

Ecco un'immagine di esempio da quella presentazione:

È possibile uscire dalla presentazione tramite Esc.

Successivamente, nel pannello di controllo verrà visualizzato il seguente contenuto:

Dispositivo di scorrimento: regola la profondità 3D.

Pulsante "Cambia mirino laser 3D"- richiama la finestra delle impostazioni della vista. Questo ambito è necessario per i giochi di tiro.

Come risultato della conversione dell'immagine, molto probabilmente la vista "nativa" nel gioco non sarà visibile. E per restituire la vista, viene utilizzato questo mirino laser. L'effetto del suo utilizzo è meglio verificarlo in un gioco specifico.

Pulsante "assegna scorciatoia da tastiera" fa apparire una finestra con le impostazioni delle scorciatoie da tastiera per ulteriori impostazioni 3D direttamente nel gioco. L'effetto del cambiamento sarà immediatamente visibile nel gioco.

Facendo clic sul pulsante in basso è possibile avviare nuovamente la procedura guidata di configurazione 3D o verificare le impostazioni 3D esistenti.

Nel pannello di controllo della scheda, puoi verificare quanto il gioco supporta la modalità 3D.

Ad esempio, il famoso gioco "World of Tanks" ha una buona compatibilità. L'elenco dei problemi indica, sebbene in inglese, che alcuni oggetti non verranno renderizzati correttamente.

Ho avviato il gioco e ho visto che gli indicatori dei carri armati non vengono visualizzati sopra i carri armati, ma in punti arbitrari nella scena del gioco. Non sono stati rilevati ulteriori problemi con l'immagine.

Inoltre, quando avvii il gioco, la modalità 3D si attiva immediatamente e le informazioni sul gioco vengono visualizzate nell'angolo in basso a destra:

Ecco un'immagine del carro armato nel gioco stesso con il 3D abilitato:

Per disattivare completamente la modalità 3D, è necessario deselezionare la casella nel pannello di controllo di Nvidia. "Abilita 3D stereoscopico" e premere il pulsante "fare domanda a".

Conclusione.

Ecco come puoi ottenere subito un'immagine 3D della casa. Se hai una scheda video installata sul tuo PC Nvidia, la modalità 3D potrà essere abilitata direttamente nelle impostazioni del driver.

L'elenco dei giochi supportati dal driver stesso viene costantemente aggiornato, contiene tutti i giochi più popolari.

Se la scheda video è di un altro produttore, è necessario studiare le impostazioni del driver o utilizzare software aggiuntivo, come iz3d.

Di solito, quando attivi questa modalità, il numero di fotogrammi al secondo diminuisce di circa la metà, quindi serve una buona scheda video per un gioco confortevole in questa modalità.

Questa opzione mi è piaciuta per la sua relativa facilità di implementazione. Ma in effetti, dopo 2-3 giorni di gioco per 15-20 minuti, l'interesse è scomparso e ho smesso di utilizzare questa modalità. Sì, anche i miei occhi erano stanchi.

Di seguito sono riportati alcuni collegamenti a materiali interessanti sul 3D.

Maxim Telpari- Specialista del supporto del corso video "Confident PC User 2.0", dopo aver studiato il quale è possibile configurare autonomamente il BIOS, installare e configurare Windows 7, ripristinare il sistema, risolvere problemi quando si lavora con un PC e molto altro.

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Articoli "TV digitale: che cos'è?" e "Mobile TV: che cos'è?", pubblicato da noi l'anno scorso, ha introdotto i lettori alle basi delle moderne tecnologie televisive. Continuando a svelare l'argomento passiamo all'innovazione più rilevante del nostro tempo: la televisione 3D.

Negli ultimi anni, la tendenza al passaggio dall'immagine piatta a quella tridimensionale si è affermata a gran voce nel mercato delle apparecchiature video. Gli effetti 3D sono richiesti sia nei film di intrattenimento (come ha osservato in questa occasione il famoso regista Woody Allen: "Adoro i film stereo perché le donne tridimensionali sembrano migliori di quelle bidimensionali"), sia nei programmi televisivi scientifici, soprattutto educativi quelli. La creazione di nuovi contenuti è iniziata con il film Avatar e oggi il processo si sta sviluppando come una valanga.

Nell'assortimento di tutti i maggiori produttori di elettronica digitale, come Sony, Samsung, Panasonic, Toshiba, ecc., Esistono già modelli 3D (ing. 3Dimensional - tridimensionale). Si prevede che questi televisori costeranno solo il 20% in più rispetto ai modelli Full HD con dimensioni dello schermo comparabili.

I proprietari di apparecchiature per la visualizzazione di video tridimensionali dovrebbero occuparsi anche delle apparecchiature per la riproduzione di contenuti 3D. Molto spesso per questo scopo ora vengono utilizzati lettori Blu-ray compatibili con i televisori con la possibilità di riprodurre segnali 3D.

Qual è il punto

La maggior parte dei metodi esistenti per formare un'immagine tridimensionale utilizza le caratteristiche fisiologiche della visione. La natura ha dotato l'uomo di una visione binoculare: un paio di occhi situati a una distanza di 60-70 mm l'uno dall'altro. Vediamo il mondo contemporaneamente da due punti di vista e le immagini formate negli occhi sinistro e destro sono leggermente diverse. Ciascun occhio riceve una visione della stessa area dello spazio circostante da angolazioni leggermente diverse e trasmette informazioni visive uniche al cervello. Quando due immagini vengono ricevute contemporaneamente, vengono combinate in un'unica immagine che differisce notevolmente da quelle originali.

Queste due immagini sono chiamate stereocoppia. Analizzando le differenze tra le immagini di una stereocoppia, il cervello umano riceve informazioni sul volume e sulla distanza degli oggetti osservati. L'immagine risultante non è solo la somma di due componenti, ma un'immagine stereo in cui gli oggetti sono riprodotti in tre dimensioni spaziali: larghezza, altezza e profondità. È la percezione della profondità che ci permette di stimare la distanza degli oggetti che ci circondano.

