Обзор стереоустройств, описания и сравнительные характеристики | brainWork studio Перейти к основному содержанию

Обзор стереоустройств, описания и сравнительные характеристики

В предыдущем разделе мы рассказали о методах, на которых основывается большинство стереоскопических устройств, и теперь вам будет легче понять принципы работы конкретных 3D-систем. Всё эти устройства имеют свою специфику и обладают как некоторые преимуществами так и недостатками. Постараемся их изложить в сравнительной таблице, а также проведем несколько тестов на имеющихся у нас 3D-устройствах.

Рассмотрим поотдельности вспомогательные средства просмотра - стереоочки с помощью которых происходит разделение (или сведение) двух ракурсов (для правого и левого глаза). Для некоторых типов очков не требуется специальных стереомониторов и возможен просмотр не только на экране обычного дисплея, но и на бумаге; непосредственно сами 3D-устройства (стереомониторы, шлемы виртуальной реальности); автостереоскопические мониторы (на основе линзового растра или решетки - параллаксного барьера), не требующие наличия очков для просмотра стереоизображения; а также проекционные системы, используемые в 3D-кинотеатрах или в демонстрационных залах (системы типа IMAX, Dolby 3D, RealD 3D,  DIGITAL 3D и прочие).

Идеальная 3D-стереосистема должна передавать изображения для каждого глаза без потерь и без искажения цвета и яркости (т.е. каждый глаз видит картинку, как на обычном мониторе), взаимопроникновение ракурсов должно отсутствовать либо быть минимальным, чрезмерное мерцание недопустимо. В таком случае, человек увидит 3D-картинку так же комфортно, как видит реальный мир.

Анаглифные очки

Очки с цветными (обычно красно-синими) светофильтрами. 

Преимущества: 

  • Не требуется специальных стереомониторов. Просмотр возможен как на экране дисплея, так и на бумаге. 

Недостатки:  

  • Для совмещения изображений для правого и левого глаза используется цветовое кодирование, а для разделения цветные светофильтры, поэтому главный недостаток сильная потеря и искажение цвета изображения. 
  • Некомфортные и неестественные для глаз светофильтры.  

Стоимость: 

  • От 50 до 100 рублей 

Призматические линзы (очки) 

Используются для комфортного сведения параллельной стереопары (т.е. нет необходимости в кодировании стереопары в единое изображение).

Преимущества: 

  • Просмотр возможен как на экране монитора, так и на бумаге. 
  • Не искажает цвета. 

Недостатки: 

  • Необходима фокусировка (т.е. подбор расстояния от очков до изображения). 

Стоимость:   

  • От 100 до 200 рублей 

Линзы Френеля

Принцип действия линзы Френеля для просмотра стереокартинки ничем не отличается от призматической линзы. Используется для сведения параллельной стереопары.

Поляризационные очки 

Очки с слегка затемненными светофильтрами. Бывают либо с линейной, либо с круговой поляризацией. Используются со многими стереомониторами, например Zalman, Hyundai, iz3D, а так же с зеркальными 3D-мониторами.

Преимущества: 

  • Пассивные очки.
  • Без мерцания. 

Недостатки:  

  • В случае линейной поляризации может наблюдаться взаимопроникновение ракурсов (ghost) при сильных наклонах головы вправо влево. ( > 15-20 градусов). 

Стоимость: 

  • от 200 до 500 рублей 

Затворные очки (NVIDIA 3DVision, eDimensional, СТЭЛ) и монитор с высокой частотой вертикальной развёртки 

Преимущества: 

  • Полное разрешение по вертикали и по горизонтали (эквивалентно моно-режиму). 
  • Отсутствие гхоста. 

Недостаткти:  

  • Требуется наличие монитора с высокой частотой вертикальной развертки.  
  • Мерцание (даже при частоте 120 герц). 
  • Высокая стоимость. 

Стоимость:  

  • От 3000 до 7000 рублей. 

