Stereofonní displej (také 3D displej) je zobrazovací zařízení schopné přenášet hloubkové vnímání diváka pomocí stereopise pro binokulární vidění. Typy - stereoskopie vs. 3D. Základní technikou stereofonních displejů je prezentovat ofsetové snímky, které se zobrazují samostatně v levém a pravém oku. Oba tyto 2D ofsetové obrazy jsou pak kombinovány v mozku, aby poskytly vnímání 3D hloubky. Ačkoli je termín „3D“ všudypřítomně používán, je důležité si uvědomit, že prezentace duálních 2D snímků se výrazně liší od zobrazování obrazu ve třech plných rozměrech.
Nejpozoruhodnějším rozdílem mezi skutečnými 3D displeji je to, že pohyby pozorovatele na hlavě a očí nezvýší informace o zobrazovaných trojrozměrných objektech. Holografické zobrazení například neobsahují takové omezení. Stejně jako u reprodukce zvuku není možné znovu vytvořit úplné 3-rozměrné zvukové pole pouze se dvěma stereofonními reproduktory, je to také nadhodnocení schopnosti označit duální 2D obrazy jako „3D“. Přesný termín „stereoskopický“ je poněkud těžkopádnější než běžný chybný název „3D“, který byl zakořeněn po mnoha desetiletích bezpodmínečného zneužití.
Stereofonní displeje a jejich typy
Stereofonní displeje Na základě principů stereopise popsaných sirem Charlesem Wheatstoneem ve třicátých letech minulého století poskytuje stereoskopická technologie obraz levého a pravého oka diváka. Následují některé technické detaily a metodiky používané v některých z nejvýraznějších stereoskopických systémů, které byly vyvinuty. Obrázky vedle sebe „Ranní pták zachycuje červ“ Stereograph publikoval v roce 1900 North-Western View Co. z Baraboo, Wisconsin, digitálně obnoven.
Tradiční stereoskopické fotografování se skládá z vytvoření 3D iluze, vycházející z dvojice obrazů 2D, stereogramu. Nejjednodušší způsob, jak zvýšit vnímání hloubky v mozku, je poskytnout oči divákovi dvěma různými obrazy, které představují dva pohledy na stejný objekt, s malou odchylkou přesně rovnou perspektivám, které oba oči přirozeně dostávají v binokulárním vidění. Má-li se předejít poškození očí a zkreslení, měl by být každý ze dvou obrazů 2D přednostně prezentován každému oku diváka tak, aby každý předmět v nekonečné vzdálenosti pozorovaný divákem byl vnímán tímto okem, zatímco je orientován rovně vpřed. Divácké oči nejsou ani překračovány, ani se liší. Pokud obrázek neobsahuje žádný objekt v nekonečné vzdálenosti, jako je obzor nebo oblak, obrazy by měly být rozmístěny odpovídajícím způsobem blíže. Metoda vedle sebe je extrémně jednoduchá, ale může být obtížné nebo nepříjemné vidět bez optických pomůcek.
Stereoskop a stereografické karty Stereoskop je zařízení pro prohlížení stereografických karet, které jsou karty, které obsahují dva samostatné obrázky, které jsou vytištěny vedle sebe, aby vytvořily iluzi trojrozměrného obrazu. Prohlížeče průhlednosti Páry stereofonních pohledů vytištěných na průhledné základně jsou zobrazeny přenášeným světlem. Jedinou výhodou průhlednosti je možnost širšího, realističtějšího dynamického rozsahu, než je praktická s tisky na neprůhledné bázi; Další je, že může být zobrazeno širší zorné pole, protože obrazy, které jsou osvětlené zezadu, mohou být umístěny mnohem blíže k čočkám.
Praxe sledování filmových stereoskopických průhledných fólií se datuje přinejmenším již v roce 1931, kdy společnost Tru-Vue začala uvádět na trh sady stereofonních pohledů na pásky 35 mm filmu, které byly přenášeny ručním Bakelitem divákem. V roce 1939 byla zavedena modifikovaná a miniaturizovaná variace této technologie, která využívá lepenkové disky obsahující sedm párů malých průhledných fólií barevných fólií Kodachrome.
