Домашние системы 3D-видения
Семь вариантов реализации 3D
Для начала вспомним основы. Как известно, на пользовательском рынке доминируют семь технологий передачи 3D-изображений. Причем все они базируются на одном ключевом принципе: для каждого глаза передается своя собственная, специально подготовленная проекция просмотра. При сложении обоих изображений воедино мы получаем ощущение объема.
Если говорить о видео довольно высокого качества, в первую очередь нужно понимать, что фильм в формате 3D — это фактически два стандартных 2D- фильма, воспроизводящихся одновременно. Поэтому если в рамках одних технологий все решается довольно просто, то в других нужно отслеживать варианты увеличения ширины потока и так далее.
Наиболее качественной технологией в области хранения/воспроизведения для домашних условий на сегодня является Blu-ray 3D, в рамках которой мы имеем два полноценных видеопотока. Другие же варианты нередко используют прореживание (чересстрочное, в шахматном порядке). И, вообще, вариантов сейчас довольно много. Для начала давайте рассмотрим основные технологии в мире 3D.
Анаглифный метод
Зритель использует специальные очки с цветофильтрами, для одного глаза — красным, для другого — синим. Разделение изображений на два происходит за счет цветоделения.
Технология старая, дает сравнительно низкое качество объема. Хотя анаглифный метод сейчас распространен довольно широко, и его можно назвать «3D для новичков». В интернет-магазинах вы можете найти множество предложений красно-синих очков с очевидными рекламными лозунгами: «Посмотри «Аватар» в 3D у себя дома». В принципе, объем ощутить можно, но сама технология разбития изображения цветоделением не совсем качественна в своей основе.
При этом стоит отметить, что ощущение объема все-таки есть, так что если вы хотите недорого разнообразить домашний досуг просмотром 3D-фильмов, то этот вариант является самым дешевым.
Активные очки с затворами
На экран поочередно подаются изображения для правого и левого глаза. На пользователя надеваются очки с затворами, которые также поочередно открываются или закрываются. В результате каждый глаз видит только то, что предназначено для него. Соответственно, главным пунктом является синхронизация работы очков и передачи изображений. В кинотеатрах это делается за счет специального инфракрасного луча, который проецируется на центр экрана.
В домашних системах вопрос может быть решен за счет специальных передатчиков. Данная технология является самой дешевой из современных реализаций 3D, активно применяется в домашних системах, бюджетных 3D-кинотеатрах. Основной недостаток для массового применения — сравнительно высокая стоимость очков, необходимость использования элементов питания, гигиена. Для домашнего — это самая явная технология.
Причем и большинство устройств к такому развитию ситуации оказались готовы, ведь частота обновления экрана у нынешних дорогих мониторов и проекторов составляет 100-120 Гц. Напомним, что по технологии с очками с затворами изображения для каждого глаза идут поочередно.
Соответственно, общая частота воспроизведения в 3D составляет 50-60 Гц. Это оказалось выгодным. Помимо этого, данная технология является не такой зависимой от угла просмотра и месторасположения зрителя, хотя продемонстрировала недостатки иного толка. Частота 50-60 Гц все-таки невысокая. Напомню, что гонка вооружений по этой характеристике в обычных 2D-устройствах началась из-за проблем с утомляемостью глаз. Это первый момент. Во-вторых, у систем с очками с затворами всегда есть весьма веселая рекомендация, касающаяся люминесцентных ламп дневного освещения. В таком варианте пользователь ощутит дискомфорт.
А в целом технология «с затворами» интересна тем, что она фактически не привязана к специфическому оборудованию. То есть может функционировать на базе обычных по конструкции дисплеев и проекторов
VR-шлемы
На пользователя надевается специальный шлем, в рамках которого для каждого глаза (в большинстве конструкторских решений) имеется свой микроэкран. Данные устройства дороги, к тому же не всегда отвечают современным техническим требованиям. Например, чем больше разрешение передаваемой картинки, тем дороже VR-шлем.
Но за современными разрешениями такие устройства просто не поспевают.
VR-шлемы больше подходят для организации индивидуального рабочего/игрового места.
Поляризационные очки
Существует два варианта реализации. Первый распространен в кинотеатрах: на экран одновременно подаются два изображения с различной поляризацией (используются варианты либо с линейной, либо с круговой поляризацией), а на пользователя надеваются специальные очки, одна из линз которых считывает только первое изображение, другая — второе.
Технология дорога в плане проекторов, которых требуется два плюс система фильтров и плюс специальный алюминиевый или посеребренный экран. Для кинотеатров данная технология выгодна и в силу того, что очки являются дешевыми и не требуют питания.