 

3D-УСТРОЙСТВА

Для разделения кодированного стереоизображения поляризация используется во многих 3D-устройствах, но мониторы могут использовать различные принципы одновременного отображения стереоракурсов, например, черезстройчность (интерлейс) или зеркальное сведение. 

Стереомониторы с черезстрочной поляризацией (Zalman, Hyundai) и пассивные поляризационные очки 

На дисплей нанесена специальная плёнка, преобразующая линейно-поляризованный свет в свет с круговой поляризацией с противоположным направлением для чётных и нечётных строчек пикселей.

На монитор выводится чересстрочная стереопара, горизонтальные полосы, где чётные строки содержат полосы правого ракурса, а нечётные - левого.  Поляризационные очки показывают строчки только с соответсвующей поляризацией на очках, т.е. для каждого глаза показывается своё изображение. 

Преимущества: 

  • Пассивные очки, соответственно, отстутствие мерцания. 
  • Круговая поляризация (при наклонах головы не возникает гхост). 

Недостатки: 

  • В стереорежиме вдвое меньшее разрешение.  
  • Малые углы просмотра в стереорежиме (по горизонтали и по вертикали) - определённые зоны гхоста и перемена изображений левого и правого глаза. 
  • Черезстрочность бросается в глаза при просмотре небольших деталей картинки или при чтении текста. 

Cтереомониторы на основе двух матриц, расположенных друг за другом (iz3d, Perceiva) и пассивные поляризационные очки 

Данные стереомониторы аналогичны обычному ж/к монитору, но состоят из двух параллельных LCD панелей и поляризационных фильтров. На первой панели в каждом пикселе задается суммарная интенсивность, а на второй — направление поляризации. Преобразование входных левого и правого изображений производится специальным процессором, который находится в мониторе (Perceiva), в мониторе iz3d используется программное преобразование, с помощью видеодрайвера. На выходе из монитора после прохождения через поляризационные очки оператора световые сигналы формируют два изображения: для левого и правого глаза. 

Преимущества: 

  • Пассивные очки, соответственно, отстутствие мерцания. 
  • Полное разрешение по вертикали и по горизонтали (эквивалентно моно-режиму). 

Недостаткти: 

  • Из-за линейной поляризации при наклонах головы возникает небольшой гхост. 
  • Постоянный гхост на одном из глаз. 
  • Искажение цветопередачи и яркости.

Стереомониторы на основе двух мониторов с полупрозрачным зеркалом (MPS-монитор CiFRO-CiTY, Planar, StereoPixel) и пассивные поляризационные очки 

Основа зеркального метода - два обычных (моноскопических) одинаковых монитора и полупрозрачное зеркало между ними. Как известно, ЖК-мониторы дают поляризованный свет. Мониторы и зеркало располагаются под специальным углом таким образом, чтобы отражённое в зеркале изображение от одного монитора совпадало с изображением другого монитора. При отражении от зеркала, поляризация от одного из мониторов меняется на противоположную. Разделение ракурсов происходит с помощью очков с ортогонально-расположенной линейной поляризацией. Стереомониторы подобной системы обладают наилучшими показателями и оптимальной стоимостью, по сравнению с другими 3D-стереосистемами, поэтому используются в фотограмметрии, картографии и в военных областях. 

Преимущества: 

  • Пассивные очки, соответственно, отстутствие мерцания. 
  • Полное разрешение по вертикали и по горизонтали (эквивалентно моно-режиму).  
  • Высокое качество стерео изображения, идеальная цветопередача. 
  • Возможность сборки в домашних условиях (низкая себестоимость). 

Недостаткти: 

  • Из-за линейной поляризации при наклонах головы возникает небольшой гхост. 

Шлемы виртуальной реальности (Oculus Rift, eMagin Z800 и и т.д.)

Преимущества:

  • Отсутствие гхоста, т.к. на каждый глаз проецируется своя картинка. 

Недостаткти:

  • Низкое разрешение.  
  • Мерцание. 
  • Высокая стоимость. 

Автостереоскопические мониторы на основе линзового растра (Philips, SeeReal, SuperD) 

Подробнее...

