Jak działa telewizor 3D

Telewizja , jak większość technologii, ewoluowała od czasu swojego debiutu. Najpierw nastąpiło przejście z telewizji czarno-białej na kolorową. Następnie producenci zaczęli oferować telewizory w większych formatach wykorzystując różne metody projekcji. W ciągu ostatnich dwóch dekad byliśmy świadkami postępu technologii LCD i plazmowych do punktu, w którym można kupić 61-calowy (około 155 centymetrów) telewizor, który ma tylko kilka centymetrów grubości. A telewizja wysokiej rozdzielczości ( HDTV ) zapewnia obraz tak żywy i ostry, jakbyśmy nie oglądali zbioru pikseli.

Więc co dalej w technologii telewizyjnej? Teraz, kiedy praktycznie można zastąpić ścianę ekranem i oglądać filmy w wysokiej rozdzielczości, dokąd teraz pójdziemy? Odpowiedź może znaleźć się tuż przed twoją twarzą – a przynajmniej tak się wydaje. Mówimy o telewizji 3D.

Widzowie po raz pierwszy rzucili okiem na technologię 3D już w 1922 roku, po wydaniu „The Power of Love”. To, czy myśleli, że to ciekawa rzecz, czy nie, przepadło historii. Ale to zapoczątkowało nieco cykliczną fascynację filmem trójwymiarowym.

Kolejny wielki boom na 3D miał miejsce w latach pięćdziesiątych. Tamta era wprowadziła świat do dziesiątek filmów klasy B, które w dużej mierze opierały się na dziwnych sztuczkach. Producenci filmowi chcieli znaleźć sposób na odciągnięcie widzów od telewizorów do teatru. Ich schematy obejmowały instalowanie wibrujących płyt w fotelach teatralnych, aby symulować porażenie prądem, po przesuwanie nadmuchiwanego szkieletu po linie zip podczas filmu. Dla porównania, noszenie głupkowatych okularów było dość oswojone.

W 3D pojawiło się kilka odcinków i programów telewizyjnych. Istnieje również rynek na DVD 3D. W większości przypadków 3-D nie wywarło dużego wpływu na przemysł domowej rozrywki. Ale jeśli niektóre z najpopularniejszych eksponatów na Consumer Electronic Show 2009 są dobrymi wskaźnikami, być może wkrótce będziemy próbować dotknąć obrazów na naszych telewizorach w niedalekiej przyszłości.

Dowiedzmy się więcej o tym, jak postrzegamy obiekty w trzech wymiarach.

Zawartość

1. Widzenie w trzech wymiarach
2. Okulary pasywne
3. Aktywne okulary i telewizory 3D-Ready
4. Telewizory 3D Ready

Dlaczego możesz patrzeć na obiekt w prawdziwym świecie i widzieć go jako obiekt trójwymiarowy, ale jeśli widzisz ten sam obiekt na ekranie telewizora , wygląda na płaski? Co się dzieje i jak technologia 3D rozwiązuje ten problem?

Wszystko ma związek ze sposobem, w jaki skupiamy się na przedmiotach. Widzimy rzeczy, ponieważ nasze oczy pochłaniają światło odbite od przedmiotów. Nasze mózgi interpretują światło i tworzą obraz w naszych umysłach. Gdy obiekt jest daleko, światło wpadające do jednego oka jest równoległe do światła wędrującego do drugiego oka. Ale gdy obiekt się zbliża, linie przestają być równoległe — zbiegają się, a nasze oczy przesuwają się, aby to skompensować. Możesz zobaczyć ten efekt w akcji, jeśli spróbujesz spojrzeć na coś tuż przed nosem – uzyskasz piękny zezowaty wyraz twarzy.

Kiedy skupiasz się na przedmiocie, twój mózg bierze pod uwagę wysiłek potrzebny do dostosowania oczu do skupienia się na nim, a także stopień zbieżności oczu. Razem te informacje pozwalają oszacować, jak daleko znajduje się obiekt. Jeśli twoje oczy musiały być dość zbieżne, to ma się rozumieć, że obiekt jest blisko ciebie.