Второй вариант предполагает использование дисплеев. Суть реализации состоит в том, что на четные и нечетные строки накладываются поляризационные фильтры. На экран одновременно подается сразу два изображения для каждого глаза в уже чересстрочном формате. При тестировании технологии выявились некоторые недостатки, а именно, качество разделения, которое в данном случае нужно ставить во главу угла, зависит от очень многого. Например, места расположения зрителя и угла просмотра. Имеет смысл рассмотреть один из популярных примеров.
3D-монитор Zalman ZM-M220W
Вообще, конечно, удивительно, что фирма, получившая широкое признание в области систем охлаждения, так мало известна в области систем 3D- видения. Причем этим направлением она занимается уже достаточно давно.
В основе конструкций 3D-мониторов от Zalman используется поляризационная технология с использованием описанного выше так называемого «полосчатого» фильтра. 3D LCD-монитор ZM-M220W с диагональю 22 дюйма оптимизирован для компьютерных игр, работает в режимах 2D и 3D. Причем это старшая модель линейки, есть и 19-дюймовый вариант. Разрешение в 2D — 1680х1050, в 3D — 1680х525. Угол обзора — 160 градусов. Тип поляризации — круговая.
Технология интерференционных фильтров
Она же известна как Dolby3D. На проекторе стоит специальное цветоделительное колесо с цветофильтрами, которое отфильтровывает, например, красный с одной длиной волны для правого глаза, с другой — для левого. То же самое касается синего и зеленого. Другими словами, для каждого глаза подается изображение с разными длинами волн красного, зеленого и синего цветов.
Специальные очки отфильтровывают определенные длины волн, так что зритель видит стереоизображение, при этом разница в цветовом восприятии для левого и правого глаза корректируется дополнительными фильтрами очков.
Данная технология считается лучше по сравнению с поляризационным методом в силу того, что не требуется специального экрана. Технология широко распространена в кинотеатрах.
3D DLP-телевизоры
Если говорить о проекционных телевизорах на базе DLP-технологии, то в их рамках предусмотрен специальный формат передачи 3D. А именно, два изображения формируются и выводятся на экран не чересстрочно, а в шахматном порядке.
Данная технология подразумевает различные вариации реализации 3D, как поляризационным методом, так и в рамках систем, где требуются очки с затворами.
Автостереоскопические дисплеи
На поверхности дисплея находится специальная система линз, которые дают для каждого глаза отдельное изображение.
Стоит отметить...
Что интересно, в области 3D серьезных медицинских исследований до сих пор не проводилось, к тому же нет никаких вразумительных технических стандартов. Например, стоит ли ограничивать глубину объема и так далее. Вместе с тем, технология уже распространилась.
То есть, современные 3D-технологии — это всего лишь надстройка, а по существу и обычное 2D-кино мы воспринимаем объемно.
В рамках домашнего использования помимо эмуляции анаглифа на какое-то время широкое распространение получили 3D-шлемы. Сейчас ситуация изменилась в корне. Например, стали популярны очки с затворами.
А что со стороны видеокарт?
Поддержка той или иной технологии в значительной мере зависит от видеоадаптеров. Причем если мы говорим о Windows-платформе, то тут существует уже давно сложившееся разделение между операционной системой, производителями оборудования и разработчиками ПО, в частности компьютерных игр. Windows как ОС, если объяснять простыми словами, имеет ряд документированных функций, которые могут или не могут поддерживаться оборудованием, но через них же (эти функции) работают и создатели софта. В частности, если видеоадаптер чего-то не позволяет, это может эмулироваться на уровне операционной системы на программном уровне.
Такое разбиение возникло неспроста еще со времен, когда производителей оборудования, в том числе и в области видеоадаптеров, было много, а писать то же ПО или игры под каждое устройство невыгодно. С точки зрения 3D мы имеем значительное улучшение ситуации только в рамках последних версий ОС, то есть Vista и 7.
NVidia 3D Vision
Сама система NVidia 3D Vision подразумевает наличие трех компонент:
1. Очки с передатчиком NVidia 3D Vision Kit. Передатчик может быть как USB, так и подключаться к видеоадаптеру по специальному разъему.
2. 3D-ready дисплей или проектор. В данном случае подразумевается любое стандартное устройство (дисплей или проектор), поддерживающее частоту обновления экрана 120 Гц и выше.
3. Видеокарта, совместимая с NVidia GeForce.
Помимо этого требуется операционная система Windows Vista или Windows 7.
Очки с активными ЖК-затворами NVidia 3D Vision
Очки с активными затворами Nvidia 3D Vision являются своеобразным технологическим стандартом. Сами затворы перед каждым глазом — это линзы с жидкими кристаллами. Очки получают инфракрасный сигнал синхронизации с базовой станции.
