3D Technológia

A "három dimenziós" technológia már régóta foglalkoztatja az emberiséget és a technika gyors fejlődésének köszönhetően ma már nemcsak tudományos területeken, hanem leginkább a szórakoztató iparban alkalmazzák ezt fejlesztést.

A 3D kifejezés hallatán az emberek többségének a 3D mozifilmek, kijelzők, és modellező programok jutnak eszükbe leginkább. Ennek egyik oka az, hogy az átlagember számára főként ezeken a területeken elérhető a 3D-s technológia, és fejlesztők is az ebben rejlő anyagi lehetőségeket szeretnék leginkább kiaknázni.
A tanulmányom fő témája a 3D média és ennek technológia lenne, mert úgy gondolom, hogy ma ez van a figyelem középpontjában.


I. 3D Alapok

Tekintsük át a legfontosabb 3D-vel kapcsolatos tudnivalókat, amelyek elengedethetetlenek, ahhoz, hogy megértsük, hogy hogyan is működik a 3D.

Mi az a 3D?

A három dimenzió, melynek elterjedt rövidítése a 3D egy megjelenítési forma, amelynek három iránya van: szélessége, magassága, és mélysége (térhatás).
Az emberi szem 3 dimenzióban lát.

Hogyan látjuk a 3D-t?

Az ember jobb és bal szeme két különböző képet lát más-más szögből. A két szemünkkel látott képet agyunk a két kép közötti különbségek alapján „számolja ki” és csinál egy képet. Ez az úgynevezett binokuláris látás.

Hogyan működnek a mai 3D-s kijelzők?

A mai TV-k, monitorok, sőt okos-telefonok már képesek olyan 3D-s megjelenítési formát biztosítani, amellyel a kijelzők sík felület segítségével térbeli képet állítanak elő, ezzel tulajdonképpen „átverve” az emberi agyat.

A fent említett eszközök ezt úgy használják, ki hogy a kijelzőjükön duplán látható kép van egymáshoz közel.

Ehhez azonban valamilyen térérzetet keltő technológiára/eszközre van szükség. Nélküle ugyanis a kijelzőkön csak a duplán vetített kép látható, amely élvezhetetlen látványt nyújt.
A ma legelterjedtebb eszköz a 3D szemüveg.

3D-s szemüvegen keresztül nézve az egyik képet az egyik szemünkkel, a másik képet a másik szemünkkel látjuk, az agyunk pedig összerakja a két képet egyé.
Természetesen már javában folynak a kísérletek a szemüveg nélküli 3D-re, ezek azonban mélységérzetben, felbontásban és minőségben is elmaradnak a szemüveges rendszerektől.

A Samsung és az Intel 2010-ben mutatta meg a szemüveg nélküli 3D-s kijelzőit. Mindkét kijelző azonban alacsony felbontásban működött csak, a mélységérzet sem volt meggyőző, a Samsung kijelzőjén a kép ráadásul csak egyetlen pontból volt optimális. Az Intel esetében nyolc különböző pontból is nézhető volt a kijelző.


II. 3D technológiák és szemüvegek

A 3D szemüvegeket két csoportra lehet osztani. Vannak az úgynevezett aktív, illetve passzív szemüvegek. Az aktív szemüvegek esetén a képeket felváltva látjuk, a passzív esetén egyszerre látjuk, itt azonban egy speciális szűrő segítségével van megoldva, hogy a megfelelő képek a megfelelő szembe jussanak.

A legrégebbi és legegyszerűbb módszert az anaglif technikának hívják. Ezt a módszert 1853-ban Wilhelm Rollman dolgozta ki. Az anaglif képalkotásnál a filmen egyszerre látjuk a jobb és a bal szemnek szánt képeket, amelyeknek eltérő a színezése. Ahhoz, a megfelelő képek a megfelelő szembe jussanak, a szemünk elé olyan színes szűrőt kell tennünk, mely a jobb és bal szemünk számára külön-külön szűri ki a nekik szánt információkat. A színes szemüveg miatt a megfelelő kép a megfelelő szembe jut és így kialakul a térérzet. A legismertebb ilyen szemüvegek a kék és piros párosítást használják, illetve van még a zöld és magenta párosítás. A módszer előnye leginkább az ára, hiszen a jelenlegi megoldások közül ez a legolcsóbb. Hátránya, hogy torzulnak a színek és gyorsan fárasztja a szemet.

A következő módszer, amellyel a mozikban is találkozhatunk az úgynevezett 3D polarizáció.
Hasonló elven működik, mint anaglif eljárás, viszont a színek variálása helyett a fény polarizálásával érik el, hogy a megfelelő képet a megfelelő szem lássa.

