Budeme velmocí 3D filmů? - technologie trojrozměrného obrazu

Hardware | 01.05.02

Že od pradávna lidi fascinovaly příběhy, zkazky a legendy. Nejprve se předávalyústně u ohňů, při dlouhých večerních sezeních a podobně. S objevem písma se šířily opisy pergamen





Že od pradávna lidi fascinovaly příběhy, zkazky a legendy. Nejprve se předávaly
ústně u ohňů, při dlouhých večerních sezeních a podobně. S objevem písma se
šířily opisy pergamenů či knih, a když se konečně objevil celuloidový pás,
nastoupila éra filmu. "Pohyblivé obrázky" se staly běžnou součástí našich
životů a život bez televizoru si v dnešní době někteří z nás už ani nedokáží
představit. Ostatně o tom svědčí i všudypřítomné televizní obrazovky, a to
nejen v domácnostech, ale i v barech, restauracích a obdobně.

Možná se na první pohled zdá, že televizor zprostředkovává divákovi téměř
všechny vjemy, které jsou jen možné. Při hlubším zamyšlení však dojdete k
závěru, že obrazu na báječně ploché obrazovce přeci jen něco chybí. A skutečně
ano: placatý 2D obraz, i přes barvu a pohyb, postrádá třetí rozměr hloubku.

Nejdříve se objevily, relativně před dlouhou dobou, prostorové fotografie, což
vlastně byly dvě obyčejné fotografie umístěné vedle sebe, které divák sledoval
skrz kukátka, tak aby každé oko sledovalo jen jednu z nich. Pro snímky platila
pravidla, že musely být pořízeny ze dvou mírně rozdílných pohledů, jež
suplovaly rozteč lidských očí. Celkově mozek vnímal obraz jako prostorový a
divák byl schopen i určit, které objekty se nalézají skutečně blíž a které dál.

První pokusy o prezentaci prostorového (tzv. stereoskopického) pohyblivého
obrazu jsou spojeny se vznikem filmu jako takového. V historických dobách byly
pro tento účel používány primitivní techniky, založené na kódování obrazu pro
levé a pravé oko do dvou barev (tzv. anaglyph). 3D stereoskopické kino,
založené na projekci pomocí polarizovaného světla, prožilo dobu slávy v
padesátých letech. Natáčením stereoskopických filmů ze zabýval dokonce i sám
Alfred Hitchckok. Technické problémy byly ale natolik veliké, že tento způsob
projekce brzo téměř vymizel.

V domácím prostředí nebyla situace také příliš růžová, pokusy o použití
standardní TV techniky pro tento účel narazily na jeden zásadní problém.
Obnovovací frekvence televizoru je podle vysílací normy buď 50 (PAL), nebo 60
(NTSC) Hz, což je pro účely stereoskopického zobrazování dosti málo.
Trojrozměrné zobrazení totiž potřebuje zobrazovat pro každé oko oddělený
snímek, z čehož plyne poloviční frekvence na každé oko. K uspokojivému
generování stabilního (neblikavého) obrazu na TV obrazovce by bylo potřeba
frekvence cca 100 až 120 Hz, tedy dvojnásobné, než jsou nominální hodnoty norem
PAL nebo NTSC. Pro dosažení kvalitního výsledku za přijatelnou cenu je nutné
zkombinovat několik pokročilých technologií, které se plně rozšířily teprve v
poslední době.

První oblastí, v níž došlo k pokroku, jsou systémy použité pro natáčení na
videopásky. Elektronicky synchronizovat práci dvou digitálních videokamer je
totiž mnohem jednoduší, než používat drahé speciální filmové kamery se dvěma
objektivy. Existuje i speciální nástavec na jednu digitální videokameru, který
umožňuje záznam ze dvou pohledů na standardní videopásek. Požadovaného efektu
je v tomto případě dosaženo pomocí zrcadel a LCD filtru. Dalším zdrojem dat pro
třírozměrné filmy jsou 3D počítačové animace. K dispozici jsou dostupné
komponenty 3D animačních programů jako 3D Studio Max nebo Maya, které nahradí
jednu virtuální kameru dvěma a postarají se o uložení dvou animací z různého
pevně nastaveného pohledu, tak jako by je viděl člověk pomocí dvou očí.