Sekret telewizji i filmów 3D polega na tym, że wyświetlając każdemu oku ten sam obraz w dwóch różnych miejscach, możesz skłonić mózg do myślenia, że ​​płaski obraz, który oglądasz, ma głębię. Ale oznacza to również, że punkty zbieżności i ogniska nie pasują do siebie tak, jak w przypadku rzeczywistych obiektów. Podczas gdy twoje oczy mogą zbiegać się na dwóch obrazach, które wydają się być jednym obiektem tuż przed tobą, w rzeczywistości skupiają się na ekranie, który jest dalej. Właśnie dlatego męczysz się wzrokiem, jeśli próbujesz oglądać zbyt wiele filmów 3D za jednym razem.

Jak pokazać dwa różne obrazy, które wydają się być tylko jednym? Wszystko tkwi w soczewkach.

W branży 3D istnieją dwie główne kategorie okularów 3D : pasywne i aktywne. Soczewki pasywne opierają się na prostej technologii i prawdopodobnie są tym, o czym myślisz, gdy słyszysz termin okulary 3D. Klasyczne okulary 3D mają soczewki anaglifowe.

Okulary Anaglyph używają dwóch różnych kolorowych soczewek do filtrowania obrazów, które oglądasz na ekranie telewizora. Dwa najczęściej używane kolory to czerwony i niebieski. Gdybyś spojrzał na ekran bez okularów, zobaczyłbyś, że są dwa zestawy obrazów nieznacznie przesunięte względem siebie. Jeden będzie miał niebieski odcień, a drugi czerwonawy. Jeśli założysz okulary, powinieneś zobaczyć pojedynczy obraz, który wydaje się mieć głębię.

Co tu się dzieje? Czerwona soczewka pochłania całe czerwone światło pochodzące z telewizora , eliminując obrazy o czerwonej barwie. Niebieski obiektyw robi to samo dla niebieskich obrazów. Oko za czerwoną soczewką widzi tylko niebieskie obrazy, podczas gdy oko za niebieską soczewką widzi czerwone. Ponieważ każde oko widzi tylko jeden zestaw obrazów, mózg interpretuje to tak, że oba oczy patrzą na ten sam obiekt. Ale twoje oczy skupiają się w punkcie, który różni się od punktu centralnego — skupienie zawsze będzie na ekranie telewizora. To właśnie tworzy iluzję głębi.

Obecnie bardziej popularnym typem soczewek pasywnych w kinach są okulary polaryzacyjne. Ponownie, jeśli spojrzysz na ekran, który wykorzystuje tę technologię, zobaczysz więcej niż jeden zestaw obrazów. Okulary wykorzystują soczewki, które odfiltrowują fale świetlne rzucane pod pewnymi kątami. Każda soczewka przepuszcza tylko światło spolaryzowane w zgodny sposób. Z tego powodu każde oko zobaczy tylko jeden zestaw obrazów na ekranie. Soczewki polaryzacyjne stają się coraz bardziej popularne niż okulary anaglifowe, ponieważ okulary nie zniekształcają tak bardzo kolorów obrazu i zapewniają lepsze wrażenia odbiorców. Ale bardzo trudno jest zastosować technikę polaryzacji w systemach kina domowego — większość metod wymaga najpierw pokrycia ekranu telewizora specjalną folią polaryzacyjną.

Przyjrzyjmy się teraz okularom aktywnym.

Nie jest to dla mnie zrozumiale

Skąd pochodzi termin anaglyph? Wywodzi się z greckiego słowa anáglyphos, które odnosi się do obiektu wyrzeźbionego w płaskorzeźbie. Oznacza to, że wyrzeźbiony obiekt nieznacznie wystaje z tła.

W ciągu ostatnich kilku lat inżynierowie opracowali nowy sposób tworzenia trójwymiarowych obrazów w filmach i na telewizorach. W tej metodzie nadal nosisz okulary 3D , ale nie używasz kolorowych soczewek. Ta metoda nie pogarsza jakości kolorów obrazu tak bardzo, jak robią to okulary anaglifowe. Nie wymaga również umieszczania filmu polaryzacyjnego na ekranie telewizora. To, co robi, to kontrola, kiedy każde z twoich oczu może patrzeć na ekran.

