Hrátky s třetí dimenzí. Navštívili jsme 15. světový kongres mezinárodní stereoskopické unie

Hardware | 01.11.05

Eastbourne je nevelké přímořské městečko ležící v jižní části Velké Británie.Ročně jej navštíví přibližně čtyři miliony lidí, kteří do města jezdí za nejrůznějšími...





Eastbourne je nevelké přímořské městečko ležící v jižní části Velké Británie.
Ročně jej navštíví přibližně čtyři miliony lidí, kteří do města jezdí za
nejrůznějšími akcemi a výstavami. Těmi je Eastbourne vyhlášené.
by si místní obyvatelé zajistili stálý přísun návštěvníků, vybudovali dokonce i
kongresové centrum, kde se v současnosti nejrůznější akce pořádají. Právě sem
jsme se vydali i my. Naším cílem se stal patnáctý světový kongres organizace
ISU. Pod třípísmennou zkratkou se skrývá název International Stereoscopic
Union, v češtině Mezinárodní stereoskopická unie. Slovo stereoskopická přitom
znamená, že se členové této organizace zabývají všemi možnými technologiemi
souvisejícími s 3D stereoskopickými obrázky, fotografiemi či filmy.
Každoroční světový kongres pořádaný unií ISU je velkou akcí trvající několik
dní. Letošní ročník byl obzvláště zajímavý, protože se zde slavilo jak jubileum
patnáctého světového kongresu, tak současně i rovných třicet let existence
unie. Kromě oslav bylo na kongresu možné zažít mnoho zajímavých akcí, vidět
zajímavé produkty z oblasti 3D stereoskopie a potkat skutečně zajímavé
osobnosti. Členové ISU jsou nadšenci, kteří se poměrně vážně zabývají oborem
zvaným stereoskopie. Je jedno, zda profesionálně či amatérsky, jejich nadšení a
zápal pro trojrozměrné obrázky jsou doslova neuvěřitelné. Přestože mnoho členů
ISU stále využívá pouze staré a věkem prověřené stereoskopické technologie,
dokáží s nimi mnohdy zázraky. Moderněji smýšlející (většinou mladší) příznivci
3D technologií využívají současnější metody a na kongresu s úspěchem
prezentovali své produkty. Vybrané produkty a technologie jsme se vám rozhodli
přiblížit podrobněji, věříme, že zaujmou i vás.

Co je stereoskopie
Vzhledem k tomu, že pojem stereoskopie není zcela obvyklý, bude nejlepší jej v
krátkosti vysvětlit. Stereoskopie je konkrétní obor, který se zabývá
vizualizací trojrozměrné scény. Na rozdíl od jiných metod je stereoskopie
založena na principu zachytávání dvojice rozdílných obrazů, které jsou pořízeny
obdobně, jako by se na scénu díval člověk vlastníma očima. V praxi se často k
pořizování stereoskopických fotografií využívá dvojice fotoaparátů, které
uživatel umístí vedle sebe. Ideálně v přibližné vzdálenosti lidských očí. Mnozí
nadšení členové unie ISU tráví dlouhé týdny na cestách po světě, aby mohli s
dvojicí fotoaparátů či se speciálním fotoaparátem s dvojitým objektivem
zachytit co nejatraktivnější snímky z nejrůznějších míst naší planety. Při
velkoplošných projekcích v rámci světových kongresů ISU pak následně sklízejí
velké uznání.
K tomu, aby mohl divák sledovat obraz včetně jeho hloubky, se nepromítá pouze
jeden obraz, který divák sleduje oběma očima současně, ale generuje se dvojice
oddělených obrazů. Dva obrazy se při projekci musejí dostat k divákovi tak, aby
první obraz vidělo pouze levé oko, pravé oko má sledovat pouze druhý obraz.
Mozek následně vyhodnotí celou scénu správně prostorově a tedy plně
trojrozměrně. Jak správně organizovat pořizování stereoskopických záznamů či
jejich přehrávání je poměrně složitá věda a stále vznikají nové a modernější
postupy. Mnohé z dílčích metod jsme viděli přímo na kongresu ISU, některé jsou
až dětsky jednoduché, jiné ryze profesionální a využitelné i pro výzkum, ve
školství či pro profesionální prezentace firem, výstavy a obdobně.

Hrátky s červenomodrými brýlemi
Nejznámějšími 3D brýlemi jsou papírové skládací brýle s barevnými foliemi v
očnicích. Existuje sice více typů barevných brýlí, ale nejčastěji je k vidění
verze s levou očnicí vyplněnou červeným filtrem a pravou očnicí s modrým
filtrem. Na světovém kongresu ISU bylo připraveno velké množství obrázků
určených přímo pro pozorování červenomodrými brýlemi (tzv. brýle anaglyf).
Globálně je potřeba tuto technologii považovat za dávno překonanou, nicméně
právě vzhledem ke své jednoduchosti si uchovává stále kouzlo a půvab.