Jako ukládací médium pro stereo-videosignál je již dnes a pro budoucnost
použitelný i standardní formát DVD. Jedno z normalizovaných natavení Mpeg2
komprese (režim separátní komprese půlsnímků) umožňuje oddělený záznam
videosignálu pro pravé a levé oko. Z hlediska dalšího vývoje je možné využít k
ukládání dvou různých obrazů některých méně standardních nastavení Mpeg2, a tak
pro komprimaci využít podobnosti obou obrazových signálů. Pro ukládaní
stereoskopického signálu v plném rozlišní pro každé oko by ale bylo nutné
používat formát HDTV nebo vytvořit nový standard, protože jinak je pro každé
oko obraz složen pouze z poloviny horizontálních řádků než u plného DVD snímku,
složeného ze dvou běžných půlsnímků.

Pro zobrazení lze s velkým úspěchem využít vlastností posledních verzí karet
typu GeForce a Quadro (jimiž jsou podporovány funkce pro stereoskopický HW page
flipping v režimu DirectDraw nebo OpenGl) v kombinaci s tzv. LCD 3D
(přepínacími) brýlemi. Tímto způsobem je možné doručit oběma lidským očím
rozdílný obraz v plné barvě a vysoké kvalitě, aniž by obraz blikal. Technika
vyžívá velice rychlého střídání dvou obrazů na monitoru. LCD brýle střídavě
zakrývají pohled pravého a levého oka na základě synchronizace s činností
monitoru (je použit speciální infračervený vysílač, připojený na grafickou
kartu). Na stejném principu je možné uskutečnit i stereoskopickou projekci s
pomocí dostatečně rychlého CRT projektoru.

Další novou zobrazovací technikou jsou speciální autostereoskopické monitory.
Tyto promítají pomocí svého optického systému do různých směrů dva odlišné
obrazy. Na základě sledování polohy očí pozorovatele (analýzou signálu z
videokamery nebo jiného pozičního detektoru) je pak opět možné dosáhnout toho,
aby každé oko dostávalo správný signál.

Využití těchto techniky pro třírozměrné prezentace filmů dosud ještě navíc
bránila absence specializovaného přehrávacího softwaru a dostatek
stereoskopických filmů ve vhodném formátu. Většina stereoskopických aplikací
byly doposud buďto profesionální programy (CAD aplikace, programy pro
modelování molekul, atd.), nebo počítačové hry. Tato situace by se ale mohla
brzo změnit.

Na trhu se objevily již první DVD, založené na konverzi 3D filmů pro kina IMAX,
které obsahují jednu stopu ve stereoskopickém formátu. Konverzí a distribucí
těchto filmů se zabývá např. firma Slingshot. Tato DVD jsou primárně určena pro
přehrávaní na televizních přijímačích, a dosud nebylo možné je přehrát na PC a
využít pro lepší stereoskopické zobrazení s vyšší obnovovací frekvencí, kterou
PC monitor oproti běžné televizi nabízí. Přímě přehrávání tohoto typu DVD na PC
včetně dalších formátů stereoskopického videa by měla umožnit technika založená
na modifikovaném Video Rendereru, který je součástí technologie Microsoft
DirectShow. Bez zajímavosti jistě není, že v České republice se výzkumem této
techniky a daších metod prostorového zobrazení, na velmi vysoké úrovni, zabývá
např. dr. Michal Hušák. Zájem o licenci na jím vyvinutý software projevila
např. i americká firma LightspeedDesign v rámci přípravy 3D projekční
technologie DepthQ. Česká republika se tak možná stane technologickou velmocí v
systému stereoskopického zobrazení filmů na počítačích. Jen čas ukáže, zda se
na našem trhu objeví dostatečně silný partner, který by dokázal marketingově
zužitkovat jedinečnou 3D technologii dr. Hušáka, anebo se tak jako v případě
mnoha českých objevů a vynálezů "napakuje" zahraničí. V každém případě je
namístě říci, že využití 3D technologií má velmi široké uplatnění, jen na
lidské fantazii záleží, kde všude se může trojrozměrný obraz objevit a nemusí
to být jen vědecký výzkum či zábavní průmysl. Pro zvídavější zájemce o 3D
technologii můžeme závěrem ještě doporučit návštěvu internetových stránek
http://mysak.umbr.cas.cz/~husakm/Public/GLSRenderer/GLSRenderer.html.2















Komentáře

K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.