Okulary wykorzystują technologię wyświetlacza ciekłokrystalicznego ( LCD ), aby stać się aktywną częścią oglądania. Mają czujniki podczerwieni (IR), które pozwalają im łączyć się bezprzewodowo z telewizorem lub wyświetlaczem. Gdy na ekranie pojawia się zawartość 3D, obraz zmienia się między dwoma zestawami tego samego obrazu. Oba zestawy są przesunięte względem siebie, podobnie jak w systemach pasywnych okularów. Ale te dwa zestawy nie są pokazywane w tym samym czasie — włączają się i wyłączają z niewiarygodną szybkością. W rzeczywistości, gdybyś spojrzał na ekran bez okularów, wydawałoby się, że w tym samym czasie były dwa zestawy obrazów.

Soczewki LCD w okularach na przemian są przezroczyste i nieprzezroczyste, gdy obrazy na ekranie zmieniają się. Lewe oko zaciemnia się, gdy obraz prawego oka pojawia się w telewizji i na odwrót. Dzieje się to tak szybko, że twój umysł nie może wykryć migotania soczewek. Ale ponieważ jest zsynchronizowany dokładnie z tym, co jest na ekranie, każde oko widzi tylko jeden zestaw podwójnych obrazów, które widziałbyś, gdybyś nie nosił okularów.

Przez kilka lat ekrany LCD i plazmowe nie były dobrymi kandydatami do tego rodzaju techniki. Częstotliwości odświeżania — szybkość, z jaką telewizor zastępuje obraz na ekranie — były zbyt niskie, aby technologia działała bez wykrycia przez widza migotania okularów. Ale teraz możesz znaleźć wyświetlacze plazmowe i LCD z niewiarygodnie szybkimi częstotliwościami odświeżania.

Częstotliwości odświeżania to tylko jedna część telewizora kwalifikującego się jako 3D. Dowiedz się więcej w następnej sekcji.

3D w wysokiej rozdzielczości

W okularach aktywnych łatwiej jest zaprezentować trójwymiarowy obraz w wysokiej rozdzielczości niż w okularach pasywnych. Dzieje się tak, ponieważ w przypadku pasywnego systemu okularów telewizor musi wyświetlać dwa zestawy obrazów jednocześnie. Aktywny system okularów przełącza się między dwoma zestawami obrazów z bardzo dużą szybkością — telewizor ma mniej informacji, które może obsłużyć w danym momencie.

Nie możesz używać standardowego telewizora i oczekiwać, że aktywne okulary będą działać. Musisz mieć jakiś sposób na synchronizację naprzemiennych obrazów na ekranie z soczewkami LCD w okularach. Tu właśnie pojawia się stereoskopowe złącze sygnału synchronizacji . Jest to ustandaryzowane złącze z trzema pinami, które podłącza się do specjalnego portu w telewizorze lub monitorze 3D-ready. Drugi koniec kabla podłącza się do nadajnika podczerwieni. Nadajnik wysyła sygnały do ​​aktywnych okularów 3D . To właśnie synchronizuje obiektywy LCD z akcją na ekranie.

Złącze działa w oparciu o logikę tranzystorowo-tranzystorową (TTL). Jeden styk na złączu przewodzi prąd o niskim napięciu. Drugi pin działa jak przewód uziemiający. Trzeci pin przenosi sygnał synchronizacji stereo.

Istnieją dwa różne typy aktywnych okularów 3D i nie są ze sobą kompatybilne. Są to okulary 3D w stylu ED i ELSA. Podczas gdy nadajniki dla obu stylów działają ze standardem stereoskopowego sygnału synchronizacji, okulary ED będą działać tylko z nadajnikiem ED. Chociaż para okularów ELSA może zsynchronizować się z emiterem ED, okulary nie będą działać prawidłowo. Na przykład, gdy emiter ED wysyła sygnał, że lewa soczewka jest przezroczysta, okulary ELSA spowodują, że lewa soczewka będzie nieprzezroczysta, a prawa soczewka będzie przezroczysta.