Princip anaglyfu
Sledovaná 3D scéna je vyrobena tak, že obsahuje smíchané dva příslušné obrazy
(pro levé a pravé oko), pouze základní dvojice barev (červená a modrá nebo
červená a zelená) slouží pro oddělení dvou obrazů. Pokud divák sleduje scénu s
příslušnými barevnými 3D brýlemi, do každého oka obdrží díky příslušným
barevným filtrům separátní obraz. Mozek ve výsledku generuje z těchto obrazů 3D
scénu. Bohužel za snadné a finančně nejméně náročné zobrazení anaglyfů se platí
ztrátou barevných informací. Situace je o to komplikovanější, že divák vidí
scénu každým okem barevně zcela jinak (jedním okem červeně a druhým modře nebo
zeleně). Mozek diváka se sice tyto ruchy snaží eliminovat, ale vjem nikdy není
tak kvalitní jako u jiných typů 3D projekcí.
Výhodou anaglyfů je snadné šíření 3D záznamů, které lze tisknout např. do
časopisů, knih, nahrávat na běžné videokazety, přehrávat bez speciálních
programů v PC nebo na běžném projektoru. Pro pozorování pak stačí pouhé
papírové brýle s barevnými fóliemi. O tom, že tato technologie není zcela
bezcenná, svědčí i existence filmů Shrek 3D nebo SpyKids 3D a jiné, které byly
vytvořeny pro sledování s barevnými 3D brýlemi. Na kongresu ISU jsme si takto
mohli prohlédnout reálný povrch Marsu, který vyfotila průzkumná sonda. Díky
editaci dvojic příslušných fotografií (pořízených z rozdílných míst)
zkonstruovali šikovní lidé reálné trojrozměrné fotografie povrchu planety Mars.
Při prohlížení rudých kamenitých plání má divák skutečně pocit, že sleduje
povrch planety na vlastní oči. Mezi zajímavé anaglyfy lze zařadit i ručně
malované scény, které jsme na ISU rovněž spatřili.

Pasivní dýchánky
Vzhledem k tomu, že se unie ISU skládá převážně z pohodových a klidných lidí,
které obor stereoskopie neživí, ale je jejich koníčkem, byl celý několikadenní
průběh kongresu veden v přátelském a klidném tempu. Zúčastnění se mohli věnovat
organizovaným výletům do okolí Eastbourne, odborným přednáškám o tvorbě
stereoskopických fotografií, anaglyfů či se zájmem sledovat velkoplošné
projekce trojrozměrných fotografií, které pořídili aktivní členové ISU. V
rozlehlém kinosále, kde se pravidelně konala velkoplošná projekce, se však
nesázelo na technologii anaglyf. ISU si pro tyto příležitosti pořídila
speciálně synchronizované diaprojektory s extrémně výkonným světelným výkonem.
Před každým z dvojice diaprojektorů se nalézal polarizační filtr. Na plátno se
speciálním povrchem se následně promítala dvojice obrazů z jednotlivých
diaprojektorů a diváci sledovali scénu pomocí pasivních polarizačních brýlí.
Aby nebylo celé robustní zařízení úplně jednoduché, byla použita dokonce řízená
čtveřice diaprojektorů. Technika jim pak umožnila nejen sledovat trojrozměrné
fotografie, ale provádět při přechodech z jednoho statického snímku na další
poměrně pěkné efekty. Zmínit lze například prolínačky, stíračky a zatmívání.
Celkově pak byla atmosféra v kinosále velmi příjemná a každý, kdo si nasadil
pasivní 3D brýle, se mohl během přibližně dvouhodinových projekcí přenést do
nejúžasnějších koutů naší planety. Navštívili jsme africké pouště, velkou
čínskou zeď, ledovce v severních mořích, mikrosvět hmyzu, americké kaňony a
mnohá další místa. Zkrátka a dobře, ve velké projekční síni jsme se usadili a
za několik okamžiků jsme na vlastní oči sledovali exkluzivní scény tak, jako
bychom byli v jejich přímém dosahu. Protože celá projekce byla řešena precizně
a skutečnými odborníky na projekci diapozitivů, byla podívaná unikátní a ve
vysoké kvalitě.

Princip pasivní projekce
Pasivní 3D projekce je založena na brýlích, které mají v očnicích polarizační
filtry. Jedna očnice má polarizační filtr orientovaný tak, že propouští pouze
světlo kmitající v horizontální rovině. Druhá očnice obsahuje stejný, ale o
devadesát stupňů otočený filtr. Tedy takový, že propouští pouze světlo
kmitající ve vertikální rovině. Dva obrazy se promítají na jednu projekční
plochu, přičemž před každým projektorem (nebo diaprojektorem v případě
světového kongresu ISU) je upevněn taktéž polarizační filtr. Nastavení filtrů
na projektorech koresponduje s nastavením filtrů na brýlích. Dvojice obrazů
(pro pravé a levé oko) se následně promítá na projekční plátno, které je
vyrobeno ze speciálního materiálu a je opatřeno povrchem, který zachová
polarizaci dopadajícího světla. Odražené obrazy od projekční plochy se
dostávají k divákovi, nicméně do každého oka pronikne díky polarizačním filtrům
v očnicích pouze příslušný obraz. Takový systém využívají např. i trojrozměrná
kina IMAX 3D nebo moderní digitální 3D kina společnosti Lightspeed Design.

