Full HD 3D телевізор - як це працює
Геннадій Селін
Кінець минулого року і початок нинішнього 2010-го ознаменувався помітними прем'єрами тривимірних Full HD телевізійних панелей і засобів відтворення 3D медіаконтенту.Судячи з кількості відвідувачів на «тривимірних» стендах виставок і активності інтернет-спільноти у цьому питанні, увагу до цих пристроїв велика. Крім того, гучна 3D версія фільму «Аватар» значно підігріла інтерес до домашнього тривимірному відео.
Останнім часом багато світових виробників електроніки або вже почали або ось-ось почнуть серійний випуск Full HD 3D телевізорів. Спробуємо розібратися - як жеFull HD 3D телевізор - як це працює
Геннадій Селін
Кінець минулого року і початок нинішнього 2010-го ознаменувався помітними прем'єрами тривимірних Full HD телевізійних панелей і засобів відтворення 3D медіаконтенту.Судячи з кількості відвідувачів на «тривимірних» стендах виставок і активності інтернет-спільноти у цьому питанні, увагу до цих пристроїв велика. Крім того, гучна 3D версія фільму «Аватар» значно підігріла інтерес до домашнього тривимірному відео.
Останнім часом багато світових виробників електроніки або вже почали або ось-ось почнуть серійний випуск Full HD 3D телевізорів. Спробуємо розібратися - як же це все працює і чим відрізняється від об'ємного зображення,яке вже давно реалізовано в деяких моделях проекторів і телевізорів.
Але повернемося до кіно. Старше покоління пам'ятає про існування три десятки років тому залів стереокіно, зокрема в кінотеатрі «Жовтень» у Москві. При вході видавалися окуляри, у яких одне скло було червоним, а інше синім.Саме завдяки таким найпростішим фільтрам створювався ефект розділення картинки для правого і лівого ока і можна було милуватися об'ємним кінофільмом. Такий метод має назву - анагліф, він досить простий в реалізації, але ось якість, на жаль, залишає бажати кращого.
Справжнім проривом в об'ємному кіно стало використання технології IMAX 3D, яка виросла з «звичайною» технології IMAX, розробленої канадською компанією ще в кінці 60-х років минулого століття.У IMAX 3D використовуються два потужних плівкових (шириною 70 мм) проектора, які проектують на великий екран зображення для правого і лівого ока. Для реалізації поділу картинки між очима один проектор створює горизонтальну поляризацію світла, а другий вертикальну.Надівши спеціальні окуляри, у яких ліве і праве «скло» пропускають тільки свій суворо поляризоване світло, ми сприймаємо очима один і той самий об'єкт, але під різними кутами, як у житті, і бачимо об'ємне зображення.
Гідністю технології IMAX 3D є можливість організації яскравого зображення на дуже великому екрані.Недоліком є застосування лінійної поляризації - якщо ми схилив голову на бік або будемо дивитися лежачи (що для дому актуальне) зображення почне двоїтися, втрачати яскравість і об'ємний ефект може зникнути.
Абсолютно інший тривимірної кінотехнологій є інформація, що з'явилася зовсім недавно технологія RealD. Тут застосовується один цифровий проектор, який поперемінно, з високою частотою, проектує кадри для лівого і правого ока.Причому поляризація кадрів застосовується вже не лінійна, а кругова - за годинниковою стрілкою і проти. Відповідно розроблені та інші окуляри, у яких ліве і праве «скло» розуміють різну кругову поляризацію.При такому способі нахил голови, навіть досить сильний, не впливає на якість зображення та не руйнує 3D ефект. Технологія RealD більш натурально і достовірно передає тривимірне зображення, так як структура світового потоку краще наближена до природного світла.Однак у силу використання одного цифрового проектора і більш складного поляризатора, яскравість зображення поступається IMAX, а тому RealD може застосовуватися тільки в невеликих залах.
Але це в кіно, а як же вдома?Якщо говорити про домашніх проекторах, то подібні кінотехнологій теоретично можна реалізувати. Однак, як і у випадку кінотеатрів, обидва методи передбачають використання дуже дорогих посріблених екранних тканин. Чи виправдано це?Та й застосування здвоєних проекторів або складних поляризуючий пристроїв також не дуже раціонально.
це все працює і чим відрізняється від об'ємного зображення,яке вже давно реалізовано в деяких моделях проекторів і телевізорів.
Але повернемося до кіно. Старше покоління пам'ятає про існування три десятки років тому залів стереокіно, зокрема в кінотеатрі «Жовтень» у Москві. При вході видавалися окуляри, у яких одне скло було червоним, а інше синім.Саме завдяки таким найпростішим фільтрам створювався ефект розділення картинки для правого і лівого ока і можна було милуватися об'ємним кінофільмом. Такий метод має назву - анагліф, він досить простий в реалізації, але ось якість, на жаль, залишає бажати кращого.