Nawet jeśli masz telewizor z obsługą 3D, nadajnik i parę aktywnych okularów, nie wszystko na ekranie telewizora będzie wyglądało na trójwymiarowe. Dostawcy treści muszą najpierw zoptymalizować sygnał pod kątem 3D. Chociaż możliwe jest modyfikowanie istniejącego materiału filmowego w treści 3D, niektórzy dostawcy wolą wcześniej tworzyć wideo z myślą o 3D. Obecnie najłatwiejszym sposobem oglądania treści 3D jest podłączenie komputera do telewizora obsługującego 3D za pomocą kabla HDMI , a następnie przesyłanie strumieniowe treści 3D z komputera do telewizora. W przyszłości prawdopodobnie zobaczymy więcej odtwarzaczy DVD zdolnych do wysyłania sygnałów 3D do telewizorów, a być może nawet włączania transmisji 3D do usług kablowych i satelitarnych.

Wyświetlacze soczewkowe

Chociaż technologia 3D jest imponująca, niektórzy ludzie nadal chcą rozwiązania, które nie wymaga noszenia okularów. Podjęto kilka prób stworzenia wyświetlacza zdolnego do wyświetlania obrazów w trójwymiarowej przestrzeni. Niektóre obejmują lasery , inne wyświetlają obrazy na delikatnej mgiełce lub na sztucznym dymie, ale te metody nie są tak powszechne ani praktyczne.

Jest jeden sposób na tworzenie trójwymiarowych obrazów, które można zobaczyć w miejscach takich jak hale sportowe lub w hotelu podczas dużej konferencji. Ta metoda opiera się na wyświetlaczu pokrytym folią soczewkową. Soczewki to malutkie soczewki na spodniej stronie specjalnej folii. Na ekranie wyświetlane są dwa zestawy tego samego obrazu. Soczewki kierują światło z obrazów do oczu — każde oko widzi tylko jeden obraz. Twój mózg składa obrazy w całość i interpretujesz je jako trójwymiarowy obraz.

Ta technologia wymaga od dostawców treści tworzenia specjalnych obrazów, aby efekt działał. Muszą przeplatać ze sobą dwa zestawy obrazów. Gdybyś spróbował wyświetlić obraz wideo na normalnym ekranie, zobaczyłbyś rozmazany podwójny obraz.

Innym problemem związanym z wyświetlaczami soczewkowymi jest to, że uzyskanie efektu 3D zależy od tego, czy publiczność znajdzie się w odpowiednim miejscu. Gdybyś przesunął się w lewo lub w prawo od jednego z tych słodkich punktów, obraz na ekranie zacząłby się rozmazywać. Po przejściu z jednego słodkiego miejsca do drugiego obraz powracał do spójnego obrazu. Przyszłe telewizory mogą zawierać kamerę, która śledzi twoją pozycję. Telewizor będzie mógł dostosować obraz tak, abyś zawsze znajdował się w idealnym miejscu. Czy to zadziała w przypadku wielu widzów tego samego ekranu, okaże się.

Niektórzy ludzie doświadczają uczucia podobnego do choroby lokomocyjnej po oglądaniu wyświetlacza soczewkowego przez ponad kilka minut. Dzieje się tak prawdopodobnie dlatego, że twoje oczy muszą wykonać dodatkową pracę, ponieważ radzą sobie z rozbieżnością między skupieniem a zbieżnością. Ale z drugiej strony nie musisz się martwić o utratę drogiej pary aktywnych okularów.

Czy telewizja 3D stanie się kolejnym wielkim trendem, czy też ma stać się modą, która powraca co kilkadziesiąt lat? W tej chwili jest za wcześnie, żeby to powiedzieć. Ale technologia wciąż się poprawia. Może nie minąć dużo czasu, zanim znikniesz z drogi następnym razem, gdy gracz bejsbolu uderzy w linię, jadąc w kierunku kamery.

Powiązane artykuły