Проекционные 3D-стерео системы

На сегодняшний день существует так же несколько различных технологий используемых кинотеатрами. Подробнее используемые принципы рассмотрим ниже. 

Dolby 3D  
На сегодняшний день технология Dolby 3D наиболее распространена в кинотеатрах. Главное преимущество перед конкурирующими системами с пассивными поляризационными очками для зрителей в том, что для показа подойдёт обычный экран, а также отстуствует потребность в приобритении дополнительного проектора, что существенно может уменьшить стоимость расходов на перевод кинотеатра в формат цифрового 3D. 

Данная технология - это усовершенствованный анаглиф (т.е. спектральный метод разделения). В проектор, перед лампой, устанавливают вращающийся дисковый светофильтр с сегментами, синхронизированный с частотой смены ракурсов для каждого глаза отдельно. Разделение происходит с помощью пассивных спектральных очков многоразового пользования. 

Весь визуальный спектр может восприниматься человеком через сочетание красного, зелёного и синего цветов (RGB) В фильтрующем диске есть сегменты, которые фильтруют свет прожектора на красный, зелёный и синий цвет разных длин волн. При этом красный цвет определённой частоты видит левый глаз, а красный цвет другой частоты — правый (каждый глаз видит красный своего цвета). То же самое верно для зелёного и синего. Разница в цветовом восприятии для левого и правого глаза корректируется дополнительными фильтрами очков. 

IMAX

Системы IMAX обеспечивают самое качественное и комфортное отображение, за счет использования поляризационной технологии. 

Основной недостаток метода (точно так же как и в системах RealD 3D) — высокие требования к экрану, прежде всего экран не должен менять поляризацию падающего на него света от двух проекторов, в противном случае происходит разрушение стереоэффекта. Чтобы этого избежать, в IMAX используется экран с метализированным покрытием. Перевод обычного кинотеатра на подобную стереотехнохнологию более затратный, по сравнению с Dolby 3D.  

RealD 3D  

В отличие от технологии IMAX 3D, RealD не требует двух проекторов. Компания Sony имеет эксклюзивное соглашение на использование технологии RealD для показа фильмов с помощью своих 3D-проекторов.

В технологии RealD 3D используется круговая поляризация света. Эта технология подобна IMAX с той разницей, что круговая поляризация вместо линейной позволяет сохранять стереоэффект и избегать двоения изображения при небольших боковых наклонах головы.

Проектор попеременно проецирует кадры для каждого глаза, причем эти кадры проецируются в циркулярном поляризованном свете — по часовой стрелке для правого глаза, против часовой - для левого. Происходит это благодаря установленному перед объективом проектора "электроно-поляризационного" фильтра, в котором попеременная циркулярная поляризация происходит благодаря "слоенному пирогу" из поляризационного и ЖК фильтров. Очки с противоположной круговой поляризацией обеспечивают процесс, при котором каждый глаз видит свою собственную картинку вне зависимости наклона головы зрителя. Высокая скорость передачи кадра — 72 кадра в секунду для каждого глаза — обеспечивает изображению постоянное действие. В 3D кинотеатрах каждый кадр проецируется три раза, чтобы уменьшить мерцание, в обычном видео изображении - 25 кадра в секунду. В результате получается стабильно-устойчивое изображение. 

Digital 3D 

XpanD 

В технологии XpanD используется затворный метод разделения изображений для левого и правого глаз. Изображения проецируются поочередно, а в активных очках смонтированы ЖК-затворы, которые синхронно с проектором поочередно закрываются, позволяя каждому глазу видеть только своё изображение. Сигнал синхронизации передаётся на очки с использованием инфракрасного излучения. 
Эта технология, в отличие от поляризационных IMAX 3D и RealD, не требует специального экрана, в связи с чем стоимость переоборудования кинотеатра при внедрении стереопоказа оказывается ниже, но имеет недостаток в необходимости использования активных затворных очков, которые наоборот имеют высокую стоимость. 
 

Теги
Спасибо! Мы свяжемся с Вами в ближайшее время!
Напишите нам в Telegram