A polarizáción alapuló 3D-s képalkotást legtöbbször projektorral, vagy projektorokkal oldják meg. Szükségünk van egy polarizált szemüvegre, és emellett egy speciális vetítő vászonra az úgynevezett Silver Screen-re, amely megakadályozza a beérkező fény depolarizációját. Az alkalmazott polarizáció lehet lineáris és cirkuláris is.
Ezt a módszert egyébként az LCD-tévéknél is alkalmazzák, de ebben az esetben feleződik a felbontás

A fentebb leírtakból kiderül, hogy mind az anaglif, mind polarizációs eljárás is passzív megoldással működik. A következő eljárás azonban aktív képzáró megoldással működik.

Ezt Shutter eljárásnak nevezik. "Ez megoldás szintén nem bonyolult, a megjelenítő felváltva jeleníti meg a jobb illetve a bal szem számára küldött képet, míg a felhasználó szemüvege gondoskodik arról, hogy adott pillanatban csak az egyik szemünk lásson. Az ilyesfajta aktív szemüvegekben a shutter nem más, mint egy parányi, monokróm LCD kijelző, amely egy-egy pillanatra elzárja a fény útját." – www.geeks.hu

A mai LCD monitorok többsége 60 Hz képfrissítési sebességgel rendelkezik. Ahhoz azonban, hogy 3D-s megjelenítés esetében ne érzékeljük a "fekete képkockákat", ehhez olyan megjelenítőre van szükségünk, amely képes legalább a 120 Hz-es képfrissítésre (60-60 képkocka jut mindkét szemünkre.)

A Shutter eljárás előnye, hogy nem terheli annyira a szemet, mint a fent említett eljárások, és jó minőségű képet lehet előállítani. Hátrány viszont, hogy a szemüveg drága, tölteni is kell és csak egyenesen ülve használható.

Utolsó eljárásként megemlíteném az Autósztereó 3D-t. Ennél a megoldásnál nincs szükség 3D szemüvegre. "Ezek a rendszerek a fény útjának precíz szabályozásával érik el a mélységérzetet; a kijelző felületét egyszerűen úgy alkotják meg, hogy egyes képpontokat csak az egyik, míg más pixeleket csak a másik szemünk lát." – www.geeks.hu
Ez a megoldás azonban nagyon precíz kialakítást igényel. Ennek az a hátránya, hogy az optimális 3D képet csak egy bizonyos pontból nézve kapjuk meg. Ha elmozdulunk, akkor a kép elmosódik és fejfájást is okozhat.


III. 3D-s filmek története

Habár a mai modern 3D lázat kétségkívül James Cameron 2009-ben bemutatott filmje az Avatar indította el, már jóval előtte is készültek 3D-s filmek és próbálkozások. Tekintsük át ezeket a legfontosabb évszámokra felbontva. (Hivatkozás http://3dportal.hu/tudastar/a-3d-tortenete)

1903 - Auguste Lumiere bemutatta A vonat érkezése című film 3D-s változatát.

1915 – Elkészült az első anaglif mozifilm a The Power of Love.

1922 – A filmszínházakban műsorra tűzik a The Power of Love-ot.

1935 – Elkészül az első színes, háromdimenziós mozifilm.

1947 – Elkészül az első orosz 3D-s mozifilm, a Robinson Crusoe.

1952 – A világ első 3D-s nagy játékfilmje, a Bwana Devil bemutatója az Egyesült Államokban, a film egy tiszavirág életű boom-ot indított el a 3D-s mozizásban.

1953 - Két, mérföldkőnek számító 3D-s film, a Man in the Dark és House of Wax című mozifilmek bemutatója. Ez utóbbi film az első 3D-s mozi, amely sztereó hangrendszeren szólal meg.

1953 - A 3-D Follies lett az első 3D-s film, amelyet a gyártás közben állítottak le, jelezve ezzel is a 3D boom végét.

1960 – A September Storm az első anaglif film, amely Cinemascope formátumban jelent meg.
„A CinemaScope eljárás az ún. anamorfikus nyújtási technológiát használja, minek következtében a szélesvásznú filmet „belegyömöszölik” a 35 mm-es film 1,33:1-hez képarányú filmkockájára, majd a moziban a kellő képarányra „nyújtják” azt.” - http://hu.wikipedia.org/wiki/CinemaScope

1981 – Az anaglif Comin at Ya! című alkotás bemutatója. A film az over-and-under technikát alkalmazza, amelynek során a két eltérő szögből készült képet egyetlen felületen, egymásra nyomtatják vagy vetítik. Ez a film egy újabb 3D-s hullámot indított el, amelyet a ’80-as években még olyan filmek követtek, mint az Amityville 3D, a Friday the 13th (Péntek 13) harmadik része vagy a Cápa 3D.

