Kako se postiže 3D (prostorni) efekat kod slika i videa?
Pre svega moramo znati kako mi vidmo dubinu ili treću dimenziju prostora.
Pojednostavljeno rečeno, svako oko vidi 2D sliku a naš mozak na osnovu ugla i razlika između slike od levog i slike od desnog oka otkriva kolika je udaljenost do pojedinih detalja na slici.
Kada naš mozak protumači kolika je udaljenost do pojedinih detalja na slici mi tada imamo doživljaj prostora ili sve tri dimenzija sveta koji gledamo.
Da bi se kod slika ili videa stvorio 3D efekat tj. iluzija o prikazu dubine na slici, potrebno je postići da se posebna slika prikaže desnom a posebna levom oku.
Pri gledanju takve slike dolazi do toga da se ugao između očiju menja na sličan način kao da gledamo detalje u daljini.
Naš mozak to što tada vidimo tumači na isti način kao kada gledamo prostor u priordi i zbog toga je praćeno i tim doživljajem dubine.
Tehnike prikazivanja i gledanja 3D videa
Slede konkretne tehnike koje se danas koriste za prikazivanje 3D videa i filmova.
3D pomoću naočara/kacige sa posebnim ekranima za svako oko.
Najprostije je shvatiti zamisao 3D naočara/kacige sa dva ekrana. Ekran koji prikazuje sliku za levo oko, nalazi se ispred levog oka. Ekran koji prikazuje sliku za desno oko, nalazi se ispred desnog oka. To obezbeđuje da svako oko vidi posebnu sliku što naravno stvara osećaj prostora tj. 3D slike.
Problem kod ovih sistema je u tome što takve naočare moraju biti složene, teške (u poređenju sa običnim), skupe...
Većini gledaoca nije ugodno nositi na glavi uređaj veće mase. Možda najveći nedostatak je u tome što video sa takvih 3D naočara može gledati samo jedna osoba odjednom.
3D pomoću crveno-plavih naočara
Crveni celofan je filter koji propušta samo crvenu svetlost.
Crvena svetlost se odbija samo od crvenih i belih površina. Tako da je razlikovanje crvene i bele kroz crveni filter skoro nemoguće. Dakle crvena-bela slika je kroz crveni filter praktično nevidljiva.
Plava svetlost se odbija samo od plavih i belih površina. Tako da je razlikovanje plave i bele kroz plavi filter skoro nemoguće. Dakle plavo-bela slika je kroz plavi filter praktično nevidiljiva.
Ispred jednog oka nalazi se crveni celofan kroz koji vidite samo plavu boju.
Ispred drugog oka je plavi celofan kroz koji vidite samo crvenu boju.
Slika se na platno projektuje pomocu dva projektora. Jedan projektor prikazuje crveno-belu sliku namenjenu jednom oku. A drugi projektor prikazuje plavo-belu sliku namenjenu drugom oku.
Ova metoda je jednostavna ali naravno najveći nedostatk je u tome što slika mora biti praktično jednobojna. Nedostatak je u samim bojama. Duže vreme gledanja crvene ili plave slike nije prijatno za oči.
Treba reći i da nije svejedno sa koje strane je koja boja. I projektori i stakla na naočarima moraju imati razmeštaj kakav je odredio autor snimka.
Linearna polarizacija - horizantalna i vertikalna
Ovaj princip je dosta dobar i odlično prihvaćen kod gledaoca u bioskopima. Da bi ovaj sistem funkcionisao, potrebna su dva projektora.
Jedan projektuje sliku sa vertikalnom polatizacijom a drugi za horizontalnom. Svi gledaoci dobijaju naočare sa polarizovanim staklima.
Dakle ispred jednog oka je staklo koje propušta samo svetlost vertikalne polarizacije koja dolazi s prvog projektora. Ispred drugog oka je staklo koje propušta samo svetlost horizontalne polarizacije koja dolazi s drugog projektora.
Očigledna prednost ovog sistema je što se bez problema mogu gledati filmovi u boji. Takođe naočare deluju potpuno obično i lako. "Stakla" su providna tako da ne izazivaju neprijatnost koja se dešava kod drugih stereoskopskih tehnika. Naočare su jeftine, obično sačinjene od kartona i providne plastike tako da ih gledaoci ne moraju vratiti nakon gledanja u bioskopima.
