Okulary 3D

włącz .

Dla wielu film Jamesa Camerona „Avatar” otworzył nową erę kinematografii, ale trójwymiarowe filmy nie są wynalazkiem XXI wieku – narodziły się wraz z samą kinematografią, a nawet jeszcze wcześniej. Dzisiaj 3D to nie tylko nowoczesna technologia, ale, jak mówią na Wall Street, to skrót od „Dolary, Dolary, Dolary” i trudno się dziwić, bo kina wypełnione są po brzegi, a telewizory 3D, mimo wysokiej ceny, sprzedają się świetnie.

Początki 
Początków technologii 3D trzeba szukać w pracach brytyjskiego naukowcy i wynalazcy Charlesa Wheatstone’a. W 1828 roku opisał on, jak działa stereoskopia, a 12 lat później pokazał światu pierwszy stereoskop, dzięki któremu obraz był widziany przez każde z oczu pod innym kątem, sprawiając wrażenie trójwymiarowości. Działał on w oparciu o dwa lusterka ustawione tak, aby obraz dwóch zdjęć docierający do oczu różnił się dla każdego z osobna. Wynalazek ten uprościł Oliver Wendell Holmes, który oba zdjęcia ustawił obok siebie. Patrzyło się na nie przez soczewki klinowe. Metodę tę rozwinął niemiecki wynalazca Wilhelm Rollmann, w 1853 roku prezentując pierwsze zdjęcie anaglifowe. Wykonane ono zostało z dwóch zdjęć zrobionych jednocześnie, ale jedno zabarwiono na kolor turkusowy, a drugie na czerwony. Po nałożeniu ich na siebie i założeniu okularów o soczewkach turkusowej i czerwonej, do jednego oka nie dociera fala światła o długości odpowiadającej kolorowi turkusowemu, a do drugiego – kolorowi czerwonemu. Mózg składa z tak przefiltrowanych informacji obraz trójwymiarowy. Wadą tej metody jest przekłamanie innych kolorów oraz mała szczegółowość. Jednak wraz z komputeryzacją metoda ta powróciła do łask jako bardzo prosta do wykonania, dzięki odpowiedniemu oprogramowaniu.


Urządzenia umożliwiające tworzenie filmów 3D pojawiły się w latach 20. XX stulecia. Pierwszy film anaglifowy to „The Power of Love” z 1922 roku. Prawdziwy boom nastąpił w latach 50. XX wieku, nazywanych złotą erą filmów trójwymiarowych. Jednak filmy z wykorzystaniem anaglifów, których nakręcono wówczas około 60, wywoływały u widzów ból oczu i zmęczenie wzroku. Dopiero zastosowanie 30 lat później przez IMAX specjalnych sal kinowych ze srebrnymi ekranami i filmów na klatce 70 mm oraz dopracowanych okularów polaryzacyjnych, zapoczątkowało erę kina 3D, przyjemnego i dla oczu. 

W 1990 roku IMAX zaprezentował nowy wynalazek – okulary migawkowe, zsynchronizowane z projektorami, które z prędkością 48 klatek na sekundę wyświetlały obraz raz dla jednego, raz dla drugiego oka. 
Kolejnym krokiem była digitalizacja filmów, dzięki której można dziś oglądać filmy w wysokiej jakości 3D w normalnych salach kinowych. Jednak była to wciąż droga technologia, aż do wprowadzenia w 2007 roku systemu Dolby 3D Digital Cinema, dziś najpowszechniejszego.
Technologią 3D zainteresowali się też ostatnio producenci telewizorów, którzy mają w ofercie zestawy kina domowego. Panasonic, Sony, LG i Samsung już wprowadziły bądź wprowadzą wkrótce telewizory i odtwarzacze filmów 3D. Co więcej, trend wyczuli także dostarczyciele programów telewizyjnych, jak np. Canal+, który 16 maja pokazał jako pierwsza stacja film w technologii 3D.
Warto jeszcze dodać, że m.in. amerykańska firma Alioscopy opracowała ekrany telewizyjne umożliwiające oglądanie filmów 3D bez użycia okularów. Jest to możliwe dzięki naklejonym na ekran specjalnym foliom z soczewkami, dzięki którym mózg za pośrednictwem wzroku odbiera różne grupy pikseli jako trójwymiarowe. System ten ma jak na razie ograniczenie polegające na tym, że aby w pełni podziwiać efekt, trzeba mieć wzrok dokładnie naprzeciw ekranu. Dlatego będzie on raczej wykorzystywany w telefonach komórkowych. W Japonii wprowadzono już do sprzedaży model komórki z ekranem 3D i mimo wysokiej ceny, cieszy się on powodzeniem.

