Passzív 3D szemüvegek

Egy másik 3D-s megközelítés

2011. augusztus 1., hétfő, 16:40

3D passzív aktív szemüveg 3D TV 3D szemüveg passzív szemüveg aktív szemüveg passzív 3D szemüveg aktív 3D szemüveg passzív 3D TV aktív 3D TV

Mind a mai napig, a legtöbb 3D TV aktív szemüveget használ. A bal-jobb szem számára a két 1920x1080-as HD kép felváltva jelenik meg a kijelzőn, miközben az egyik szemet eltakarja a szemüveg, a másik előtt pedig kinyitja az aktív-LCD-t. Ezeket a szemüvegeket egy infrajel vezérli, melynek adója vagy a tévébe van beépítve, vagy külön egységként kapható. A képváltás olyan gyors, hogy bár a kép időben el van csúszva, az agy összekapcsolja őket, és egyetlen térhatású képet alkot belőlük.

Azonban hátránya is van ezeknek a szemüvegeknek. Mindegyik lencse egy tulajdonképpeni LCD-panel, ami áram hatására vagy átengedi a fényt, vagy blokkolja az útját, az LCD viszont nem képes azonnal megtenni ezt. Ahogy az egyik szem megkapja a jelet, hogy zárjon, a másik pedig, hogy nyisson, a késés miatt van egy holtidő, amíg mindkét szem nyitva, illetve zárva van. Emiatt például a bal szemünk lát olyan információkat, amik a jobb szem számára vannak megjelenítve és fordítva. Ez egy 3D képhiba, nevesítve átfedés, vagy szellemkép. Ezt minimalizálandó, az ilyen jellegű szemüvegeknél van egy elvakító rész, amikor mindkét lencse zárva van. Ezáltal csökken az átfedés jelensége, ugyanakkor egyenes arányban csökken a fényerő is.

Egy passzív szemüveges 3D TV esetén, a kijelző egyszerre mutatja mindkét szem számára a képet. Mindkét kép ellentétesen körkörösen polarizált, ahogy a passzív szemüvegek is. A kép és a szemüveg is csak az adott szem számára láttatja az információk egy részét, míg a másik számára a másikat, az agyunk ismét teszi a dolgát, és összeilleszti a képet.

Az egyik pozitívum ebben a megközelítésben, hogy nincs fény útját blokkoló LCD, vagyis mindkét szem egyszerre látja a képet, ezáltal a fejfájás és rosszullét, ami a 3D nézők egy kisebb részét érinti, nagymértékben csökkenthető (bár ez még nem bizonyított orvosilag, és nekünk is kevés tapasztalatunk van vele kapcsolatban).

A másik pozitívum, hogy nincs áramkör, se elem, így sokkal olcsóbbak aktív társaiknál. Plusz sokkal áttetszőbbek is, így akár hosszabb ideig is kényelmes viselni őket. Ezeken felül a körkörös polarizáció végett nézhetjük a kijelzőnket fekve, oldalról, fejet elfordítva anélkül, hogy bármiféle átfedés, képsötétedés, vagy a 3D hatás szétesése történne.

A passzív szemüvegek ráadásul sokkal dizájnosabb kivitelben is készülhetnek, mint a hatalmas és "csúnya" aktívak. Ha szemüveges az illető, kapható "flip-on" szemüveglencse is, amit a használatban lévőre szemüvegére tud rápattintani. A jövőben még akár receptre felírt 3D szemüveget is el fognak tudni készíteni az optikusok, amit lehet filmnézésre is használni (bár az már nem lesz az olcsó kategória tagja). Ha a helyi mozi is körkörösen polarizált rendszert használ a 3D vetítéshez (mint például a RealD rendszer), akkor a saját szemüvegünket is elvihetjük, hogy azon nézzük a filmet, és még csak hozzáérnünk se kelljen az ujjlenyomatos, kukoricától ragadós, és zsíros szemüvegekhez (mellékesen jegyzem meg, hogy a Magyarországon sokfelé elterjedt Cinema City mozikban a 3D szemüvegeket minden egyes vetítés után egy különleges mosóban azonnal tisztítják).

Akkor mi a hátránya (mivel biztosan van)? Mivel mindkét szem képe a kijelzőn van, ezért adott szemhez tartozó kép csupán a függőleges felbontás felét képes kezelni. Vagyis FullHD (1920x1080) esetén mindkét szemünk "csupán" 1920x540 pixelt lát, amiket aztán az agyunk rak össze 1 darab 1920x1080 felbontású képpé (ahogy azt már korábban említettem). Sokan, köztük szerkesztőségünk tagjai is vitatják, hogy a 3D effekt kompenzálja a felbontásvesztést. Ezek a feltételezések mind csak gondolatok, és várjuk a jelenleg is éppen dolgozó látás-pszichológiai kutatók vizsgálatainak az eredményeit.

Ha a passzív 3D felezi a felbontást, mi a helyzet akkor a moziban látható 3D-vel? Sajnos ez bonyolultabb dolog. A manapság használatban lévő vetítőrendszerek nem szenvednek ettől a betegségtől. A leggyakrabban mozikban használt 3D rendszer az IMAX és a RealD (pletykák szerint a Samsung is a RealD technológiát fogja használni a későbbi televízióiban). Az IMAX 3D jellemzően 2 vetítőt használ, egyet-egyet a 2 képhez. Ezek lineáris polarizációt használnak, nem pedig körköröset. A RealD egy körkörösen polarizáló lencsét helyez egyetlen projektorlencse elé. Ez ugyanazt teszi, mint az aktív szemüveg egy házi felállásban: szekvenciálisan polarizált képeket vetít, és a polarizált szemüveg mindkét szem számára FullHD képet alkot. A vetítő esetlegesen 4K felbontású (4096x2160), ami mindkét szem számára Full 2K HD képet képes vetíteni.