Per creare un effetto stereo, viene utilizzato il principio della visione separata: l'immagine "sinistra" della stereocoppia viene mostrata all'occhio sinistro e l'immagine "destra" all'occhio destro. Le differenze risiedono nel modo in cui viene ottenuta la separazione delle immagini stereocoppia.

Indossare gli occhiali 3D

Consideriamo innanzitutto quelli che richiedono occhiali speciali per la visione, poiché finora sono loro a prevalere nei modelli di TV in commercio.

Il primo metodo - anaglifico (in greco "in rilievo") è noto da oltre cento anni. Viene utilizzato nei cinema, dove davanti all'obiettivo del proiettore sono installati filtri luminosi, ciascuno dei quali trasmette luce rossa o blu-verde (per ciascun occhio). Per separare le immagini durante la visione, vengono utilizzati speciali occhiali di cartone con filtri luminosi rossi (per un occhio) e blu-verdi (per l'altro) installati al posto degli occhiali. Tuttavia, ora questo metodo non viene praticamente utilizzato a causa dei risultati molto modesti nella riproduzione del colore del volume.

Un altro metodo è la polarizzazione, quando un'immagine con diversa polarizzazione della luce si forma in uno speciale dispositivo di proiezione o su uno schermo LCD: ad esempio, la cornice “sinistra” ha polarizzazione orizzontale e la cornice “destra” ha polarizzazione verticale. Gli occhiali degli speciali occhiali passivi utilizzati in questo metodo sono filtri polarizzatori e il piano di polarizzazione di ciascuno degli occhiali è lo stesso di quello dei corrispondenti fotogrammi della coppia stereo. Di conseguenza, quando si visualizza una sequenza di fotogrammi, l'occhio sinistro vede solo i fotogrammi “sinistri” e l'occhio destro vede solo quelli “destri”.

Il metodo di polarizzazione consente di ottenere un'immagine volumetrica a colori di buona qualità, ma è difficile da implementare, poiché richiede uno schermo costoso con un rivestimento speciale e un aumento significativo della luminosità dell'immagine, poiché fino al 70% della luce viene assorbita da filtri polarizzatori. A questo proposito, questo metodo non è praticamente utilizzato in televisione.

Ecco perché le attuali soluzioni TV 3D si basano su un terzo metodo chiamato otturatore. Prevede la dimostrazione alternativa di immagini destinate agli occhi sinistro e destro. A causa del fatto che la sequenza dei fotogrammi viene eseguita ad alta frequenza, il cervello costruisce un'immagine spaziale coerente e lo spettatore vede sullo schermo un'immagine tridimensionale solida.

Per la visualizzazione con questo metodo vengono utilizzati occhiali attivi, nei quali, al posto di occhiali e filtri (negli occhiali passivi), sono integrati due otturatori a cristalli liquidi attivi (Active Shutter). Queste matrici LCD che trasmettono la luce sono in grado di cambiare la loro trasparenza su comando del processore, scurendosi o schiarendosi, a seconda dell'occhio che è necessario dirigere la luce in quel momento.

I primi occhiali con otturatore, progettati principalmente per i computer, erano collegati ad essi tramite un cavo. Ora quasi tutti i produttori di televisori stereo utilizzano la radiazione infrarossa per comunicare con gli occhiali (come nei telecomandi). Pertanto, tutti i modelli TV moderni dispongono di un'interfaccia IR wireless attraverso la quale viene controllata la commutazione e sincronizzati gli occhiali con otturatore.

Questo metodo consente di ottenere una separazione dei fotogrammi di alta qualità e una buona risoluzione. Tuttavia, la sua piena implementazione richiede dispositivi in ​​grado di funzionare a frequenze di aggiornamento elevate (cambi di frame). Dopotutto, ogni occhio in questo caso vede un'immagine con una frequenza ridotta della metà, quindi è possibile lo sfarfallio.

La frequenza di visualizzazione dei fotogrammi in cui lo sfarfallio è impercettibile dipende da una serie di fattori, in particolare dal rapporto tra la durata degli intervalli della parte attiva del fotogramma e la cancellazione. In televisione l'immagine appare sullo schermo per 18,4 ms con una pausa di soli 1,6 ms e lo sfarfallio non è evidente.

Nel caso degli occhiali LCD, l'intervallo di cancellazione è quasi uguale all'intervallo attivo. Se la frequenza di aggiornamento è di 100 Hz, ogni occhio vede questa immagine: l'immagine è di 19 ms, lo schermo nero è di 21 ms, nel qual caso lo sfarfallio è inevitabile. Per eliminare questo effetto indesiderato è necessaria una frequenza di aggiornamento di almeno 120 Hz. Negli ultimi modelli di televisori dei principali produttori, il frame rate raggiunge 200, 400, 600 e persino 800 Hz.

Un altro moderno metodo "spettacolare" per ottenere un'immagine tridimensionale è associato all'avvento dei dispositivi DLP (inglese Digital Light Processing - elaborazione digitale della luce). Queste soluzioni digitali utilizzano dispositivi DMP ad alta velocità integrati (Ing. Digital Micromirror Device - dispositivo a microspecchio digitale), che crea le immagini "sinistra" e "destra", sulla base delle quali si forma l'immagine stereo di altissima qualità.

Il formato DLP-3D si basa sull'algoritmo Smooth Picture di Texas Instruments. La tecnologia DLP utilizza parte della cornice Smooth Picture per generare rappresentazioni visive indipendenti per gli occhi sinistro e destro. Il segnale viene formato per ogni mezzo fotogramma e trasmesso tramite un cavo ottico agli occhiali con otturatore, che convertono il segnale e controllano alternativamente la posizione dell'otturatore in modo che le immagini "sinistra" e "destra" cadano negli occhi "necessari" dello spettatore .