Справжнім проривом в об'ємному кіно стало використання технології IMAX 3D, яка виросла з «звичайною» технології IMAX, розробленої канадською компанією ще в кінці 60-х років минулого століття.У IMAX 3D використовуються два потужних плівкових (шириною 70 мм) проектора, які проектують на великий екран зображення для правого і лівого ока. Для реалізації поділу картинки між очима один проектор створює горизонтальну поляризацію світла, а другий вертикальну.Надівши спеціальні окуляри, у яких ліве і праве «скло» пропускають тільки свій суворо поляризоване світло, ми сприймаємо очима один і той самий об'єкт, але під різними кутами, як у житті, і бачимо об'ємне зображення.
Гідністю технології IMAX 3D є можливість організації яскравого зображення на дуже великому екрані.Недоліком є застосування лінійної поляризації - якщо ми схилив голову на бік або будемо дивитися лежачи (що для дому актуальне) зображення почне двоїтися, втрачати яскравість і об'ємний ефект може зникнути.
Абсолютно інший тривимірної кінотехнологій є інформація, що з'явилася зовсім недавно технологія RealD. Тут застосовується один цифровий проектор, який поперемінно, з високою частотою, проектує кадри для лівого і правого ока.Причому поляризація кадрів застосовується вже не лінійна, а кругова - за годинниковою стрілкою і проти. Відповідно розроблені та інші окуляри, у яких ліве і праве «скло» розуміють різну кругову поляризацію.При такому способі нахил голови, навіть досить сильний, не впливає на якість зображення та не руйнує 3D ефект. Технологія RealD більш натурально і достовірно передає тривимірне зображення, так як структура світового потоку краще наближена до природного світла.Однак у силу використання одного цифрового проектора і більш складного поляризатора, яскравість зображення поступається IMAX, а тому RealD може застосовуватися тільки в невеликих залах.
Але це в кіно, а як же вдома?Якщо говорити про домашніх проекторах, то подібні кінотехнологій теоретично можна реалізувати. Однак, як і у випадку кінотеатрів, обидва методи передбачають використання дуже дорогих посріблених екранних тканин. Чи виправдано це?Та й застосування здвоєних проекторів або складних поляризуючий пристроїв також не дуже раціонально.
Якщо говорити про телевізійні панелях, то тут взагалі є неможливим використовувати поляризуючий фільтр на всій площі екрану!
То де ж вихід?Очевидно, що застосування поляризації для домашнього 3D кіно є або дуже витратним, або неможливим.Виникає природне відповідь - потрібно по черзі проектувати кадри для лівого і правого ока і відповідно в потрібні моменти часу потрібний око бачить потрібний кадр, а інше око в цей час не бачить нічого. Потім навпаки.
Легко сказати - складно зробити.Раніше вже були і проектори, телевізори і (навіть кінескопні), які могли показувати тривимірне відео. Але їх принцип грунтувався на принципі поділу дозволу зображення навпіл. Використовувався в основному черезрядковий метод виведення кадрів стереопари.Один кадр використовував парні рядки, а другий - непарні. Цілком зрозуміло, що дозвіл зображення по вертикалі знижувалося в два рази. Тому навіть на Full HD апаратурі число відтворюваних точок по вертикалі складало всього 540. У разі ж кінескопні телевізори менше 300.
Перед розробниками стояла ж завдання забезпечити повноцінне HD 3D зображення з роздільною здатністю у 1080 пікселів по вертикалі. Рішення лежить в принципі на поверхні.Як вже зазначалося, необхідно показувати по черзі кадри для лівого і правого ока і організувати сприйняття так, щоб у потрібний момент потрібний очей бачив потрібний кадр, а інше око в цей час не бачив нічого. А потім навпаки.Якщо взяти звичайний Full HD телевізор і організувати такий режим на ньому, то неважко зрозуміти, що повний стереокадр ми будемо бачити 25 разів на секунду. Так у чому справа, скаже хтось? У кінотеатрі фільм показується з частотою 24 кадру в секунду і всі задоволені.Але одна справа відбите світло і велика відстань до екрану, інша справа що випромінює світло (телевізор). Виникає дуже помітне мерехтіння і стробоскопічний ефект. У такому режимі на телевізорі дивитися зображення дуже некомфортно, а до того ж і шкідливо для здоров'я.А як же режим 24р для кіно, реалізований у хороших телевізорах? Справа в тому, що це тільки емуляція «кіношної» частоти, насправді зображення виводиться з частотою кратної цієї цифри, тобто не менше 48 Гц, а частіше всього 72 або 96 Гц.