Kao i kod crveno-plavih naočara nije svejedno sa koje strane je koje. I projektori i stakla na naočarima moraju imati razmeštaj kakav je odredio autor snimka.
Nedostatak kod linerane polarizacije je u tome što je previđeno da gledaoc drži glavu u vertikalnom položaju.
Pri nagibima glave i naočara i polarizovane površine stakala se takodje naginju u odnosu na ekran pa se dešava da polarizovana svetlost ne može da prođe (slika na ekranu nestaje tj. postaje crna) ili uspeva da prođe kroz oba stakla pa vidimo obe slike sa oba oka (dupla slika).
Cirkularna polarizacija
Princip prikaza je isti kao kod linearne polarizaicije samo što se umesto horizontalno i vertikalno polarizovanih stakala koriste cirkularno polarizovana.
Jedno staklo na naočarama koristi cirkularnu polarizaciju u smeru kazaljke na satu (desnoruko) a drugo u smeru suprotnom od kazaljke na satu (levoruko).
Velika prednost cirkularne polarizacije je u tome što svetlost prolazi bez obzira na ugao naočara (kako smo nagnuli glavu, da li sedimo ili ležimo) u odnosu na ekran.
Takođe, pri naginjanju, ne dolazi do neželjenih pojava kao što su nestajanje ili dupliranje slike.
Trenutno od svih kućnih uređaja, tehnologiju 3D prikaza pomoću cirkularno polarizovanih stakala, koristi samo LG na svojim najnovijim televizorima sa "Cinema 3D" oznakom. Jednostavnost i efikasnost te tehnologije, čine LG Cinema 3D najboljim izborom među 3D televizorima.
Active Shutter 3D tehnika - Aktivne naočare posebno sinhronizovane s ekranom
Poznato je da su LCD ekrani u momentima kada se ne prikazuje slika zapravo providni.
Naočare za ovakva 3D sisteme umesto običnih stakala, koriste LCD ekrane koji menjaju stanje providno-zatamnjeno. Ovakve naočare se još nazivaju "LCD Shutter".
Ekran televizora velikom brzinom menjanjem prikazuje sliku za levo oko, pa za desno i tako u krug. Izmedju ekrana i naočara mora biti ostvarena sinhronizacija.
Naočare moraju da primaju signal koji im govori kada treba da zamrače sliku za koje oko.
U momentu kada ekran prikazje sliku za levo oko, tada je levi ekran naočara providan a desni ekran postaje crn i ne propušta nikakvu svetlost.
I obrnuto, kada ekran teelvizora prikazje sliku za desno oko, levi ekran se zamračuje a desni postaje providan.
Na taj način sliku namenjenu za levo oko vidi samo levo oko a sliku namenjeno za desno oko vidi samo desno oko.
Složenost, zahtevnost i nedostaci Active Shutter 3D tehnologije
Ekran televizora mora biti u stanju da velikom brzinom smenjuje sliku za levo i desno oko.
Samo najkvalitetniji ekrani su dovoljno sposobni za to. Što naravno znači i da su ovakvi ekrani značajno skuplji od običnih.
LCD ekrani na naočarama moraju takođe biti u stanju da velikom brzinom menjaju stanje providno-neprovidno.
Pošto je u svakom momentu jedno staklo potpuno zatamnjeno to znači da do očiju gledaoca stiže samo 50% svetlosti sa ekrana. To dalje znači da će slika delovati 50% tamnije nego što izgleda bez naočara.
Da bi se to nadoknadilo ekran mora biti podešen na dvostruko snažniju svetlinu ekrana.
To naravno uzrokuje veću potrošnju energije i veće habanje ekrana.
Ovakve naočare (Shutter Glasses) su dosta složene i skupe. Mnogi modeli ovakvih naočara koštaju preko 100 dolara.
A pošto svi gledaci koji odjednom gledaju moraju imati naočare da bi videli 3D sliku, čitava zabava može biti poprilično skupa.