Nástěnné displeje Uživatel typicky nosí helmu nebo brýle se dvěma malými displeji LCD nebo OLED se zvětšovacími objektivy, jedním pro každé oko. Tato technologie může být použita k zobrazování stereofonních filmů, obrázků nebo her. Displeje umístěné na hlavu mohou být také spojeny s zařízeními pro sledování hlav, což umožňuje uživateli „pohledem“ kolem virtuálního světa přesunout hlavu, čímž eliminuje potřebu samostatného ovladače. Díky rychlému pokroku v počítačové grafice a pokračujícímu miniaturizaci videa a dalšího zařízení se tato zařízení začínají nabízet za přijatelnější cenu.
Nástěnné nebo nositelné brýle mohou být použity k zobrazení průhledného obrazu, který je vystaven skutečnému světu a vytváří takzvanou rozšířenou realitu. To se provádí odrazem obrazových obrazů prostřednictvím částečně odrazných zrcadel. Reálný pohled na svět je viděn přes reflexní povrch zrcadel.
Anaglyph V anaglyfu jsou dva obrazy překryty v aditivním světle nastaveném přes dva filtry, jeden červený a jeden azurový. Okuláry s barevnými filtry v každém oku oddělují příslušné snímky zrušením barvy filtru a vykreslením doplňkové barvy černé. Kompenzační technika, obecně známá jako Anachrome, používá v patentovaných sklech spojených s technikou mírně průsvitnější azurový filtr. Proces přeladí typický anaglyfový obraz tak, aby měl menší paralaxu. Alternativou k obvyklému filtru anaglyfového systému červených a azurových je ColorCode 3-D, patentovaný anaglyph systém, který byl vynalezen za účelem představení anaglyfového obrazu ve spojení s televizním standardem NTSC, v němž je červený kanál často ohrožen. ColorCode používá doplňkové barvy žluté a tmavě modré barvy na obrazovce a barvy čoček brýlí jsou jantarově a tmavě modré.
Polarizační systémy Chcete-li prezentovat stereoskopický obraz, promítnete dva snímky na stejnou obrazovku pomocí různých polarizačních filtrů. Divák má brýle, které také obsahují pár polarizačních filtrů orientovaných jinak (po směru hodinových ručiček / proti směru hodinových ručiček s kruhovou polarizací nebo při úhlu 90 stupňů, obvykle 45 a 135 stupňů, s lineární polarizací). Protože každý filtr prochází pouze světlo, které je podobně polarizované a blokuje světlo polarizované jinak, každé oko vidí jiný obraz. To se používá k vytvoření trojrozměrného efektu tím, že projeví stejnou scénu do obou očí, ale je zobrazen z poněkud odlišných pohledů. Navíc, jelikož obě čočky mají stejnou barvu, lidé s jedním dominantním okem (amblyopia), kde se jedno oko používá více, jsou schopny vidět 3D efekt, který byl dříve vyloučen oddělením obou barev.
Kruhová polarizace má výhodu oproti lineární polarizaci, protože divák nemusí mít svou hlavu vzpřímenou a zarovnán s obrazovkou pro správnou funkci polarizace. Při lineární polarizaci, otáčení brýlí v bočním směru způsobí, že filtry nebudou vyrovnány s filtrem obrazovky, což způsobí ztlumení obrazu a snadnější vidění opačného snímku pro každé oko. Pro kruhovou polarizaci funguje polarizační efekt bez ohledu na to, jak je hlava prohlížeče zarovnána s obrazovkou, například nakloněná bokem nebo dokonce obráceně. Levé oko bude vidět pouze snímek určený pro něj a naopak bez ztlumení nebo přeslechů.
Polarizované světlo odražené z obyčejné filmové obrazovky obvykle ztrácí většinu své polarizace. Proto musí být použita drahá stříbrná síta nebo hliníková stěna se zanedbatelnou polarizační ztrátou. Všechny typy polarizace budou mít za následek ztmavnutí zobrazovaného obrazu a horší kontrast ve srovnání s obrazy, které nejsou 3D. Světlo z lamp je obvykle vydáváno jako náhodná sbírka polarizací, zatímco polarizační filtr prochází pouze zlomkem světla. V důsledku toho je obraz na obrazovce tmavší. Toto ztmavnutí může být kompenzováno zvýšením jasu světelného zdroje projektoru. Pokud je vložen počáteční polarizační filtr mezi lampu a prvek generování obrazu, intenzita světla, která narazí na obrazový prvek, není vyšší než normální bez polarizačního filtru a celkový kontrast obrazu přenášený na obrazovku není ovlivněn.