Queste immagini digitalizzate (stereocoppia originale) vengono poi filtrate e decimate diagonalmente, il che porta alla formazione di uno schema a scacchiera costituito da celle delle rappresentazioni sinistra e destra in un formato campionato ortogonale standard, che vengono poi sovrapposte l'una all'altra e un'alternanza combinata di pixel "sinistro". " e immagini "destra".

Il formato descritto, a differenza di altre tecnologie di otturatore, preserva sia la risoluzione orizzontale che verticale dell'immagine, fornendo così un'elevata qualità dell'immagine.

Per completare il quadro, parliamo di un altro metodo "spettacolare" per ottenere immagini tridimensionali, attualmente utilizzato solo nei monitor dei computer per i giochi per computer. Il case di un monitor di questo tipo è notevolmente più spesso del case di un monitor LCD convenzionale, poiché contiene due matrici LCD con una risoluzione di 1680x1050 pixel contemporaneamente: le cosiddette schermate anteriore e posteriore. Lo schermo posteriore ha un design simile a un monitor LCD convenzionale: è una matrice LCD posizionata tra due filtri polarizzatori. Lo schermo frontale è privato di questi filtri, poiché non è progettato per modificare l'intensità del flusso luminoso, ma serve a ruotare il piano di polarizzazione della luce proveniente dallo schermo posteriore di un dato angolo, e permette di cambiarlo per ciascun pixel separatamente.

L'occhio umano, a differenza degli organi visivi di alcuni insetti, non distingue la polarizzazione della luce, quindi l'effetto sull'immagine dello schermo frontale è quasi impossibile da notare. Tuttavia, vale la pena indossare speciali occhiali polarizzati, i cui filtri si trovano ad un angolo di 90 ° l'uno rispetto all'altro, poiché l'immagine cambia completamente. La quantità di luce che entra nell'occhio da ciascun pixel formato dallo schermo posteriore dipende non solo dalla sua luminosità, ma anche dall'angolo del piano di polarizzazione impostato dallo schermo anteriore.

Pertanto, ciascun pixel dello schermo posteriore visualizza contemporaneamente entrambi i fotogrammi della stereocoppia e lo schermo anteriore separa la luce ricevuta in modo che attraverso speciali occhiali polarizzati ciascun occhio veda solo i fotogrammi della stereocoppia a lui destinati. In altre parole, ogni pixel dello schermo posteriore appartiene a entrambi i fotogrammi e lo schermo anteriore determina quanta luminosità deve essere percepita da un occhio e quanta dall'altro.

I vantaggi di questo metodo includono il mantenimento della piena risoluzione e gli svantaggi: un doppio calo della luminosità in modalità stereoscopica.

Testo: Alexander Peskin, professore associato, Università tecnica statale di Mosca
loro. NE Bauman

Probabilmente stai leggendo questo articolo sul monitor di un computer o sullo schermo di un dispositivo mobile: un display che ha dimensioni, altezza e larghezza reali. Ma quando guardi, ad esempio, il cartone animato Toy Story o giochi al gioco Tomb Raider, vedi un mondo tridimensionale. Una delle cose più sorprendenti del mondo 3D è che il mondo che vedi può essere il mondo in cui viviamo, il mondo in cui vivremo domani o il mondo che vive solo nella mente dei creatori di un film o di un gioco. E tutti questi mondi possono apparire solo su uno schermo: questo, almeno, è interessante.
In che modo un computer induce i nostri occhi a credere che stiamo guardando uno schermo piatto per vedere la profondità dell'immagine presentata? In che modo gli sviluppatori di giochi riescono a far sì che vediamo personaggi reali muoversi in un paesaggio reale? Oggi vi parlerò dei trucchi visivi utilizzati dai graphic designer e di come tutto questo si unisca e ci sembri così semplice. In effetti, tutto non è semplice e per scoprire come è la grafica 3D, vai sotto il taglio: lì troverai una storia affascinante, nella quale, ne sono certo, ti immergerai con un piacere senza precedenti.

Cosa rende un'immagine 3D?

Un'immagine che ha o sembra avere altezza, larghezza e profondità è tridimensionale (3D). Un'immagine che ha altezza e larghezza ma non profondità è bidimensionale (2D). Ricordami dove vedi le immagini bidimensionali? - Praticamente ovunque. Ricorda anche il solito simbolo sulla porta del bagno, che indica una cabina per l'uno o l'altro piano. I simboli sono progettati in modo tale da poterli riconoscere e riconoscerli a colpo d'occhio. Ecco perché usano solo le forme più elementari. Informazioni più dettagliate su qualsiasi simbolo possono dirti che tipo di vestiti indossa questo omino, appesi alla porta, o il colore dei capelli, ad esempio i simboli della porta del bagno delle donne. Questa è una delle principali differenze tra il modo in cui vengono utilizzate la grafica 3D e 2D: la grafica 2D è semplice e memorabile, mentre la grafica 3D utilizza più dettagli e inserisce molte più informazioni in un oggetto apparentemente ordinario.

Ad esempio, i triangoli hanno tre linee e tre angoli: tutto ciò che serve per dire di cosa è fatto il triangolo e di cosa è realmente. Tuttavia, guarda il triangolo dall'altro lato: la piramide è una struttura tridimensionale con quattro lati triangolari. Tieni presente che in questo caso ci sono già sei linee e quattro angoli: questo è ciò in cui consiste la piramide. Scopri come un oggetto ordinario può trasformarsi in un oggetto tridimensionale e contenere molte più informazioni necessarie per raccontare la storia di un triangolo o di una piramide.

Per centinaia di anni, gli artisti hanno utilizzato alcuni trucchi visivi che possono rendere un'immagine piatta 2D una vera finestra sul mondo 3D reale. Puoi vedere un effetto simile nelle normali fotografie che puoi scansionare e visualizzare sul monitor di un computer: gli oggetti nella fotografia appaiono più piccoli quando sono più lontani; gli oggetti vicini all'obiettivo della fotocamera sono a fuoco, il che significa che tutto dietro gli oggetti a fuoco è sfocato. I colori tendono ad essere meno vibranti se il soggetto non è così vicino. Quando oggi parliamo di grafica 3D sui computer, parliamo di immagini che si muovono.