Naočare zahtevaju baterije za rad. Zbog toga su ujedno i malo veće mase i većih dimenzija nego naočare kod pasivnih 3D tahnologija.
Pošto ovakve naočare neprestano trepere to izaizva naprezanje očiju. Nakon nekoliko sati upotrebe kod nekih ljudi osećaju iritiranost očiju, glavobolje i slične probleme.
Ovo treperenje se ne primećuje svesno jer se dešava brzinom od 60 promena u sekundi ali očni nervi ipak registruju treperenje i naprežu se više nego što je uobičajeno.
Ako gledaoc već mora nositi naočare sa dioptrijom onda mora Shutter naočare da stavi preko njih što je naravno nezgodno i neprijatno.
Problem nekompatibilnosti i nedostatka standarda
S obzirom da su uređaji Active Shutter 3D tehnike, "skupe igračke", važno je da ukažemo na još jedan veoma značajan nedostatak.
Ne postoji prihvaćeni standard za ovu tehnologiju. Svaki proizvođač je nezavisno doneo odluku o konkretnoj izvedbi.
Na primer, Active Shutter naočare namenjene za Sony neće funkcionisati na Panasonic televizorima i obrnuto.
Danas se taj problem nastoji rešiti tako što vodeći proizvođači 3D televizora Sony, panasonic i Expand 3D uvode novi standard "Full 3D" koji će omogućiti da novi telvizori od ova tri proizvođača koriste iste Active Shutter naočare.
3D bez naočara (glasses-free 3D) - 3D pomoću specijalnih TV ekrana koji ne zahtevaju nikakve naočare
Stručno se naziva autostereoskopija (autostereoscopy) a popularno se naziva "glasses-free 3D" što u prevodu znači "3D bez naočara".
Naziv najbolje govori o glavnoj prednosti ove tehnologije a to je da vam za 3D doživljaj nisu potrebne naočare.
Princip rada ove tehnologije još nije sasvim jasan. Neki uređaji ovog tipa ali sa malim ekranom su već u prodaji.
Veliki ekrani ovog tipa su prema procenama još uvek daleko ali neki proizvođači televizora su najavili televizore sa uobičajeno velikim ekranima na kojima ćete gledati 3D sliku bez bilo kakvih naočara.
O čemu se tačno radi i koliko je to efikasno, ostaje da vidimo kada se pojavi u prodaji.
Za sada se otprilike zna da se takva 3D slika može videti samo ako gledate iz određenog ugla u odnosu na ekran.
Obično postoji 8 uglova, ispred ovakvih ekrana, u kojima mora da se nalazi gledaoc da bi video sliku u 3D.
Dovoljno je da se pomerite ili namestite glavu u drugačiji položaj i 3D efekat nestaje.
I pored nekih ograničenja, ovakva vrsta 3D ekrana, za korisnike je definitivno najprimamljivija i najpraktičnija.
Prvi i verovatno najinteresantniji uređaj sa ekranom ovog tipa je nova, veoma popularna, prenosna konzola za video igre Nintendo 3DS.
3DS koristi maleni autostereoskopski ekran dijagonale 3.5" (9cm).
Popularnost ove konzole pokazuje da se potrošači na ovu tehnologiju "3D bez naočara" lako navikavaju.
Drugim rečima, lako se odvikavaju od naočara.
3D kamere i snimanje 3D videa
Snimanje 3D videa se mora obavljati posebnim kamerama sa dva objektiva.
Objektivi na tim kamerama su postavljeni jedan pored drugog .
Centri objektiva su razmaknuti jedan od drugoga približno jednako koliko su razmaknute ljudske oči.
Takve kamere istovremno snimaju dva videa.
Levim objektivom snimaju video namenjen za gledanje levim okom a desnim objektivom snmaju video namenjen za gledanje desnim okom.
Nedostaci 3D video kamera u odnosu na obične
U poređenju sa običnim, 3D kamere su složenije, krupnije, moraju biti preciznije izrađene i zbog svega toga su naravno skuplje.
Najveća razlika koju će obični korisnici primetiti je u tome što ove kamere moraju imati razmaknute objetive tako pa nikada ne mogu biti malih dimenzija.