Ennél is kritikusabbá válhat az otthoni passzív 3D rendszerek felbontásvesztése, amikor a 3D tartalom elérhetőbbé válik kábelen, műholdon, vagy bármilyen televíziós szolgáltatáson. Valószínűleg, alighanem csak évek múlva, a 3D programok nagy része "side-by-side" (2 kép egymás mellett) technikát fog alkalmazni. Ez a technológia ugyanis felezi a vízszintes felbontást, így a 2 technológia ötvözéséből (side-by-side és passzív szemüveg) kijön egy felezett felbontású, 960x540-es kép, ami minden kétséget kizáróan NEM HD.

Az utolsó szó jogán

Ahogy az imént rájöttünk, a passzív 3D használata közben kompromisszumokat kell kötnünk. Néhány néző számára az előnyök minden bizonnyal felülmúlják a hátrányokat. De valószínűbb, hogy egy sokkal jobb megoldáson már dolgoznak. Ismét a pletykákon lovagolunk, melyszerint egy nagy televíziógyártó már dolgozik egy RealD-hez hasonló rendszeren. Ez valamiféle aktív polarizáló részt fog használni a kijelzőn belül, így a néző passzív szemüveget viselhet úgy, hogy Full HD képet lát mindkét szeme. Arról sajnos nem szól a fáma, hogy ez mikor lesz elérhető a boltok polcain.

Polarizált diskurzus

A fény valójában egyfajta elektromagnetikus sugárzás. Ahogy a nevéből sejthetjük, van benne elekromos, és mágneses mező is. A legtöbb esetben ezek a mezők természetszerűen véletlenek, vagy polarizálatlanok.

A fényt azonban meg lehet szűrni, ami által lineárisan polarizált lesz, vagyis az elektromos mezeje egy síkon terül el (egyébiránt az elektromos és mágneses mezők egymással fix szöget zárnak be, de ez most itt amúgy sem lényeg).

A készüléket, ami lineárisan polarizált fényt állít elő, mit ad Isten, lineárisan polarizáló szűrőnek nevezzük. Ezt sok helyen alkalmazzák, számunkra azonban a legfontosabb az egyik 3D mozivetítés: az IMAX. A bal- és jobb szem képe különböző irányban van polarizálva, és a lineárisan polarizált szemüveg blokkolja a másik szem számára előállított képet. Így a 2 szem 2 különböző képet lát, amit az agy állít össze 3D-s képpé.

Egy másik széles körben elterjedt polarizációs metódus, amit a RealD és az otthoni passzív szemüveges rendszerek használnak: a körkörös polarizáció (írhatnám frappánsan, hogy cirkularizációs polarizáció, de próbálja kimondani az ember 5-ször egymás után...). Ahhoz, hogy ezt előállítsuk, a fényt először keresztülküldjük egy lineáris polarizációs szűrőn, majd egy második, negyedhullámú szűrőn. Ennek a negyedhullámú szűrőnek olyan karakterisztikája van, amin a fény, különböző sebességgel hatol keresztül attól függően, hogy milyen irányú az elektromos mezőeje. Anélkül, hogy a vektorok fizikai mélyértelmezésébe kezdenénk, az egésznek a lényege az, hogy a polarizált fény áthatolván a negyedhullámú szűrőn, egy állandó értékű elektromos töltéssel fog rendelkezni, ami a szűrőtől függően óramutató járásával megegyező-, vagy ellentétes irányban forog. Ahogy a fény előrefelé mozog, az iránya olyan lesz, mint egy csavar menete.

A 3D szemüvegben lévő kiegészítő, körkörösen polarizált szűrők úgy különítik el a bal-jobb szem számára előállított képet, mint lineáris polarizáció esetén. Az egyik előnye a körkörös megoldásnak, hogy a működése független a szűrő dőlésszögétől, vagyis immunis arra, hogyha szögben oldalról, vagy a fejünket megdöntve néznénk a képernyőt.

A minta érzékelése

A technológiából fakad, hogy az LCD-ből kilépő 3D kép az egyik szem számára balra, a másik szem számára jobbra forog. De az LCD hogyan alkotja meg ezt a polarizációt? Kezdjük ott, hogy a két elkülönült képet a kijelző összefésüli. Minden kép minden második sort használja, így jön ki az érték, miszerint minden kép felbontása csak a fele az 1080 sornak. A kijelző előtt egy speciális réteg, egy "mintázott késleltető" van elhelyezve, amin 1080 darab körkörös polarizációs szűrő van. Mindegyik szűrő 1 pixel magas, és olyan széles, mint maga a kijelző. Minden páros sor (nevezzük "A" soroknak) balra, vagyis órajárással megegyező irányban polarizál, míg a páratlan sorok előtt lévő szűrők jobbra, órajárással ellentétes irányban polarizálnak. Emiatt a 2 kép, bár különbözik egymástól, egyszerre, de különböző polaritással kerül kivetítésre. A passzív, körkörösen polarizált szűrővel ellátott szemüveg elvégzi a maradék munkát, és adott képet csak az adott szem fogja látni.

A gyártása ezeknek a szűrőknek, hogy pontosan passzoljanak az LCD panelen található szűrőkkel, nagy pontosságot igényel. A legelső ilyen tévéknél a szűrőket üvegre integrálták, a jövőben azonban csak egy vékony filmet fognak e célból használni, ami könnyebb, vékonyabb, és sokkal olcsóbb is.