Cos'è la grafica 3D?

Per molti di noi, giocare su un personal computer, un dispositivo mobile o un sistema di gioco avanzato in generale, è l'esempio più eclatante e il modo più comune con cui possiamo contemplare la grafica tridimensionale. Tutti questi giochi, fantastici film creati con l'aiuto di un computer, devono passare attraverso tre passaggi fondamentali per creare e presentare scene 3D realistiche:

1. Creare un mondo virtuale 3D
2. Determinare quale parte del mondo verrà mostrata sullo schermo
3. Determinare come apparirà un pixel sullo schermo in modo che l'immagine completa appaia il più realistica possibile

Creare un mondo virtuale 3D
Il mondo virtuale 3D, ovviamente, non è uguale al mondo reale. La creazione di un mondo virtuale 3D è un lavoro complesso sulla visualizzazione al computer di un mondo simile a quello reale, per la cui creazione vengono utilizzati un gran numero di strumenti e che implica un dettaglio estremamente elevato. Prendi, ad esempio, una parte molto piccola del mondo reale: la tua mano e il desktop sottostante. La tua mano ha qualità speciali che determinano come può muoversi e guardare esternamente. Le articolazioni delle dita si piegano solo verso il palmo e non in direzione opposta ad esso. Se colpisci il tavolo, non gli accadrà alcuna azione: il tavolo è solido. Di conseguenza, la tua mano non può passare attraverso il desktop. Puoi dimostrare che questa affermazione è vera guardando qualcosa di naturale, ma nel mondo virtuale 3D le cose sono abbastanza diverse: non esiste la natura nel mondo virtuale, non esistono cose naturali come la tua mano, per esempio. Gli oggetti nel mondo virtuale sono completamente sintetici: queste sono le uniche proprietà fornite loro dal software. I programmatori utilizzano strumenti speciali e progettano mondi virtuali 3D con grande cura in modo che tutto in essi si comporti sempre in un certo modo.

Quale parte del mondo virtuale viene mostrata sullo schermo?
In ogni momento lo schermo mostra solo una piccola parte del mondo virtuale 3D creato per il gioco per computer. Ciò che viene mostrato sullo schermo sono alcune combinazioni di modi in cui viene definito il mondo, dove decidi dove andare e cosa vedere. Non importa dove vai - avanti o indietro, su o giù, a sinistra o a destra - il mondo virtuale 3D intorno a te determina ciò che vedi quando ti trovi in ​​una determinata posizione. Ciò che vedi ha senso da una scena all'altra. Se guardi un oggetto dalla stessa distanza, indipendentemente dalla direzione, dovrebbe sembrare alto. Ogni oggetto dovrebbe apparire e muoversi in modo tale da farti credere che abbia la stessa massa dell'oggetto reale, che sia duro o morbido come l'oggetto reale e così via.

I programmatori che scrivono giochi per computer si impegnano molto nel progettare mondi virtuali 3D e realizzarli in modo che tu possa vagare al loro interno senza imbatterti in nulla che ti faccia pensare "Questo non potrebbe accadere in questo mondo!". L'ultima cosa che vuoi vedere sono due oggetti solidi che possono attraversarsi l'uno attraverso l'altro. Questo è un duro promemoria del fatto che tutto ciò che vedi è una finzione. La terza fase prevede almeno lo stesso numero di calcoli degli altri due passaggi e dovrebbe avvenire anch'essa in tempo reale.

CGI a sinistra, attore mocap a destra

Illuminazione e prospettiva

Quando entri in una stanza, accendi la luce. Probabilmente non passi molto tempo a pensare a come funziona effettivamente e a come la luce proviene dalla lampada e si diffonde nella stanza. Ma gli addetti ai lavori 3D devono pensarci, perché tutte le superfici, i wireframe circostanti e tutto il resto devono essere illuminati. Un metodo, il ray tracing, prevede percorsi che prendono i raggi di luce mentre lasciano la lampadina, rimbalzano su specchi, pareti e altre superfici riflettenti e infine atterrano su oggetti con intensità variabili da varie angolazioni. Questo è difficile, perché da una lampadina può esserci un raggio, ma nella maggior parte delle stanze vengono utilizzate diverse fonti di luce: diverse lampade, plafoniere (lampadari), lampade da terra, finestre, candele e così via.

L'illuminazione gioca un ruolo chiave in due effetti che danno l'aspetto, il peso e la solidità esteriore degli oggetti: ombreggiature e ombre. Il primo effetto, l'oscuramento, è quello in cui cade più luce su un lato di un oggetto che sull'altro. L'oscuramento conferisce al soggetto molto naturalismo. Questa sfumatura è ciò che rende le pieghe della trapunta profonde e morbide e gli zigomi alti appaiono sorprendenti. Queste differenze nell'intensità della luce rafforzano l'illusione generale che il soggetto abbia profondità oltre che altezza e larghezza. L'illusione della massa deriva dal secondo effetto, l'ombra.

I corpi solidi proiettano ombre quando la luce li colpisce. Puoi vederlo quando guardi l'ombra che una meridiana o un albero proietta sul marciapiede. Pertanto, siamo abituati a vedere oggetti reali e persone che proiettano ombre. In 3D, l'ombra, ancora una volta, rafforza l'illusione creando l'effetto di trovarsi nel mondo reale, piuttosto che su uno schermo di forme generate matematicamente.

prospettiva
Prospettiva è una parola che può significare molto, ma in realtà descrive un effetto semplice che tutti hanno visto. Se ti trovi sul lato di una strada lunga e diritta e guardi in lontananza, sembra che entrambi i lati della strada convergano in un punto sull'orizzonte. Inoltre, se gli alberi sono vicini alla strada, quelli più lontani sembreranno più piccoli di quelli più vicini a te. In effetti sembrerà che gli alberi convergano in un certo punto dell'orizzonte formato vicino alla strada, ma non è così. Quando tutti gli oggetti nella scena sembrano convergere in un punto lontano, questa è la prospettiva. Esistono molte varianti di questo effetto, ma la maggior parte della grafica 3D utilizza il punto di vista unico che ho appena descritto.

