Книга: История очков, или Вооруженный взгляд
Назад: Компьютерные очки
Дальше: Очки-«хамелеоны»

3D-очки для стереоскопического просмотра фильмов

Стереокинематограф – разновидность кинематографических систем, имитирующих наличие третьего измерения, или вызывающих у зрителя иллюзию глубины пространства. В основе лежит феномен бинокулярного зрения человека и оптический эффект параллакса. Для просмотра стереофильмов используются специальные очки.

Принцип действия

Объемное изображение в стереокинематографе достигается подачей кадра для каждого глаза отдельно. На экран проецируются сразу две картинки, одна предназначена для правого глаза, другая – для левого. Специальные очки, которые нам любезно выдаются при входе в кинозал, разделяют изображение, и каждый глаз видит то, что должен увидеть, и передает картинку в мозг. Мозг же, не понимая, что его обманывают самым прогрессивным способом, соединяет полученную информацию и сам достраивает в нашем сознании объемное изображение. 3D очки с высокой скоростью закрывают поочередно каждый глаз человека и создают тот самый трехмерный эффект (активная технология). Существует и второй способ, когда линзы разделяют изображение с экрана на два типа. Левый глаз видит одни кадры, а правый – совсем другие (пассивная технология).

Видеть предметы в объёме позволяет бинокулярное зрение, для которого необходимы два глаза. Каждый глаз в отдельности видит плоское (двухмерное) изображение. Так как глаза два и они расположены на некотором расстоянии друг от друга (58–72 мм у взрослых людей), в мозг поступают изображения одного и того же предмета с двух точек зрения, так называемый параллакс. В результате их обработки формируется объёмная картинка.

Кино- или фотокамера с двумя объективами, расположенными на расстоянии друг от друга, так же, как и глаза человека, даёт два изображения, образующие стереопару. Если каким-либо образом подавать их на разные глаза, мозг формирует трёхмерное изображение. Есть разные способы просмотра и, соответственно, разные типы стереопар.

Чтобы понять принцип работы очков, стоит рассмотреть саму технологию трехмерного изображения. На данный момент существует две технологии трехмерного изображения:

– активная технология (так называемая затворная);

– пассивная технология (более известная как поляризационная).

Обе технологии позволяют зрителю в полной мере ощутить эффект присутствия, увидеть объемное изображение и насладиться реалистичностью картинки. Более того, обе технологии основываются на одном свойстве – заставить каждый глаз видеть разную перспективу картинки.

В реальном мире все объекты имеют три измерения – высота, ширина и глубина. Благодаря тому что глаза человека расположены на некотором удалении друг от друга, каждый из них видит несколько разную перспективу предмета. Это можно заметить, если поочередно закрывать то один глаз, то другой, смотря на какой-либо предмет. Таким образом, вы увидите объект с разных перспектив. Изображение, получаемое каждым глазом, поступает в мозг, который обрабатывает обе картинки и превращает их в одну объемную. Это позволяет приблизительно оценить его высоту, ширину и глубину.

На этом и построены все существующие технологии трехмерных изображений. Разница между активной и пассивной технологией заключается в методе разделении изображения.

3D очки с затворами (активные 3D-очки)

Передают изображение на каждый глаз поочерёдно. 3D-очки с активным затвором используют в качестве линз жидкие кристаллы, которые способны под воздействием управляющего сигнала с высокой скоростью попеременно закрывать и открывать левый и правый глаз. Это позволяет получить 3D-эффект путём передачи отдельного изображения на каждый глаз. Активные 3D-очки синхронизируются с телевизором или монитором, что реализуется обычно через инфракрасный порт, реже – подмешивание сигнала с видео-потоком (стандарт HQFS DVD).

Используются для просмотра фотографий, фильмов и компьютерных игр вместе со вспомогательным оборудованием для просмотра на 3D-телевизорах и 3D-мониторах для всех форматов просмотра, кроме анаглифного. Также применяется для просмотра 3D-фильмов в кинотеатрах с технологией XpanD.

Особенность активной технологии трехмерного изображения заключается в том, что на экране изображение не разделяется на две картинки. Все делают очки, которые оснащены специальными затворами на линзах. То есть, телевизор оснащен специальным инфракрасным передатчиком, такой же приемник есть в очках. В определенные моменты телевизор посылает сигналы на очки, которые в свою очередь поочередно закрывают затворы то на левой, то на правой линзе.

Все происходит настолько быстро, что мозг просто не успевает понять, что происходит. Однако при этом каждый глаз видит различную картинку. Далее мозг обрабатывает оба изображения и создает иллюзию объемности.

3D очки с поляризационными линзами (пассивные 3D-очки)

Передают изображение на каждый глаз одновременно.

Поляризационные 3D очки работают по пассивной технологии. Ее суть заключается в том, чтобы отображаемое изображение на экране телевизора было разделено на две картинки. Но как сделать так, чтобы каждый глаз видел то, что нужно? Из самого названия технологии (поляризационная) становиться понятно, что делается это при помощи поляризации. То есть изображение на экране телевизора состоит из строчек, каждая из которых имеет определенный диапазон излучения.

К примеру, четные строчки составляют одну часть изображения, а нечетные другую. Благодаря тому что четные и нечетные строки имеют разный спектр излучения, изображение разделяется на две картинки. В 3D очках установлены две линзы, которые также имеют разную поляризацию.

Другими словами, например, правая линза полностью блокирует изображение четных строк, но при этом позволяет свободно видеть изображение нечетных строк. Левая же линза напротив, полностью блокирует изображение нечетных строк, и свободно пропускает картинку из четных. Таким образом, каждый глаз видит разную перспективу одного изображения, что в результате работы мозга превращается в объемное изображение.