2009 – Bemutatják James Cameron filmjét, az Avatar-t. A mozit azzal a Fusion Camera rendszerrel forgatták, amelynek fejlesztésében maga Cameron is részt vett.
Fusion Camera System: „A hagyományos térhatású fényképezés elvén működő, a felvételeket két, egymással szinkronban lévő lencsével rögzítő digitális kamerában az objektívlencsék az emberi szemek átlagos távolságának megfelelően helyezkednek el.” – www.lazavideo.hu
Az Avatar című film óta nincs megállás a 3D filmek gyártásában. Az összes filmstúdió beállt a sorba (nehogy lemaradjanak az új trendről) és folyamatosan készülnek a néző elkápráztatására szánt 3D filmek.


IV. 3D csatornák

A 3D-s filmek sikere után csak idő kérdése volt, hogy a TV társaságok mikor harapnak rá a kínálkozó lehetőségre.
Először a dél-Korea élt a lehetőséggel. 2010-ben el is indult a Sky 3D, amely teljes adásidejében 3D-s tartalmakat sugároz side-by-side formátumban, 1920x1080i felbontásban. Az amerikai ESPN sportcsatorna csatorna volt az első, amely különböző válogatott sporteseményeket vetített 3D-ben. Az első 3D-s adásuk a 2010-es dél-afrikai foci vb. volt. A csatorna 2011. február 14.-e óta 24 órában sugároz 3D-s sporteseményeket.

A Discovery és a Sony Corporation 2010-ben egy 3D csatorna indítását tervezte, ahol természetfilmeket, egyéb ismeretterjesztő filmeket, valamint gyermekek számára készített mozifilmeket és programokat sugárzott volna.
Spanyolországban, majd nem sokkal később Romániában 2011-ben indult el a High TV 3D, amely folyamatosan sugároz 3D-s tartalmakat. Legfőképpen szórakoztató jellegű műsorokat sugároz (valóságshow-k, dokumentumfilmek).

Magyarországon az Antenna Hungária teszteli a 3D műsorszórás lehetőségét, a UPC pedig kijelentette, hogy ők akarnak lenni az elsők, akik Európában 3D csatornát sugároznak.

A sornak ezzel azonban nincs vége. Manapság egyre több tv társaság dolgozik azon, hogy műsorait 3D-ben sugározhassa. A közeljövőben ezen csatornák száma folyamatosan fog bővülni. Az In-Stat tavalyi bemutatott elemzése szerint 2014-re mintegy száz lineáris háromdimenziós csatorna lesz fogható a világon.


V. Egyéb 3D

A 3D-s piacba természetesen beszálltak a konzolok, szoftverek, videokártyák. A Playstation 3 2010. június óta támogatja a 3D-s megjelenítést, az Xbox 360 pedig 2009 decembere óta. Érdekesség hogy az első Xbox 360 által támogatott 3D-s játék az Avatar volt, ami természetesen James Cameron filmjének játékverziója.

Természetesen a fent említett konzolok mellett PC-re is jelennek meg különböző szoftverek, amik támogatják a 3D-s megjelenítést. Ehhez természetesen szükségünk van egy olyan videokártyára, ami ugyancsak támogatja a 3D-s megjelenítést. Jelenleg az NVDIA által kínált grafikus kártyák alkalmasak erre.


VI. A jövő

Ha az ember jobban körülnéz az interneten, akkor láthatja, hogy a 3D technológiákat alkalmaznak mobil piacokon, orvostudományban, építészetben, szimulációkban, sőt betört a kozmetikai iparba is. Néhány éve létezik 3D-s nyomtató és szkenner is, ezeknek az ára azonban túl magas egy átlagember számára.

A 3D egyértelműen a jövő egyik meghatározó technológiája lesz. Rengeteg lehetőség rejlik benne. Gondoljunk csak olyan területekre, mint a környezetvédelem, katasztrófa-elhárítás, űrkutatás, csillagászat vagy az orvostudomány.


Források:

3d-tv.hu/
www.mediapiac.com/media/technologia/Szaz-3D-csatorna-johet/5729/
fn.hir24.hu/csucsfogyaszto/2010/01/08/3d_tevecsatorna_indulhat
www.haromdimenziostv.hu/3d-tv-tortenelem.html
http://hoc.hu/
www.geeks.hu/technologiak/100127_minden_amit_a_3d_rol_tudni_erdemes
www.lazavideo.hu
hu.wikipedia.org/wiki/CinemaScope