В комплекте с очками идет пара резиновых накладок для комфортного длительного использования — защищает от усталости от длительного статического воздействия на переносицу и при этом адаптирует устройства под любую форму и величину носа. Очки с активными затворами Nvidia 3D Vision заряжаются через USB-порт, весят 50 граммов и работают на одной зарядке около двух суток.
Работа с драйверами
Сами очки Nvidia 3D Vision стоят сейчас порядка $200. Мы говорим только об очках. До того как вы решите их приобрести, вам нужно узнать, потребуется ли апгрейд видеоплаты. Все решается очень быстро, если на ее упаковке вы увидите логотип 3D Vision Ready.
Если вы затрудняетесь с этим вопросом (нет коробки, другое имя производителя, не знаете, что у вас стоит), то можно зайти на сайт производителя (http://www.nvidia.ru/object/product_GeForce_3D_VisionBundle_ru.html), где есть система автоматической проверки совместимости. В случае, когда ваша карта не поддерживает технологию, задумайтесь о приобретении, причем обратите внимание на специализированную профессиональную серию Quadro. Хотя можно найти и что-нибудь подешевле.
Все основные настройки системы производятся на уровне управления драйверами вашего видеоадаптера. В ряде случаев Windows может попытаться навязать вам вариант установки по умолчанию с заменой фирменных драйверов на свои. Это не очень рекомендуется делать.
В каких форматах бывает 3D-видео? На чем смотреть?
В рамках высококачественного Blu-ray 3D мы фактически имеем два равноценных полных видеопотока, запись и чтение производится посредством кодека Multi-View Codec (MVC). При этом само кодирование производится с разделением на основной поток — для одного глаза и воспроизведения в 2D, и дополнительный — для другого глаза при просмотре в 3D. Такое разделение введено неспроста, потому как решены вопросы совместимости 2D/3D. А в остальных случаях (не Blu-ray 3D) мы сталкиваемся с фактическим хранением в 2D, в рамках которых два изображения могут располагаться бок о бок, сверху/снизу, чересстрочно и так далее. Для их воспроизведения достаточно иметь программный плеер, способный читать данные в таком представлении и преобразовывать их в нужный вид. Например, для просмотра в анаглифных очках либо очках с затворами.
Самих программных плееров в этой области не так много, а самые популярные из них — это Power DVD, Stereoscopic и NVidia.
А что с телевизорами 120 Гц?
Тут имеет смысл объяснить все простыми словами. В компьютерных дисплеях и проекторах за вывод изображения на экран отвечает видеоадаптер. В его рамках вы можете менять частоту смены кадров и так далее.
С телеприемниками ситуация иная. Дело в том, что частота обновления экрана у большинства моделей современных телевизоров не подразумевает то, что само устройство рассчитано на прием сигнала, подразумевающего 120 кадров в секунду. Стандартное ТВ подразумевает частоты 50-60 Гц, а все остальное — это всевозможные технологические ноу-хау по «улучшениям/увеличениям». Самый частый пример — обычное удвоение частоты кадров для сглаживания изображения.
Хотя в 2010 году появились первые модели телеприемников, работающие с входным сигналом и специализирующиеся на воспроизведении 3D. Но на самом деле их можно представить как гибриды, совмещающие в себе функции как дисплея, так и телевизора. Причем в большинстве случаев мы говорим об очень дорогой продукции, а целесообразность приобретения... Не думается, что кто-то будет покупать себе сегодня 3D-дисплей/телевизор для просмотра нескольких фильмов, имеющихся в продаже, или цифрового HD-телевидения, которое вещает несколько часов в день из-за очевидного отсутствия контента. Другой вопрос — компьютерные игры, которых сейчас день ото дня все больше, а общее количество уже измеряется сотнями.
Panasonic VIERA TX-PR50VT20
То есть мы имеем универсального современного гибрида для кино, игр и работы на ПК, включая системы проектирования, для которых 3D зачастую также необходимо.
Подытожим
Ну что же, активное движение началось. При этом вы можете уже ощутить объем 3D на различных уровнях наполнения вашего кошелька:). Тема популярна. Найти фильмы в формате 3D в Интернете не составляет большого труда. Кстати, что касается игр... Не мучайте продавцов вопросами а-ля «какая игра поддерживает 3D». Они в большинстве случаев этого не знают. Даем ссылку на специальный раздел NVidia (http://www.nvidia.ru/object/3d- vision-3d-games-ru.html). Там указаны не только сами игры, поддерживающие 3D Vision, а есть и ранжирование по качеству реализации.
Кристофер http://itcs.3dn.ru
Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 41 за 2010 год в рубрике мультимедиа