Profondità di campo

Un altro effetto ottico utilizzato con successo per creare grafica 3D è la profondità di campo. Usando l'esempio dell'albero, c'è un'altra cosa interessante che accade oltre a quanto sopra. Se guardi gli alberi vicini a te, quelli più lontani sembrano fuori fuoco. I registi e gli animatori computerizzati utilizzano questo effetto, la profondità di campo, per due scopi. Il primo è rafforzare l'illusione della profondità nella scena visualizzata dall'utente. Il secondo obiettivo è che i registi utilizzino la profondità di campo per focalizzare la loro attenzione su soggetti o attori considerati più importanti. Per attirare l'attenzione su una non-eroina in un film, ad esempio, è possibile utilizzare la "profondità di campo ridotta", in cui solo l'attore è a fuoco. Una scena progettata per impressionarti utilizzerà, al contrario, la "profonda profondità di campo" in modo che il maggior numero possibile di oggetti sia a fuoco e quindi visibile allo spettatore.

Levigatura

Un altro effetto che si basa anche sull'inganno dell'occhio è l'anti-aliasing. I sistemi grafici digitali sono molto adatti per creare linee nitide. Ma succede anche che le linee diagonali abbiano il sopravvento (appaiono abbastanza spesso nel mondo reale, e poi il computer riproduce linee che sono più simili a scale (penso che tu sappia cos'è una scala quando guardi l'oggetto dell'immagine in dettaglio )). Pertanto, per ingannare l'occhio e fargli vedere una curva o una linea morbida, un computer può aggiungere determinate sfumature di colore alle file di pixel che circondano la linea. Con questo “colore grigio” di pixel, il computer semplicemente inganna i tuoi occhi e, nel frattempo, pensi che non ci siano più gradini frastagliati. Questo processo di aggiunta di pixel extra colorati per ingannare l'occhio è chiamato anti-aliasing ed è una delle tecniche create manualmente dalla computer grafica 3D. Un altro compito difficile per un computer è creare un'animazione 3D, un esempio della quale ti verrà presentato nella sezione successiva.

Esempi reali

Quando tutti i trucchi che ho descritto sopra vengono utilizzati insieme per creare una scena straordinariamente reale, il risultato vale lo sforzo. Gli ultimi giochi, film, oggetti generati dal computer sono combinati con sfondi fotografici: questo migliora l'illusione. Puoi vedere risultati sorprendenti quando confronti le foto e una scena generata dal computer.

La foto sopra mostra un tipico ufficio che utilizza un marciapiede per entrare. In una delle foto seguenti è stata posizionata sul marciapiede una semplice palla a tinta unita, dopodiché è stata fotografata la scena. La terza foto è già l'utilizzo di un programma di computer grafica, che ha creato la palla che in realtà in questa foto non esiste. Sapreste dire se ci sono differenze significative tra queste due foto? Penso che nessuno.

Creazione di animazioni e aspetto di "live action"

Finora abbiamo esaminato gli strumenti che rendono più realistica qualsiasi immagine digitale, indipendentemente dal fatto che l'immagine sia un fermo immagine o parte di una sequenza di animazione. Se si tratta di una sequenza animata, programmatori e designer utilizzeranno trucchi visivi ancora più diversi per dare l'impressione di "azione dal vivo" piuttosto che di immagini generate al computer.

Quanti fotogrammi al secondo?
Quando vai a vedere un film di successo in un cinema locale, una sequenza di immagini chiamata inquadrature viene eseguita a 24 fotogrammi al secondo. Poiché la nostra retina conserva un'immagine per poco più di 1/24 di secondo, gli occhi della maggior parte delle persone fondono i fotogrammi in un'immagine continua di movimento e azione.

Se non capisci di cosa ho appena scritto, guardalo dall'altra parte: ciò significa che ogni fotogramma del film è una fotografia scattata con una velocità dell'otturatore (esposizione) di 1/24 di secondo. Pertanto, se guardi uno dei tanti fotogrammi di un film di corse, vedrai che alcune auto da corsa sono "sfocate" perché viaggiavano ad alta velocità mentre l'otturatore della fotocamera era aperto. Questa sfocatura delle cose creata dal movimento veloce è ciò che siamo abituati a vedere, ed è parte di ciò che rende reale un'immagine per noi quando la guardiamo su uno schermo.

Tuttavia, le immagini 3D digitali non sono affatto fotografie, quindi non si verifica alcun effetto sfocato quando un oggetto si muove attraverso l'inquadratura durante l'acquisizione. Per rendere le immagini più realistiche, la sfocatura deve essere aggiunta esplicitamente dai programmatori. Alcuni designer ritengono che siano necessari più di 30 fotogrammi al secondo per "superare" questa mancanza di sfocatura naturale, motivo per cui hanno spinto i giochi a raggiungere un nuovo livello: 60 fotogrammi al secondo. Sebbene ciò consenta a ogni singola immagine di apparire in grande dettaglio e di visualizzare gli oggetti in movimento con incrementi più piccoli, aumenta notevolmente la frequenza dei fotogrammi per una determinata sequenza di animazione. Ci sono altre parti specifiche delle immagini in cui la resa accurata del computer deve essere sacrificata a favore del realismo. Questo vale sia per gli oggetti in movimento che per quelli stazionari, ma questa è un'altra storia.