Metoda Eclipse Metodou zatmění zablokuje závěrka světlo z každého příslušného oka, když se na obrazovce promítá obraz obráceného oka. Displej se střídá mezi levým a pravým obrazem a otevírá a zavírá závěry v brýlích nebo v prohlížeči v synchronizaci s obrázky na obrazovce. To bylo základem systému Teleview, který byl krátce použit v roce 1922. Varianty metody zatmění se používají v brýlích LCD. Brýle obsahující tekuté krystaly, které umožní synchronizaci světla přes obrazy na kina, televizi nebo obrazovku počítače pomocí koncepce sekvenčního zpracování alternativních snímků.
Toto je metoda, kterou používají systémy nVidia, XpanD 3D a starší systémy IMAX. Nevýhodou této metody je potřeba, aby každá osoba, která si prohlíží, nosila drahé elektronické brýle, které musí být synchronizovány se zobrazovacím systémem pomocí bezdrátového signálu nebo připojeného kabelu. Uzávěry jsou těžší než většina polarizovaných skel, ačkoli lehčí modely nejsou těžší než některé sluneční brýle nebo deluxe polarizované brýle. [4] Tyto systémy však nevyžadují stříbrnou obrazovku pro promítané obrazy.
Světelné ventily s tekutými krystaly pracují otočením světla mezi dvěma polarizačními filtry. Vzhledem k těmto vnitřním polarizátorům LCD displeje ztmavnou obraz na displeji jakéhokoli LCD, plazmatu nebo zdroje obrazu projektoru, což má za následek, že obrazy se zvětšují a kontrast je nižší než u normálního zobrazení bez 3D. Není to nutně problém s používáním; U některých typů displejů, které jsou již velmi jasné a špatně šedavě černé, mohou skleněné spouště LCD displeje skutečně zlepšit kvalitu obrazu.
Technologie interferenčního filtru Dolby 3D používá pro pravé oko specifické vlnové délky červené, zelené a modré a pro levé oko různé vlnové délky červené, zelené a modré. Okuláry, které odfiltrují velmi specifické vlnové délky, umožňují uživateli vidět 3D obraz. Tato technologie eliminuje drahé stříbrné obrazovky potřebné pro polarizované systémy, jako je RealD, což je nejběžnější 3D zobrazovací systém v divadlech. Vyžaduje však mnohem dražší brýle než polarizované systémy. To je také známé jako spektrální hřebenové filtrování nebo vlnová délka multiplexní vizualizace.
Nově zavedený systém Omega 3D / Panavision 3D také využívá tuto technologii, i když má širší spektrum a více „zubů“ na „hřeben“ (5 pro každé oko v systému Omega / Panavision). Použití více spektrálních pásem na každé oko eliminuje potřebu barevného zpracování obrazu požadovaného systémem Dolby. Rovnoměrné dělení viditelného spektra mezi oči dává divákovi uvolněnější „pocit“, protože světelná energie a barevné vyvážení jsou téměř 50-50. Stejně jako systém Dolby lze systém Omega použít s bílými nebo stříbrnými obrazovkami. Může se však použít s filmovými nebo digitálními projektory, na rozdíl od filtrů Dolby, které se používají pouze v digitálním systému s procesorem pro korekci barev dodávaným společností Dolby.
Systém Omega / Panavision také tvrdí, že jejich brýle jsou levnější než ty, které Dolby používá. V červnu 2012 byl systém Omega 3D / Panavision přerušován společností DPVO Theatrical, která ji uvedla na trh ve prospěch společnosti Panavision a uvádí „náročné globální ekonomické a 3D tržní podmínky“. Přestože společnost DPVO zrušila své obchodní aktivity, společnost Omega Optical pokračuje v propagaci a prodeji 3D systémů na netatárních trzích.
3D systém Omega Optical obsahuje projekční filtry a 3D brýle. Kromě pasivního stereoskopického 3D systému vytvořila společnost Omega Optical vylepšené 3D brýle s anaglyfem. Omega červené / azurové anaglyfové brýle používají komplexní vrstvy tenkého filmu z kovového oxidu a vysoce kvalitní optické sklo.
