3D pasywne vs. 3D aktywne

W naturze obraz przestrzenny tworzy się w naszym mózgu dzięki temu, że oko lewe i prawe obserwują tę samą scenę z nieco innej perspektywy. Kiedy obrazy oglądane przez każde oko z osobna dotrą do ośrodka wzroku, są automatycznie porównywane i z różnic między nimi jest wytwarzana informacja co do trzeciego wymiaru. Spróbuj pokopać piłkę z kolegą, mając jedno oko zamknięte, a zrozumiesz, jak ważne jest drugie dla oceny odległości. Rzeczywiście, popularne metody uzyskania wrażenia trójwymiarowości płaskiego ekranu polegają na tym samym. Różnią się tylko sposobem dostarczania różnego widoku tej samej sceny do jednego i drugiego oka.

Pomysł, żeby do tego celu wykorzystać okulary, wydaje się prosty i efektywny. Każde z oczu jest przesłonięte elementem, który przepuszcza obraz właściwy i zatrzymuje jego część przeznaczoną do drugiego oka. Dzisiaj o względy użytkowników konkurują dwie podstawowe technologie realizujące to zadanie: pasywna i aktywna. Okulary aktywne zwykle wymagają zasilania i są wykonane z przełączalnych elementów, które "aktywnie" zatrzymują obraz wtedy, kiedy jest przeznaczony do drugiego oka. W przeciwieństwie do nich okulary pasywne nie mają jakichkolwiek ruchomych elementów. Z reguły mają soczewki z jakiegoś optycznie czynnego materiału, który pomaga rozróżnić obrazy przeznaczone dla każdego oka.

Aktywna migawka

Technologia wykorzystująca okulary aktywne jest obecnie bardzo mocno popierana przez gigantów elektroniki konsumpcyjnej. Nic dziwnego, skoro wymaga od produkowanych obecnie monitorów i odbiorników HDTV tylko niewielkich modyfikacji. Dają się one w odbiornikach wprowadzić bez większego problemu. Podstawowy efekt uzyskiwany jest w okularach. Ich "szkła" są wykonane z ciekłych kryształów i filtra polaryzacyjnego. Kiedy zostanie przyłożone napięcie, "szkło" ciemnieje i zatrzymuje światło. Migawka zostaje zamknięta. W tym samym czasie droga światła do drugiego oka może być otwarta. Jeśli momenty naprzemiennego zamykania i otwierania zsynchronizuje się z odświeżaniem obrazu na ekranie, można uzyskać efekt, o który chodzi. Do jednego i drugiego oka będą docierały różne obrazy.

Podkręcanie tempa

Ze sposobu, w jaki obraz jest wytwarzany, wynika, że ekrany muszą być odświeżane co najmniej dwa razy szybciej niż zwykle. Dlatego odbiorniki przystosowane do technologii 3D muszą mieć minimalną częstotliwość odświeżania 120 Hz (czyli po 60 klatek na sekundę dla każdego oka). I to jest w zasadzie jedyne wymaganie dotyczące monitora lub telewizora - poza drobiazgiem w postaci nadajnika impulsów synchronizujących do okularów. W wypadku komputerów stacjonarnych odpowiednią kartę graficzną i nadajnik dostarcza Nvidia (mamy już drugą generację produktów 3D Vision, przeznaczoną specjalnie dla graczy: omawiamy ją w opisie monitora Asusa).

Na pierwszy rzut oka technologia aktywna wydaje się najtańsza. Tak jest, ponieważ wymaga tylko pomnożenia częstotliwości odświeżania aktualnie produkowanych wyświetlaczy LCD i plazmowych. Takie powiększenie nie jest specjalnie trudne dla dzisiejszej technologii. Wyświetlacze są oparte na bardzo dojrzałych technologiach wytwarzania LCD i plazm i z ich strony raczej nie będzie nieprzyjemnych niespodzianek.