Стоит отметить, что для просмотра 3D фильмов с использованием поляризационных очков не достаточно иметь сами очки и 3D телевизор. Для этого само видео также должно быть трехмерным. То есть телевизор сам по себе не способен разделить изображение. Видео изначально должно быть оптимизировано либо быть снято на специальную камеру с двумя объективами.

Стоит отметить, что для достижения полноценного объемного изображения видео должно иметь минимум 48 кадров в секунду. Это необходимо, так как каждый глаз обязательно должен видеть минимум по 24 кадра в секунду, чтобы видео было плавным и приятным для восприятия. Отсюда следует, что затвор на каждой линзе закрывается и открывается минимум 24 раза в секунду. При этом, чем больше количество кадров, тем более плавным и приятным будет видео, и тем более реалистичным будет эффект 3D.

История

Считается, что первым в истории игровым стереофильмом была «Сила любви» – именно так называется немая короткометражка, которую в 1922 году снял американец Гарри Фейролл. Для того времени это было новшество: фильм был снят на двойную пленку, изображение на которой было окрашено в красный и зеленый цвета. Чтобы увидеть объем, зрители надевали специальные анаглифические очки. В результате пред ними было однотонное черно-белое, но объемное изображение.

«Отцы» кинематографа братья Люмьер тоже не остались в стороне от «объемного» кино и в 1934 году создали анаглифический ремейк своей короткометражки «Прибытие поезда».

В начале 20-х годов прошлого века инженеры-изобретатели Лоуренс Хаммонд и Уильям Кэссиди добились объемного изображения с помощью более сложного «затворного» метода, еще сильнее опирающегося на инерционность человеческого зрения. Его суть была в том, что кинозал был оборудован двумя проекторами, которые поочерёдно показывали кадры, предназначенные для левого и правого глаза. В это же время специальные затворы, встроенные в подлокотники зрительских кресел, поочерёдно открывались и закрывались. Однако из-за сложности этого метода широкого распространения он не получил – в подобном формате был снят только один фильм, и он был показан в единственном кинотеатре, оборудованном этой системой.

В 1932 году были изобретены и выпущены в широкую продажу первые поляризационные фильтры фирмы Polaroid. Использование поляризационных фильтров обозначило необходимость модернизировать проекторы и вообще все оборудование кинозалов. Теперь изображения сразу с двух кинопленок, содержащих визуальную информацию для левого и правого глаза, должны были быть строго синхронизированы – иначе из-за фильтров зритель бы вместо объема видел неясную «шевеленку». Также потребовалось заменить киноэкраны – прежние матовые не отражали поляризованный свет, и потому их стали изготавливать из отражающих материалов, например, с посеребренной поверхностью.

В 1952 году вышел первый цветной стереоскопический фильм Bwana Devil, который демонстрировался с помощью двойного проектора. Из-за того что такой проектор мог вместить пленку только на час показа, кинотеатры устраивали антракты. То ли специально, то ли случайно, но паузы делались в самых интересных местах фильма, и зритель волей-неволей возвращался в зал, чтобы узнать, чем все закончилось. Следующий стереофильм вышел в 1953 году – им стал «Дом восковых фигур». Помимо того что он был стереофильмом, то есть с «объемной» картинкой, он стал еще и первым фильмом, озвученным по технологии стерео, то есть с «объемным» звуком.

Режиссеры в погоне за прибылью и популярностью своих картин старались снимать все более «экстремальные» 3D-ленты, после просмотра которых у зрителей отмечались головокружения и приступы мигрени. Вслед за падением репутации стереокино стала падать и его популярность.

В конце 1960-х возобновились эксперименты с технологией показа «объемных» фильмов.

Самую настоящую революцию в развитии стереокинематографа совершил в начале 2000-х Джеймс Кэмерон. Он вместе с киноинженерами разрабатывал на основе самой передовой на тот момент модели камеры Sony HDC-F950.

Гений советского кинематографа Сергей Эйзенштейн еще в 1920-х годах предсказал, что стереокинематограф рано или поздно станет главным вектором развития киноиндустрии. В 1940 году был снят и показан первый стереофильм «Выходной день в Москве» Александра Птушко – для его просмотра зрителям предлагались специальные поляризационные очки.

К исследованиям стереокино вернулись только в начале 1960-х. В 1970—80-е годы было снято довольно много фильмов – «Всадник на золотом коне» (1980), «Ученик лекаря» (1983). Этот опыт особо пристально изучали канадцы – будущие создатели 3D-системы IMAX.

В 2000 году состоялась премьера первого в истории специально созданного для IMAX-кинотеатров короткометражного мультфильма «Старик и море» – его снял российский режиссер Александр Петров, впоследствии получивший за него премию «Оскар».

В 2004 году вышел полнометражный стереомультфильм Роберта Земекиса «Полярный экспресс». Именно тогда киностудии разглядели в формате 3D огромный потенциал для получения прибыли. За последние два-три года в мире вышло более 70 фильмов, снятых с применением технологии IMAX. Число IMAX-лент будет увеличиваться – ровно до тех пор, пока киноиндустрия не изобретет что-то новое.



Просмотр 3D-фильмов как в кинотеатре, так и с экрана 3D-телевизора в 3D-очках затруднен для людей, имеющих дефекты зрения и вынужденных носить очки с диоптриями. 3D-очки не всегда можно надеть на или под диоптрические, при этом в любом случае создается дополнительная нагрузка на зрение из-за бликов, возникающих между линзами, и на переносицу из-за большого веса конструкции из двух пар очков.

Назад: Компьютерные очки
Дальше: Очки-«хамелеоны»

OrbellaEasek
Even if the doctor does not give you a year, even if he hesitates about a month, make one brave push and see what can be accomplished in a week.