Ovakve kamere su tek pre godinu-dve počele da se proizvode. Treba reći i da su dosadašnji modeli poprilično skupi.
Da li postoji mogućnost kombinovanog gledanja sa i bez 3D naočara u isto vreme na istom ekranu?
Kod svih 3D tehnologija koje zahtevaju naočare, Gledaocima koji ne nose ove naočare, slika će delovati poduplano i zamućeno i možda čak i treperuće.
Tako da nije preporučljivo "kombinovano" gledanje. Treba ili svi gledaoci da stave odgovarajuće 3D naočare ili da se televizor prebaci na običan 2D prikaz.
Uticaj 3D videa na zdravlje
Poznato je da se tokom gledanja 3D filmova nekim ljudima dešavaju glavobolje, mučnina i sl. simptomi. Ovde ćemo se osvrnuti na razloge zbog kojih dolazi do toga.
Problemi zbog treperenja
Kod Active Shutter 3D tehnologija kod kojih naočare naizmenično svakom oku prikazuju i zamračuju sliku, uvek dolazi do određenog vrsta naprezanja očiju jer naše oči jednostavno nisu predviđene da gledaju duže vreme u sliku koja treperi.
Kod savremenih tehnologija to treperenje se ne može svesno primetiti, jer se odvija velikom brzinom, ali ono ipak postoji i zamara oči. Zamaraju se i očni nervi a i pokretni delovi oka.
Problemi zbog nesavršenog kvaliteta slike na ekranu
Zbog nesavršenosti ekrana dešava se određena doza zamućenja ili pretapanja slike. Ako ekran nema dovoljno velike brzine odziva i osveženja slike, dešava se recimo da se kroz sliku za desno oko pomalo probija i ostatak slike koja je bila za levo oko i obrnuto.
Naravno ovaj problem je veći kod manje kvalitetnih ekrana nego kod kvalitetnijih i skupljih. Ovaj problem će se s vremenom smanjivati poboljšavanjem ekranskih karakteristika.
Problemi geometrijske prirode
Iako 3D kamere imaju po dva objektiva približno razmaknuta kao ljudske oči, oni još uvek ne snimaju video na onaj način na koji čovek svojim očima gleda.
Mi pri gledanju neprestano pomeramo oči, pa se ugao i razmak između pogleda desnog i levog oka neprestano menja. Naš mozak se od malena razvija i uvežbava da 3D prostor doživljava onako kako ga naše sopstvene oči vide.
Pri tumačenju mozak uzima u obzir ne samo slike kako ih svako oko vidi već i uglove, napregnutost leća i sl. stvari na koje mi ni ne obraćamo pažnju.
Pošto 3D kamere nikada to ne mogu u potpunosti izvesti na isti takav način, samim tim nam ne mogu ponuditi i vernu kopiju prirodnog 3D prostora.
Zbog te razlike naš mozak mora da ulaže poseban napor da bi protumačio 3D prostor koji je snimila kamera.
Nakon nekoliko sati gledanja, radi ovakvih napora, često dolazi do pojave glavobolje a ponekad i mučnine. Kod kraćeg gledanja nema problema ali ipak nije preporučljivo previše.
Što je pozicija gledaoca lošija to su veći geometrijski problemi ?
3D slika na ekranu se prikazje iz onog ugla iz kojeg ga je snimila kamera. Kamera je stajala u odnosu na snimak (koji je sada na ekranu) ravno ispred, okomito (pod 90°) i u vertikalnom položaju.
Tačno u tom položaju, okomito ispred ekrana sa glavom u vertikalnom položaju je idealna pozicija za gledanje 3D videa.
Ako se gledaoc pomera i/ili samo naginje glavu, komponente 3D slike neće do njegovih očiju dopirati pod onim uglovima do kojih su dopirali do kamere već neprirodnije.
Što je gledaoc dalje od te idelane pozicije i što je pod većim uglom nagnuo glavu ili položaj očiju, to mozak ima teži posao da protumači 3D prostor.
Drugim rečima, što je položaj očiju u odnosu na ekran lošiji to će i naprezanja biti veća i učestalija pojava glavobolje.
