Dlouhá cesta k 3D televizi

7.12.2010, Pavel Zubatý, článek

Píše se rok 2042 a přes mnohonásobné odklady a škrty přistává na planetu Mars první loď s lidskou posádkou. Celý svět vidí jejich přistání, jako hologram samozřejmě. Ovšem 3D projekce se zrodila už ve třicátých letech 20. století.

Kapitoly článku:

Před několika dny sice prošla tiskem zpráva, že holografická TV tu může být už za 7 let, ale skutečnost je trochu komplikovanější. Holografie jako taková vznikla v roce 1947 díky maďarskému fyziku Dennisovi Gaborovi (Nobelova cena za fyziku za rok 1971), ale až donedávna bylo možné zobrazit jen statické a většinou ploché obrázky. V podstatě se jedná o vytvoření světelného pole identického tomu, co by se zobrazilo z původní scény, s horizontální i vertikální paralaxou přes velký rozsah pozorovacích úhlů.

Průlom se podařil v roce 2007 malé firmě SeeReal Technologies GmbH s využitím zabudované kamery, která sleduje plochu, kam se uživatel dívá a jinde se hologram nezobrazuje. Tím bylo možné snížit nároky na výpočet při zobrazování na menší ploše s využitím „sub-hologramů“ na Full HD 40" televizi při odhadované ceně 10 000–15 000 USD. Momentálně tato firma hledá partnera, který by koupil jejich licenci.

Holografii je možné zařadit do volumetrického zobrazení, tj. zobrazení v prostoru. Některé druhy těchto zobrazení využívají laserů vytvářejících ve vzduchu body svítící plasmy, jiné jsou třeba založeny na projektoru osvětlujícím zespodu oblak z vodních kapiček pod průhlednou kupolí.

Ze zákulisí vývoje holografické televize firmy SeeReal Technologies.

Většímu rozšíření systémů bez brýlí brání experimentální fáze (hologramy), malá obrazovka nebo vysoká cena (lentikulární displeje). A když už je některý nedostatek odstraněn (úhlopříčka 65“), tak to bývá vykoupeno nedostatkem jiným (omezení na 1 uživatele). Proto jsou v dnešní době upředňostňovány systémy s brýlemi a velkou úhlopříčkou obrazu.

Např. 103" FullHD 3D laserový televizor HID slibuje současné promítání dvou snímků o plném Full HD rozlišení, cirkulární pasivní polarizaci (protože zatmívací brýle víc kazí oči), obnovovací frekvenci 360 Hz, žádnou ztrátu polarizace a příkon 200 W při 103", s životností laseru 20 000 hodin a cenou 15 000 USD (prototyp se dá pořídit za 100 000 USD). Asi je vám jasné, jak na tom bude taková Toshiba REGZA GL1 v porovnání s takovou konkurencí.

Shrnutí

Vývoj 3D televize jistě nebyl nijak jednoduchý, i když by si to někdo mohl myslet. Vše bylo úzce provázáno s vývojem vědy a techniky nejen během celého 20. století, ale překvapivě i „století páry“, kdy došlo k objevům základních principů. Avšak až teprve v posledních letech 3D film opouští kina, pro která původně vznikal, a vstupuje do našich domácností.

Je tu déle, než se zdá...

Nemá to ale jednoduché: obyčejný televizní divák (divačka) se nemusí orientovat v záplavě technických údajů (většinou hledí jen na palce, Watty a cenu), slovo „anaglyf“ mu (jí) nic neřekne a pokud ano, tak si jej spojí se starými černobílými filmy nebo obrázky z časopisů. 3D televize je pak jenom „ta s brýlemi“ a navíc strašně drahá. Dále si třeba řekne, že strašně kazí oči, takže ji kupovat nebude (i kdyby všichni okolo měli 3D). Podobně jsou na tom někteří pamětníci První republiky, kteří si dodnes místo televize raději pustí rádio.

Je dobré si pamatovat, že většina 3D televizí „zvládne“ jen tři základní formáty zobrazení označované podle umístění obrazů každého oka: „Side by Side“ (vedle sebe), „Top/Bottom“ (nad sebou) a „Sequentional“ (za sebou, sekvenčně).

Způsoby 3D zobrazení se označují jako stereoskopické: stejně tak, jako se využívá dvojice uší u stereo(fonního) zvuku k dosažení prostorového efektu ve sluchátkách, využívá se u televize nasměrování dvou rozdílných obrazů do dvou očí.

Laserová 75“ FullHD/3D Mitsubishi LaserVue (zdroj: www.pdfusermanual.com).