Giungiamo alla fine

La computer grafica continua a stupire il mondo intero creando e generando un'ampia varietà di oggetti e scene in movimento e non in movimento veramente realistici. Con 80 colonne e 25 righe di testo monocromatico, la grafica ha fatto molta strada e il risultato è chiaro: milioni di persone giocano ed eseguono tutti i tipi di simulazioni con la tecnologia odierna. Si faranno sentire anche i nuovi processori 3D: grazie a loro potremo letteralmente esplorare altri mondi e sperimentare cose che non abbiamo mai osato provare nella vita reale. Infine, torniamo all'esempio della palla: come è stata creata questa scena? La risposta è semplice: l'immagine ha una palla generata dal computer. Non è facile dire quale dei due sia autentico, vero? Il nostro mondo è meraviglioso e dobbiamo esserne all’altezza. Spero che tu fossi interessato e che tu abbia imparato da solo un'altra porzione di informazioni interessanti.

Nel 2010 Tecnologia 3D considerato, forse, il più popolare, richiesto e innovativo. Ora l'interesse per il 3D si è raffreddato e ogni giorno ci sono sempre più persone insoddisfatte. Tuttavia, le critiche sono solo un altro passo sulla strada del progresso. In questo articolo parlerò di come si ottiene un'immagine volumetrica 3D e di quali tecnologie vengono utilizzate per questo.

Una piccola teoria:

Le tecnologie 3D si basano sull'idea di creare due immagini per l'occhio di ciascun utente. L'idea è creare Contenuti 3D(foto o video) è semplice: basta combinare 2 fotocamere in un unico dispositivo e quindi riunire le informazioni ricevute da esse. È molto più difficile “mostrare 3D”, cioè mostrare a ciascun occhio la “propria” immagine.

Polarizzazione:

Le conoscenze di base del corso di ottica ricordano che è possibile creare "volume" utilizzando la polarizzazione del flusso luminoso. È sufficiente far passare la luce attraverso speciali cristalli che rifrangono la luce per creare l'illusione di un'immagine tridimensionale. Per visualizzare un'immagine del genere, sarà necessario l'uso di speciali occhiali polarizzati. La tecnologia si basa sul principio della polarizzazione iMax 3D, utilizzato nei cinema e non applicabile nell'elettronica domestica.

Anaglifi:

Primi passi in campo Tecnologie 3D si basano sulla divisione dell'immagine per ciascun occhio per colore. Tale video (o immagine) si chiama anaglifo e per visualizzare il contenuto dell'anaglifo sono necessari speciali occhiali rosso-blu (un filtro rosso per un occhio, un filtro blu per l'altro). Tuttavia, con questo approccio, la riproduzione del colore e la qualità dell'immagine sono scadenti. Il video anaglifo era popolare negli anni '70 e '80 del secolo scorso, ma da allora molta acqua è passata sotto i ponti, e il 21° secolo è alle porte, il secolo delle tecnologie innovative.

Divisione della linea:

Molto più moderna e avanzata è l’idea di generare immagini diverse per ciascun occhio visualizzandole riga per riga sullo schermo. Forse la tecnologia 3D più utilizzata si basa su di essa. XpanD, che viene utilizzato sia nei cinema che nei televisori e nei monitor 3D. Per visualizzare i contenuti 3D sono necessari occhiali speciali, inoltre, devono essere sincronizzati direttamente con il dispositivo di visualizzazione.

La sincronizzazione, di regola, viene effettuata tramite un sensore IR situato tra le lenti degli occhiali, perché, come sai, se lo chiudi con il dito (molti hanno fatto questo trucco in Cinema 3D), l'immagine tridimensionale viene persa. Occhiali speciali (più precisamente, occhiali al loro interno) coprono per ciascun occhio l'immagine che non dovrebbe vedere: è così che il problema della creazione di un'immagine tridimensionale viene risolto in modo così semplice ed elegante.

Parallasse:

Tuttavia, per visualizzare Contenuti 3D puoi fare a meno degli occhiali. In questo caso lo schermo deve "preparare" due immagini diverse per ciascun occhio. Sulla parte superiore dello schermo si trova la cosiddetta barriera di parallasse, uno strato di fessure sottili e precise che sono responsabili del tipo di immagine vista da un particolare occhio. Naturalmente, una certa parte dello schermo è nascosta a ciascuno degli occhi (dietro questa stessa barriera), ma, tuttavia, il nostro cervello, anche quando elabora un'immagine così "strappata", forma un'immagine intera.

Gli svantaggi di questa tecnologia includono il fatto che al minimo spostamento dal punto di visione ottimale, gli occhi non percepiranno più l'immagine come tridimensionale, ma semplicemente raddoppierà o si sfuocherà. Gli schermi con barriera parallasse vengono utilizzati nei dispositivi portatili: telefoni, fotocamere e laptop.

Ma per quanto riguarda le carenze? Niente al mondo è perfetto, non fanno eccezione e Tecnologie 3D. Ecco un elenco dei principali svantaggi:

• Gli occhiali scuriscono parecchio l'immagine;
• Durante la visualizzazione di contenuti 3D, gli occhi fanno male;
• L'effetto tridimensionale si avverte bene solo nei video appositamente preparati, il più delle volte l'immagine 3D vista non è impressionante;
• Per visualizzare i contenuti 3D è necessario uno schermo speciale (e talvolta degli occhiali);
• E, ahimè, non sarà possibile stampare una fotografia 3D. Ciao..

Nel mondo, le tecnologie di imaging volumetrico stanno guadagnando sempre più popolarità. Ciò include l'uscita di nuovi film in formato 3D, l'equipaggiamento dei cinema con nuovi mezzi tecnici per la visione di film tridimensionali e lo sviluppo della televisione 3D. E se la creazione e la trasmissione di contenuti in formato 3D non dipende da noi, allora l'acquisto di un televisore con tale funzione dipende già dall'acquirente.