Technologia 
Obecnie istnieją cztery metody wykorzystywane w technologii 3D z użyciem okularów.
Najstarszą metodą jest ta, która wykorzystuje okulary anaglifowe, z czerwoną i turkusową (czasem niebieską lub zieloną) soczewką. System ten, choć niewątpliwie tani, to jednak mocno przekłamuje kolory oraz wywołuje ból głowy i zmęczenie wzroku. Zwykle widzowie wychodzą z takich seansów rozczarowani. System dobrze sprawdza się jedynie przy trójwymiarowych fotografiach czarno-białych lub w sepii.
Inaczej działa system Dolby 3D Digital Cinema wykorzystujący interferencję fal świetlnych. Film wyświetlany jest z jednego projektora cyfrowego, przed którym wstawia się filtr dzielący obraz na trzy różne długości fal. Ponownie przefiltrowany przez specjalne okulary, mające dla każdego oka inny filtr składający się z 50 warstw, daje wrażenie trójwymiarowości. Wadą systemu jest dość ciemny obraz.
Następna metoda wykorzystuje okulary z soczewkami polaryzacyjnymi. W kinie można spotkać systemy RealD Cinema i Masterimage, które działają w oparciu o polaryzację kołową. Obraz wyświetlany jest przez dwa projektory, spolaryzowane oddzielnie dla każdego oka. Polaryzacja ta odpowiada filtrom w soczewkach okularów. Dzięki temu do lewego oka dociera tylko obraz przeznaczony dla niego i analogicznie jest z okiem prawym. Technologię tę wykorzystuje się także w telewizji 3D.
Najnowszą generacją są okulary migawkowe systemu Xpand D. Okulary zamiast zwykłych soczewek mają ekraniki LCD, które na przemian są nieprzezroczyste i przezroczyste. Dzięki nim każde oko widzi tylko obraz przeznaczony dla niego, wyświetlany z częstotliwością 48 klatek na sekundę (w telewizorach 120 klatek na sekundę). Okulary są zsynchronizowane z telewizorem lub projektorem kinowym. Lewe oko widzi obraz tylko z lewej strony, a prawe tylko z prawej strony ekranu. Metoda ta nie męczy wzroku i pozwala na oglądanie obrazu na ekranie pod różnymi kątami. Okulary takie ma w ofercie Panasonic.
W 2010 roku na rynek wprowadzono najnowszą technologię TriOviz 3D. Jej rewolucyjność polega na tym, że pozwala na wyświetlanie trójwymiarowych obrazów na zwykłym ekranie, czy to telewizora, czy monitora komputerowego. Złudzenie 3D zostało uzyskane poprzez manipulację elementami obrazu, m.in. ostrością. Do oglądania tak przygotowanego programu niezbędne są okulary z barwnymi filtrami, ciemnozielonym i fioletowym. Zaletą systemu jest, to, że praktycznie każdy film 2D można łatwo przetworzyć na 3D. Jak twierdzi producent, przetworzenie 90-minutowego filmu zajmuje kilka tygodni. Na razie producent wprowadził swój system do świata gier komputerowych. W Polsce można kupić grę „Batman: Arkham Asylum GOTY” w wersji 3D. 

Czy filmy 3D szkodzą?
Ostatnio głośna stała się sprawa polityków pewnej partii w Polsce, którzy po obejrzeniu w kinie filmu „Avatar” wystosowali apel do Minister Zdrowia Ewy Kopacz, aby zarządziła kontrolę, czy oglądanie filmów 3D nie szkodzi zdrowiu. Jak się okazuje, problemem tym, czyli bólem głowy i zmęczeniem wzroku, zajęli się już naukowcy. Jednym z nich jest amerykański profesor Martin Banks z uniwersytetu w Berkley, który postanowił przebadać kontrolnie 11 osób (to dopiero początek badań na większą skalę). Na razie stwierdził, że problem może powstawać w mózgu. W normalnym świecie oczy ludzkie muszą wciąż pracować, żeby dostrzegać ostro rzeczy położone bliżej lub dalej. Tymczasem w kinie 3D obraz jest praktycznie wciąż w tym samym miejscu, ale dla mózgu przedmioty na nim oddalają się i przybliżają. Taka nienormalna dla mózgu sytuacja może powodować bóle głowy, niewyraźne widzenie i zmęczenie wzroku. Banks podkreśla, że mimo rozwoju i poprawy technologii, upowszechnienie się, zwłaszcza w telewizji, filmów i programów 3D spowoduje więcej problemów. Choćby taki: jaki wpływ na zdrowie widza będzie miało oglądanie telewizji 3D w pozycji leżącej? 
Interesująca jest też informacja uzyskana w firmie Samsung, która nie zaleca oglądania filmów 3D przez dzieci poniżej szóstego roku życia. Zapewne wzięto tu pod uwagę głosy specjalistów, że zaburzenia dwuoczności powodowane separowaniem przez mózg ostrości i akomodacji oraz skupianie wzroku w różnicowanych płaszczyznach, może doprowadzić, zwłaszcza u dzieci, do utraty zmysłu orientacji przestrzennej w prawdziwym świecie. Na pewno warto mieć to na uwadze i z umiarem podchodzić do telewizji 3D, zanim nie będą znane miarodajne wyniki badań nad jej ewentualną szkodliwością.

Wszelkie prawa zastrzeżone.

Wszystkie materiały zamieszczone w serwisie gazety OPTYKA są ograniczone prawami autorskimi oraz innymi prawami i nie mogą być kopiowane, publikowane i rozprowadzane w żadnej formie bez zgody wydawcy firmy M2 Media s.c. 

Korzystanie z informacji dostępnych na stronach branżowego dwumiesięcznika OPTYKA może się odbywać wyłącznie w sposób zgodny z prawem.

Zakaz wykorzystywania materiałów.

Kopiowanie, przedruk tekstów oraz ilustracji i zdjęć zamieszczonych na stronach czasopisma oraz ich udostępnianie w mediach elektronicznych, jak również w innej formie, jest możliwe wyłącznie za pisemną zgodą właściciela M2 Media s.c.