1. PASIVNÍ BRÝLOVÉ METODY
Anaglyf je nejstarší a využívá různobarevných „sklíček“ v brýlích, vystačí si s běžnými TV:

Monochrome (červená/zelená nebo červená/modrá) – „zvládá“ jen černobílý obraz.
Red/cyan (červená/tyrkysová) – o něco lepší: špatné podání červené, dobré podání zelené
Anachrome (tmavě červená/načervenalá tyrkysová) – vylepšená „red/cyan“, o něco lepší červené odstíny.
Mirachrome (tmavě červená +0,5 dioptrie/načervenalá tyrkysová) – anachrome s ostřejším obrazem.
Trioskopické brýle (zelená/fialová) – lepší podání červené i oranžové a větší rozsah modré barvy než u metody „red/cyan“.
TriOviz 3D (komplexní fialová/komplexní zelená) – téměř celé spektrum, přijatelné tóny kůže.
ColorCode 3D (jantarová/tmavě modrá + případná rozptylka) – téměř celé spektrum, nutný velmi světlý obraz nebo zatemněná místnost, problematická u starších lidí.
Magenta-cyan (fialová/tyrkysová) – experimentální, modrý kanál rozmazaný pro menší námahu očí.
Infitec (interferenční filtry) – nevhodná pro normální obrazovku, výborné barvy.

Polarizace je používaná od 50. let 20. století, využívá polarizačních filtrů, vyžaduje speciální obrazovku. Brýle snižují jas, ale zachovávají věrné podání barev:

Lineární polarizace (jeden filtr polarizován vertikálně, druhý horizontálně) – 3D kina od 50. let včetně původního 3D IMAXu, porucha polarizace při naklonění hlavy do strany, neperspektivní.
Cirkulární polarizace (jeden filtr pravotočivý, druhý levotočivý) – 3D kina od r. 2009 (XpanD), využívaná u dnešních i připravovaných 3D TV, vhodná pro více diváků.

2. AKTIVNÍ BRÝLOVÁ METODA
nevyžaduje speciální obrazovku, ale „snižuje“ obnovovací frekvenci na polovinu, dnes nejrozšířenější mezi 3DTV. Ne zrovna nejlevnější zatmívací brýle snižují jas, ale jinak zachovávají věrné podání barev. Jejich baterie musí být nabité a musí být v dosahu vysílače synchronizačních pulzů. S přenositelností zatmívacích (aktivních) 3D brýlí to pak je jak u dálkového ovladače: jen univerzální funguje na „všechny“ televize. Metoda je výhodná pro omezený počet uživatelů (diváků).

3. AUTOSTEREOSKOPIE (bez brýlí)

Paralaxová bariéra (paralaxová.bariéra je vrstva štěrbin před obrazovkou, vytvářející 2 odlišná pozorovací okna) – vhodnější pro menší přístroje pro jednoho uživatele.
Lentikulární čočky (zkosené) – vylepšený princip z lentikuláního tisku, v r. 2011 jen malé obrazovky s nízkým 3D rozlišením (Toshiba) pro několik osob.
Holografická televize (vytváří tzv. světelné pole, a tudíž hologram napodobující skutečný objekt) – pro jednoho diváka možné vyrobit už dnes, plnohodnotná HTV nejdřív v r. 2017.
patří sem ještě volumetrické zobrazení (v prostoru, použití laserů, difuzérů, hologram).
a staré sovětské Stereokino (radiální rastrové stereoplátno).

Holografického zobrazování v TV technice se dočkáme nejdříve v roce 2017
(zdroj: www.discovery.com).

Bezbrýlové metody bych nazval „Hudbou budoucnosti“ z jednoho prostého důvodu: nedosahují ještě takových výsledků jako brýlové metody. To se však jednou změní. Anaglyf asi ustoupí ještě víc do pozadí, protože cena cirkulárně polarizačních obrazovek bude nadále klesat (lineární polarizace vymizí), stejně tak jako cena zatmívacích (aktivních) brýlí. Je ale dost pravděpodobné, že zatmívací brýle vymizí úplně kvůli ceně, nutným bateriím a nástupu autostereoskopie.

Stále více se však přitom bude využívat OLED a laserů (s LCOS) kvůli nadále snižované spotřebě. Docela zajímavé pak bude sledovat přechod od cirkulární polarizace k lentikulárním obrazovkám a nakonec k holografické TV. Za 20 let tu asi zůstanou jen hologram, lentikulární display a staré záznamy v anaglyfu... Všechny o relativně nízké spotřebě i ceně.

Věřím, že pro vás bylo pronikání do tajů stereoskopie zajímavé, a pokud tu postrádáte nějaký typ zobrazení nebo se chcete na cokoliv dotázat, napište to v diskuzi pod článkem.

Zdroje použité v článku:
http://en.wikipedia.org/wiki/Stereoscopy
http://3dtv-prices.co.uk/how3dtvworks.html
http://www.trioviz.com/our-technology.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Imax
http://www.bairdtelevision.com/stereo.html
Specifikace HDMI 1.4
http://www.practical-home-theater-guide.com/3d-tv-formats.html
http://en.wikipedia.org/wiki/3-D_film
http://www.3dgear.com/scsc/movies/firsts.html
http://www.stereokino.ru/historen.htm
http://sharp-world.com/corporate/info/rd/tj4/pdf/4.pdf
http://www.toshiba.co.jp/about/press/2010_10/pr0402.htm
http://www.seereal.com/en/holography/holography_technology.php
http://www.hdi3d.com/technology.html