Отже, експерименти показали, що малою кров'ю не обійтися, Full HD 3D відео не можна дивитися на звичайному Full HD телевізорі. Навіть якщо він підтримує режим 100 Гц - це тільки подвоєння одного і того ж кадру для більш плавною картинки.Подальші дослідження виявили, що мінімально комфортної частота відтворення стереопар повинна бути 60 разів на секунду для кожного кадру. Тільки при такій частоті не виникає дратівливий стробоскопічний ефект.Таким чином, телевізор (або проектор) має забезпечувати відтворення 120 різних (!) Кадрів в секунду, причому кожен з них повинен мати повноваге дозвіл 1920х1080 пікселів. А якщо говорити далі, то компанія SONY випустила 3D HD відеокамеру, яка знімає зі швидкістю 240 кадрів в секунду,т.тобто на подвійній частоті.
Ось звідси випливає перша серйозна проблема - для забезпечення частоти зображення в 120 Гц (нагадаю - різних кадрів), потрібні дуже вражаючі характеристики відгуку одного піксела матриці.Причому між часом роботи одного пікселя повинен бути чіткий проміжок, так як в наступний момент часу цей піксель буде відтворювати частина зображення зовсім іншого кадру з стереопари. І якщо для звичайного 2D зображення це не дуже критично, то в об'ємному режимі це дуже важливо, томудо інакше кадри будуть перекриватися і чіткі межі об'єктів почнуть розмиватися. Особливо на далеких планах.
Виходячи з цього, найкраще пристосовані для Full HD 3D відео плазмові панелі, там час відгуку осередку дуже невелика.Однак спад світіння осередку досить затягнутий, тому довелося над цим працювати і двісті час гасіння плазмового осередку до мінімальних значень. Ця технологія реалізована, наприклад, в плазмових панелях NeoPDP компанії Panasonic.
У разі РК-панелей, час відгуку пікселя не повинно перевищувати 3 мс, а такий параметр мають далеко не всі РК-панелі. Тому, судячи з суб'єктивних відчуттів на виставках, люди відзначали, що Full HD 3D відео краще відображається саме на плазмових панелях.На рідкокристалічних телевізорах іноді в динамічних сценах спостерігалися зриви і стробоеффект. Очевидно, що над параметрами відгуку матриць виробники будуть посилено працювати. На 3D DLP проекторах відвідувачі відзначали ефект веселки, який обумовлений обертовим колесом колірних фільтрів.Технологія також ще не досконала.
Наступною проблемою є можливість передачі цифрового потоку про 120 HD кадрах в секунду від пристрою відтворення до телевізора. Вже звичний інтерфейс HDMI версії 1.3 не може з цим справлятися.Тому в Full HD 3D телевізорах необхідне використання HDMI 1.4 або здвоєного DVI. Крім того Blu-ray плеєр також повинен мати двоканальну систему зчитування інформації з диска і бути забезпеченим відповідними інтерфейсами. Звичайно потрібні і нові кабелі,підтримують специфікацію HDMI 1.4.
Ну і власне пристрій, що дозволяє бачити кадри 3D зображення по черзі. Це спеціальні окуляри. Але вони вже не пасивні з поляризаційними світлофільтрами, а активні. Власне вони також використовують ефект поляризації, але для іншого.Суть у тому, що вбудований мікрочіп забезпечує затемнення «стекол»-фільтрів по черзі, відповідно до потрібним кадром на екрані. Принцип затемнення схожий з принципом затемнення піксела в рідкокристалічної панелі.Напрошується питання - а як вони розуміють коли, в який момент часу потрібно затемнювати праве або ліве «скло» очок. Для цього реалізована бездротова система синхронізації з телевізором.Так на стенді 3D кінотеатру Panasonic під час виставки CEATEC поруч c аудіоблоком під 3D Blu-ray плеєром можна було помітити інфрачервоні випромінювачі пристрої синхронізації з активними очками. Окуляри зовні практично не відрізняються від тих, які видаються в кінотеатрі.
Ось власне і все.Можна ще сказати, що існує напрям «безочковой» технології 3D телевізорів. Вони побудовані за принципом знайомих всім об'ємних листівок, тобто екран телевізора покритий мікролінз, які заломлюють світло від потрібних ділянок зображення у напрямку до потрібного оці.Проте ні про яке Full HD зображенні не може йти мови, так як знову використовується принцип поділу одного кадру на два напівкадри стереопари. Перевагою є відсутність очок, недоліком - низька роздільна здатність і вузький сектор об'ємного ефекту.
Розвиток Full HD 3D відео на даному етапі йде при необхідності використання спеціальних окулярів. Безсумнівно, що одним зі стимулів його розвитку та купівельного інтересу є випуск великого асортименту 3D фільмів, а також організації телевізійних трансляцій в 3D форматі.
(Hifinews.і)