Какую же технологию показа стереоскопического контента выбрать?

Как мы помним, первым устройством, предназначенным для просмотра стереоскопических изображений, стал стереоскоп, использующий для формирования объёмного изображения непосредственный показ изображения каждому глазу отдельно. С помощью стереоскопа можно в индивидуальном порядке просматривать статичные изображения. Но как сегодня обстоит дело с технологиями, предназначенными для коллективного просмотра стереоскопического 3D видео-контента?

Сегодня существует довольно много способов получения стереоэффекта. Большая часть этих способов сводится к тому, чтобы записать две части стереопары в одной общей плоскости, чтобы затем разделить правое и левое изображения с помощью специальных очков. Давайте очень кратко рассмотрим самые известные из этих методов, которые в целом можно разделить на активные и пассивные.

Активную технологию формирования стереоскопического изображения называют также темпоральным разделением или затворным методом. При использовании этого метода изображения для каждого глаза показываются поочерёдно. Когда показывается кадр для одного глаза, второй глаз в этот момент закрывается. Для реализации данного метода используются активные жидкокристаллические очки, которые в нужный момент закрывают поочерёдно то один, то другой глаз. Чтобы знать, в какой момент надо закрыть тот или иной глаз, очки синхронизируются с источником видеоизображения (компьютером, проектором или телевизором). Помимо того, что активные очки тяжёлые, плохо совмещаются с медицинскими очками, и их, как и любое другое электронное устройство, нужно заряжать, нельзя мыть в воде и обеззараживать, затворная технология обладает ещё целым рядом недостатков. К ним относится видимое мерцание картинки, специфическое двоение изображения быстро двигающихся объектов, заметное падение яркости и повышенная утомляемость глаз. Всё вышеупомянутое может вызвать значительный зрительный дискомфорт и приводит к невозможности безбоязненного использования активных очков в учебном процессе.

Помимо уже упоминавшегося показа изображений каждому глазу отдельно, к пассивным методам можно отнести анаглифический метод, иначе называемый методом спектрального разделения ракурсов. При использовании этого метода спектр цвета делится на две части, одна из которых отдаётся для левого, а другая для правого ракурса. Каждый из ракурсов пропускается через свой фильтр, отрезающим свою часть спектра. Итоговое изображение формируется за счёт суммирования обработанных ракурсов. Воспроизведение изображения производится очками, в которых стоят разные фильтры для каждого глаза. Будучи самым простым, анаглифический метод обладает значительными недостатками. К ним относятся очень большие искажения цветопередачи и потеря цвета исходного изображения, а также не являющиеся естественными для глаз светофильтры очков. После долгого пребывания в анаглифических очках у зрителя на какое-то время падает световая чувствительность и возникает дискомфорт в восприятии обычного мира.

Поляризационные методы. В этом методе разделение ракурсов осуществляется за счёт линейной, либо круговой поляризации. При линейной поляризации изображения для левого и для правого глаза накладываются через расположенные под прямым углом друг к другу фильтры в проекторах. Зритель смотрит на экран через очки, в которых также находятся ориентированные под углом 90 градусов друг другу фильтры, отсекая изображение, предназначенное для другого глаза. Сейчас наиболее известным вариантом использования линейной поляризации является технология IMAX 3D, разработанная на основе советской кинематографической системы Стерео-70, созданной в 1965 году в московском Научно-исследовательском кинофотоинституте (НИКФИ). В 1991 институт получил премию американской киноакадемии «Оскар» в номинации «Лучшие технические достижения» (Technical Achievement Award) за вклад в развитие объемного кинематографа. Однако метод линейной поляризации в стереоскопии обладает рядом недостатков, самым существенным из которых является то, что зрителю приходится постоянно держать голову, не наклоняя её вбок, поскольку в противном случае стереоэффект пропадёт и возможно возникновение чувства дискомфорта и тошноты.

При использовании метода круговой поляризации, изображения для разных глаз имеют разное направление вращения вектора поляризации. Такой метод менее требователен к положению головы зрителя, даёт меньше искажений и способствует меньшей утомляемости зрения, чем при линейной поляризации. Однако наклон головы больше, чем на 30 градусов, так же приведёт к потере стереоэффекта. Кроме того, при использовании круговой поляризации происходит двухкратное падение фактического разрешения изображения для каждого глаза.

Обе поляризационные технологии предъявляют очень высокие требования к качеству экрана и чтобы получить качественное стереоизображение, необходимо применение дорогостоящего проекционного экрана с серебряным покрытием, что позволяет в какой-то степени нивелировать недостатки, связанные с двоением и потерей яркости изображения.

Так существует ли технология, которая была бы лишена большинства вышеперечисленных недостатков и которую можно было бы использовать, не опасаясь за здоровье учащихся?

После проведения множества проб и испытаний, а также изучив многочисленную литературу, мы остановили свой выбор на технологии многополосной оптической фильтрации, при которой изображения для левого и правого глаза разделяются по спектру цветов. Это также является пассивной технологией, но в отличие от поляризационных решений при её использовании не требуется применение дорогостоящего серебряного экрана, стереоэффект наблюдается в любой точке, независимо от местоположения зрителя в зале, полностью отсутствует двоение движущихся изображений и потери яркости. Используемые в данной технологии очки можно надевать поверх медицинских очков и подвергать санитарной обработке. Таким образом, выбор технологии был сделан и начались работы по её внедрению.

Дмитрий Козуненко (Заместитель Генерального директора по информационным технологиям)

Email: kozunenko@svega-computer.ru