Tutti gli sviluppi si basano sulle caratteristiche della visione umana. Abbiamo due occhi situati a una certa distanza l'uno dall'altro, solitamente 5-7 cm, ogni occhio vede la propria immagine, questo può essere visto se chiudi gli occhi uno per uno, guardando un'immagine. Vedrai come l'immagine si sposta leggermente e tutto è visto da un'angolazione leggermente diversa. Questa funzionalità ci consente di vedere tutto a volume. Il nostro cervello, ricevendo due immagini leggermente spostate, ha imparato a combinarle in un'unica immagine, ma già tridimensionale. E ci sembra di vedere subito tutto in volume. Infatti, il cervello stesso elabora ciò che vede con gli occhi e forma un'immagine tridimensionale, cioè percepisce la distanza dell'oggetto e comprende la profondità dello spazio.

Questo è il percorso seguito dagli sviluppatori della televisione 3D. Si basava sul principio secondo cui per ciascun occhio si formava un'immagine separata, in modo che il cervello stesso le sommasse e noi vedessimo un'immagine tridimensionale.

Quasi tutti i leader nella produzione di apparecchiature televisive hanno iniziato a padroneggiare la produzione di televisori 3D e altre apparecchiature di questo formato, come lettori di dischi con film in 3D e altro ancora. I televisori LED al plasma e LCD hanno ricevuto lo sviluppo principale in formato 3D. A causa delle caratteristiche tecnologiche, i televisori 3D al plasma mostrano una qualità migliore rispetto ai televisori LCD 3D a causa dei severi requisiti per il tempo di risposta della matrice (dovrebbe essere inferiore a 3 millisecondi).

Tutto moderno I televisori 3D riproducono l'immagine in qualità Full HD. In questo caso il video viene visualizzato alternativamente per ciascun occhio e per mantenere un'immagine fluida è necessario un frame rate di almeno 60 Hz per ciascun occhio. Cioè, il frame rate totale deve essere di almeno 120 Hz e anche in ciascun fotogramma deve essere presente la qualità Full HD. Pertanto, un requisito così rigoroso per il tempo di risposta della matrice, come descritto sopra, non dovrebbe essere superiore a 3 ms.

Aspetto del ricevitore TV e degli occhiali per la visualizzazione 3D

Per trasmettere un segnale Full HD con una frequenza di almeno 120 Hz, potrebbe essere necessario HDMI 1.4. I televisori potrebbero ancora avere HDMI 1.3.

Con tale requisito per il video visualizzato sullo schermo, l'implementazione degli effetti 3D è possibile solo con l'uso di occhiali speciali. Ora tutte le aziende utilizzano i cosiddetti occhiali attivi. Questi occhiali 3D hanno un microchip integrato e sono controllati dai segnali del televisore utilizzando la radiazione infrarossa. A seconda dell'immagine sullo schermo, gli occhiali trasmettono il segnale solo per un occhio e nel fotogramma successivo per l'altro occhio. Gli occhiali di una marca non funzioneranno su una TV di un'altra marca.

Occhiali anaglifi

Per la prima volta tentarono di ottenere un'immagine tridimensionale nel 1853 in Germania. L'immagine è stata visualizzata sullo schermo in diverse tonalità di colore. Agli spettatori venivano dati occhiali, le cui lenti erano dipinte in diversi colori: rosso, blu o verde. Ogni occhio riceveva solo l'immagine colorata con il colore delle lenti degli occhiali. Quindi ogni occhio vedeva solo la propria immagine e l'immagine riceveva volume.

Occhiali anaglifi

Ma le carenze erano così grandi che era impossibile parlare dell'uso di questa tecnologia a casa. L'immagine presentava una riproduzione dei colori molto scarsa. A causa della colorazione delle lenti degli occhiali, l'immagine risultava con sfumature di rosso e blu (verde). E la qualità dell'immagine 3D non era di altissima qualità.

Occhiali polarizzati

Un'altra tecnologia in cui gli occhiali filtravano l'immagine per ciascun occhio era la polarizzazione. Qui le lenti degli occhiali erano già ricoperte da filtri polarizzatori sotto forma di pellicole polarizzanti. La separazione dell'immagine per gli occhi sinistro e destro è stata ottenuta grazie alla polarizzazione dell'immagine. La polarizzazione avviene quando le onde luminose hanno direzioni di oscillazione diverse, in modo diverso le oscillazioni del campo elettrico di un'onda luminosa si verificano su piani diversi. Nel cinema vengono utilizzati a questo scopo due proiettori cinematografici. Gli occhiali polarizzati sono utilizzati nei cinema IMAX 3D e RealD.

Occhiali polarizzati

Negli occhiali, il filtro su una lente trasmette solo onde luminose orientate orizzontalmente, mentre il filtro sull'altra lente trasmette solo onde polarizzate verticalmente. Di conseguenza, ogni occhio riceve solo la propria immagine e noi percepiamo l'immagine come tridimensionale. Per non perdere il contrasto e la luminosità dell'immagine quando la testa è inclinata, è stata utilizzata la polarizzazione circolare. Qui, un'immagine ha già la polarizzazione sinistra e l'altra ha già la polarizzazione destra.

È molto difficile utilizzare questa tecnologia per ottenere un'immagine tridimensionale sulla TV di casa. Per questo motivo, i produttori di televisori hanno iniziato ad utilizzarlo solo nel 2011. LG è stata la prima a introdurre i suoi modelli nel mercato dei televisori 3D con tecnologia polarizzante con lo sviluppo di LG Cinema 3D. Vedendo un certo interesse per questa tecnologia tra gli acquirenti, anche Toshiba, Philips, Samsung hanno presentato i loro modelli.

I vantaggi della tecnologia di polarizzazione includono un'immagine 3D di alta qualità con una buona riproduzione dei colori e dei dettagli. Gli occhiali polarizzati si sono rivelati leggeri e confortevoli senza circuito elettronico. Non c'è diafonia o sfarfallio, a differenza della tecnologia attiva, e quindi si riduce l'affaticamento degli occhi.

Lo svantaggio è la diminuzione della risoluzione verticale, perché l'inquadratura alterna linee per gli occhi sinistro e destro.