Jakie wady ma rozwiązanie z aktywną migawką? Po pierwsze, niektóre osoby mogą dostrzegać migotanie ekranu. Producenci starają się temu zapobiec, podnosząc częstotliwość odświeżania do 240 Hz, a nawet 480 Hz. Po drugie, okulary są zasilane z baterii. To poważna wada, której nie sposób wyeliminować. Okularom jest potrzebna energia do przyłożenia potencjału, który ustawia ciekły kryształ w pozycji umożliwiającej przepuszczanie lub zatrzymywanie światła. Dodatkowa moc jest potrzebna do uzyskania łączności z odbiornikiem. A wyczerpywanie się baterii podczas wyświetlania filmu nie będzie przyjemne.

Cenne okulary

Podczas gdy trójwymiarowe ekrany korzystające z technologii migawkowej są niewiele droższe, to okulary będą kosztować o wiele więcej niż ich pasywne odpowiedniki. Przyczyną jest oczywiście ich skomplikowana budowa. Wysoka cena może być barierą nie do pokonania: wyobraźmy sobie koszt zaproszenia kilku przyjaciół na oglądanie trójwymiarowego filmu - tylko z tego powodu. Spodziewaliśmy się akcji promocyjnej, sprzedawania takich okularów taniej, ale na razie niewiele z tego wychodzi.

W sumie technologia migawkowa sprawia wrażenie najbardziej zaawansowanej, gwarantuje czystość efektu i ma szanse zdominować instalacje kina domowego.

Technologia pasywna

Najprostsze z okularów biernych, anaglifowe, są wykonane z kolorowych czerwono-zielonych albo czerwono-niebiesko-zielonych "szybek". Ogólnie rzecz biorąc okulary, pasywne nie mają żadnych "aktywnych" ani napędzanych części. Zamiast nich do oddzielania obrazu do każdego oka używany jest jakiś optyczny element. W wypadku okularów anaglifowych, obrazy przeznaczone dla lewego i prawego oka są rzucone przez dwa projektory na ten sam ekran. Różnica tkwi w odcieniu koloru, dzięki czemu do obojga oczu docierają różne obrazy. Jednak ta technologia ma spore ograniczenia. Użycie przyciemnionych filtrów powoduje stłumienie i utratę wierności kolorów i w konsekwencji mało rzeczywiste obrazy.

Nowsze rozwiązania opierają się na polaryzacji światła. Dwa projektory rzucają obrazy spolaryzowane kołowo w przeciwne strony. Jeśli takie światło napotka okular, który polaryzuje w przeciwnym kierunku, zostaje zatrzymane. Jeśli polaryzacja jest taka sama, będzie przepuszczane. W ten sposób oddzielny obraz jest dostarczony do każdego oka. Wykorzystanie polaryzacji kołowej zamiast liniowej pozwala użytkownikowi na pochylenie głowy bez utraty efektu. Nie trzeba dwóch projektorów, gdyż kierunek polaryzacji kołowej można szybko zmieniać.

Wspólne piksele

Jedną z najważniejszych zalet technologii pasywnej jest dobra separacja widoków dla lewego i prawego oka. Dzięki niej unikamy zakłóceń, które osłabiają efekt 3D. Nie ma też żadnych problemów z migotaniem, kolory są bogate i nasycone. Pasywne okulary są bardzo tanie. Nietrudno się zaopatrzyć w większą ich liczbę, planując imprezę z wyświetlaniem 3D w roli głównej.

Jednak ta technologia ma kilka wad, które nie sprzyjają jej upowszechnieniu. Nietrudno ją zastosować w projektorach, ale wykonanie odpowiedniego ekranu jest już dość kosztowne. Problemy są także z wyświetlaczami LCD i plazmowymi. To one muszą polaryzować obraz w odpowiedni sposób, co zwiększa koszty wytworzenia samego ekranu. A ponieważ obraz jest wyświetlany jednocześnie dla lewego i prawego oka, to dla jednego z nich może mieć tylko połowę wszystkich dostępnych pikseli (w pionie lub w poziomie). Według przeciwników technologii pasywnej takiego obrazu nie można uznać za HD. Aktualnie toczy się wojna na ekspertyzy, ale dla nas, użytkowników, liczą się tylko liczby. 1920 x 1080 pikseli to nie to samo co 960 x 1080 albo 1920 x 540.