Autostereoskopie a další cesty k 3D na mobilu
Autostereoskopie Při této metodě nejsou brýle nutné vidět stereoskopický obraz. Technologie lentikulárních čoček a paralaxových bariér zahrnují uložení dvou (nebo více) obrazů na stejný list, v úzkých střídavých proužcích a použitím obrazovky, která buď blokuje pásy dvou obrazů (v případě paralaxových bariér), nebo používá rovnoměrně úzké čočky, které ohýbají pásy obrazu, a zdá se, že vyplňují celý obraz (v případě lentikulárních výtisků). Pro vytvoření stereoskopického efektu musí být osoba umístěna tak, aby jedno oko vidělo jeden ze dvou snímků a druhé vidělo druhé.
Optické principy multispektové stereoskopie jsou známé už více než století. Oba obrazy jsou promítány na vysoce ziskové vlnité síto, které odráží světlo v ostrých úhlech. Aby ste viděli stereoskopický obraz, musí divák sedět ve velmi úzkém úhlu, který je téměř kolmý na obrazovku a omezuje velikost publika. Lenticular byl použit pro divadelní představení mnoha krátkých filmů v Rusku od roku 1940 do roku 1948 a dokonce byl použit v amatérské 3D fotografii. Poslední použití zahrnuje Fujifilm FinePix Real 3D s autostereoskopickým displejem, který vyšel v roce 2009. Další příklady zahrnují autostereoskopické LCD displeje na monitorech, notebooky, televizory, mobilní telefony a herní zařízení, jako je Nintendo 3DS.
Jiné metody Autostereogram je stereogram s jedním obrázkem (SIS), jehož cílem je vytvořit vizuální iluzi trojrozměrné (3D) scény z dvojrozměrného obrazu v lidském mozku. Pulfrichův efekt je psychofyzikální vjem, při němž je laterální pohyb objektu v zorném poli interpretován vizuální kůrou jako mající hloubkovou složku. Prismatické brýle usnadňují křížové prohlížení a přehlédnutí. Wiggle stereoscopy je technika zobrazování obrazu, která se dosahuje rychlým střídáním zobrazení levé a pravé strany stereogramu.
Holografické zobrazení Holografie je poměrně starý vynález. Její název pochází z řeckého slova holos - úplný a slova grafie - záznam. Teorie holografie byla vymyšlena v roce 1947 britským fyzikem maďarského původu Denisem Gaborem. Laser je klíčovým zdrojem koherentního světla pro tvorbu hologramů.
Holografické zobrazování na telefonech a budoucnost mobilů Technologické vývojové kruhy pracují na 3D holografických displejích pro smartphony, které zobrazují hologram nad povrchem displeje. Jihokorejské společnosti Samsung a LG na tom údajně pracují již řadu let. Hologramy na obrazovce by mohly být doplněny o plovoucí 3D hologramy nad displeji a ovládání gesty. Výzkumníci uvádějí, že 3D holografické mobily jsou vyvíjeny 10 až 20 let, ale plná komercionalizace je ještě v budoucnu. 5G sítě by mohly urychlit jejich nástup díky vyšší šířce pásma pro přenos dat konsolidovaných hologramů.
3D displeje a budoucí mobilní holografie Výzkum ukazuje, že holografické zobrazování má potenciál změnit způsob komunikace, práci a vzdělávání. Holografické teleprezentace mohou nahradit tradiční setkání a posunout marketingové a tréninkové procesy do nové dimenze. Holografické mobily mohou umožnit autoři a inženýrům lepší vizualizaci a interakci s návrhem během vývoje.
Další kroky zahrnují vývoj flexibilních a autostereoskopických displejů, které umožní vidět 3D bez brýlí přímo na mobilu, a současně zůstanou kompatibilní s 5G a pokročilým zpracováním obrazu.
V souhrnu se pohled na stereoskopické displeje na mobilech vyvíjí od tradičních dvou 2D snímků k pokročilým technologiím včetně autostereoskopických a holografických systémů. Budoucnost slibuje displeje, které nabízí plné 3D vnímání bez nutnosti brýlí, s rozšířeným využitím v designu, zábavě a komunikaci.