Occhiali con otturatore televisivo 3D

La tecnologia più avanzata per ottenere immagini 3D su un televisore oggi è la tecnologia con occhiali attivi. In tali occhiali, le lenti vengono chiuse da uno speciale circuito di controllo elettronico situato negli occhiali. Le lenti sono costituite da cristalli liquidi, come la matrice di un televisore, e il circuito di controllo al momento giusto dà un segnale ai cristalli per far passare a loro volta il flusso luminoso agli occhi per ottenere un'immagine tridimensionale. Gli occhiali vengono controllati dalla TV tramite un canale di comunicazione a infrarossi o tramite Bluetooth. Questa tecnologia è fortemente promossa da Samsung, Sony, Panasonic.

occhiali con otturatore

Poiché per ciascun occhio è necessario inviare un'immagine separata, in tali televisori il frame rate è dimezzato. Pertanto i televisori 3D con tecnologia attiva hanno un frame rate di 100/120 Hz. Per combattere lo sfarfallio delle immagini, il frame rate viene aumentato a 200/240 Hz. In questo caso, i movimenti nell'inquadratura diventano più uniformi e fluidi.

I vantaggi della tecnologia attiva includono la sua affidabilità e perfezione. I principali produttori sono già riusciti a risolverlo ed eliminare la maggior parte delle carenze. Utilizzato dai principali produttori di televisori al plasma e LCD.

Lo svantaggio è che gli occhiali sono costosi e richiedono la sostituzione costante della batteria. Le lenti degli occhiali bloccano parte del flusso luminoso, quindi l'immagine potrebbe risultare debole in caso di scarsa luminosità dello schermo. Un frame rate di 100/120 Hz nelle scene dinamiche potrebbe non essere sufficiente.

TV 3D senza vetro

Cominciarono ad apparire sul mercato i televisori 3D autostereoscopici, che non necessitano di occhiali per vedere la televisione surround. Ma è difficile per loro competere con altre tecnologie, perché il loro prezzo è ancora elevato e la qualità dell'immagine non è molto elevata. Nei televisori autostereoscopici sullo schermo vengono applicati elementi ottici trasparenti. Quindi separano l'immagine per ciascun occhio separatamente.

TV 3D senza vetro Toshiba 55ZL2

Il primo metodo per ottenere un'immagine stereo in tali televisori è ottenuto applicando una pluralità di lenti longitudinali. Si chiama metodo della lente lenticolare.

Nel secondo metodo, davanti alla matrice LCD sono posizionati più fori asolati. Questo metodo è chiamato barriera di parallasse. I cristalli liquidi vengono utilizzati come barriere visive. Sotto l'azione di un segnale, questi cristalli girano e dirigono il flusso luminoso nella giusta direzione. Se necessario, questa barriera viene disattivata ed è possibile guardare la normale TV 2D.

L'effetto 3D può essere ottenuto se lo spettatore si trova in determinati punti durante la visualizzazione. È positivo che ci siano molti di questi punti e che la TV possa essere guardata da più persone.

Lo sviluppo dei televisori autostereoscopici continua e nei prossimi cinque anni la loro quota di mercato non farà altro che crescere.

Il vantaggio di questo metodo per ottenere un'immagine tridimensionale può essere considerato l'assenza di occhiali. E gli svantaggi includono la scelta di un determinato luogo durante la visualizzazione.

Informazioni aggiuntive

La sorgente del segnale per i televisori 3D può essere un lettore appositamente progettato per la riproduzione di dischi 3D. Anche in alcuni paesi è già iniziata la trasmissione dei singoli canali in formato 3D.

Oggi le aziende stanno già sviluppando sistemi che consentono ai televisori 3D di convertire video da 2D a 3D in tempo reale. Ad esempio, Samsung ha rilasciato un nuovo processore 3D Hyper Real Engine per tali scopi.

Alcune aziende parlano degli effetti dannosi sulla salute umana quando si guarda il 3D per lungo tempo. Soprattutto bisogna fare attenzione ai bambini, agli anziani e alle donne incinte.

I prezzi per i televisori 3D saranno ovviamente più alti rispetto ai tradizionali televisori LED LCD. Ad esempio, una TV 3D da 40 pollici costerà circa $ 2.000. I televisori Samsung della serie 9000 (la serie 9000 della linea Samsung è migliore delle altre serie) con una diagonale di 55 pollici costeranno $ 7.000. Una TV Sony da 40 pollici costerà circa $ 2.400. Per tali televisori potrebbe essere necessario acquistare separatamente gli occhiali per ciascun membro della famiglia al prezzo di circa $ 100-150 e un trasmettitore a infrarossi per $ 50. È inoltre necessario acquistare un lettore speciale e dischi con film in 3D.

Sviluppo del 3D entro il 2014

Lo sviluppo della televisione 3D entro il 2014 non ha fatto scoperte rivoluzionarie. Le tecnologie già esistenti vengono migliorate. Molti acquirenti non sono grandi fan del video surround. Pertanto, i produttori di televisori hanno intrapreso la strada dello sviluppo della risoluzione dello schermo e dell’introduzione della nuova tecnologia OLED.

E come per il 3D, oggi si utilizzano tecnologie che richiedono occhiali. Il 3D senza vetro non è stato sviluppato. Per quanto riguarda l'utilizzo degli occhiali, sono state sviluppate sia la tecnologia attiva per la formazione dell'effetto volumetrico, sia quella passiva. Samsung, ad esempio, produce solo televisori 3D con tecnologia attiva. Ma LG continua a sviluppare la tecnologia passiva sui suoi modelli 2014. Philips utilizza sia la tecnologia attiva che quella passiva. Molti televisori 3D hanno la capacità di convertire una normale immagine 2D in 3D.

Per quanto riguarda il prezzo, sempre più modelli di TV di classe media e anche economici sono dotati della funzione 3D. Pertanto, i prezzi dei televisori 3D stanno diminuendo.