Lentikulární fotografie
Na výstavě jsme našli i tvůrce vysoce kvalitních lentikulárních trojrozměrných
fotografií. Výhodou těchto obrazů je fakt, že pro sledování 3D obsahu není
potřeba žádných 3D brýlí. Pokud je lentikulární fotografie kvalitní, uvidíte
efektní trojrozměrný obraz hned na první pohled. Princip není nijak složitý,
svízelná je pouze technologie výroby. Celá trojrozměrná fotografie je složena z
většího počtu dílčích fotografií. Sice je možné vyrábět lentikulární fotografie
pouze ze dvou snímků, ale kvalita nedosahuje stupně, jako když se využije čtyř,
pěti nebo i více snímků pořízených z různých pozic. Jednotlivé subsnímky jsou
buď chemicky exponovány nebo tištěny tiskárnou v tenkých svislých proužcích na
základový materiál. Tenounké proužky z jednotlivých fotografií jsou proložené
tak, že vytvoří celou kompletní 3D fotografii. Aby celek fungoval, musí se nad
obrazem nacházet optická maska (lentikulární maska). Průhledná maska má
speciální povrch a musí být vyrobena zcela identicky jako jsou rozmístěny
jednotlivé sloupce (prokládané proužky) fotografií v 3D scéně. Optická vrstva
čoček rozmetá jednotlivé subobrazy do různých směrů a tím se do očí
pozorovatele dostanou vždy dva rozlišné obrazy. Pokud budete obraz obcházet,
uvidíte postupně další a další dílčí obrazy. Pokud je fotografie kvalitní a
skládá se z většího počtu dílčích fotografií, je výsledek velmi přesvědčivý a
scénu si můžete podle libosti prohlížet v prostoru z různých úhlů. Na kongresu
nás zaujala společnost Snap 3D. Nabízí skutečně povedené prostorové fotografie.
My jsme viděli například velmi působivé svatební 3D fotografie, jak v klasickém
provedení, tak ve speciálním rámečku s aktivním podsvícením. Prostorovou
fotografii v tomto případě tvůrci vyvolávají chemicky přímo na průhlednou
fólii, nad níž je umístěna velmi kvalitní lentikulární maska.
Stejná společnost na kongresu prodávala speciální 3D fotoaparáty 4D Magic,
vybavené čtyřmi nebo dokonce pěti objektivy. S jejich pomocí lze na běžný
chemický film zaznamenávat vysoce kvalitní stereofotografie, vhodné přímo pro
lentikulární technologii. Výsledky z fotoaparátu je samozřejmě možné použít i
pro další zobrazovací systémy, např. pro moderní autostereoskopické monitory
(obzvláště pro tzv. MultiView monitory s více úhly pohledu).

Projekce s aktivními brýlemi
Na kongresu ISU jsme zaznamenali dva systémy, které předváděly 3D technologii
využívající aktivní 3D brýle (tzv. shutter glasses). Na jednom místě bylo možné
vidět klasický počítač s připojeným běžným CRT monitorem. Drátově
synchronizované 3D brýle byly napojeny na výstup z grafické karty. Divák pak
mohl na monitoru sledovat plně barevnou 3D scénu. Vystavovatel ukazoval rovněž
velmi kvalitní 3D fotografie. Ještě zajímavější systém však na kongresu
představila společnost GALI-3D, pocházející z České republiky. Základem sestavy
se stal 3D DLP projektor Infocus DepthQ. Ten s využitím zadní projekce
generoval na rozměrné ploše velmi kvalitní a jasný 3D obraz. Jako zdroj signálu
byl využit speciální počítač s IrDA vysílačem, který dálkově řídil aktivní
bezdrátové 3D brýle všech diváků. Protože projektor Infocus DepthQ pracuje s
frekvencí 120 Hz, pozorovatelé viděli stabilní 3D obraz. Záznam přehrával
systém DepthQ Media Server, který zobrazoval jak 3D fotografie, tak
videozáznamy s poměrem stran 4 : 3, 16 : 9 a s rozlišením obrazu až HDTV.

Princip aktivní projekce
Diváci sledují obraz, který se promítá na plátno (nebo monitor či televizor) s
dvojnásobnou snímkovou frekvencí, přičemž na záznamu jsou střídavě proložené
obrazy pro levé a pravé oko. Elektronické brýle diváka jsou dálkově (většinou s
pomocí IrDA paprsku nebo s využitím kablíku) synchronizovány se zdrojem
vysílání a střídavě zatmívají levé nebo pravé oko. Výsledkem je, že každý lichý
snímek vidí návštěvník kinosálu levým okem a každý sudý okem pravým. Tímto
systémem se sice sníží frekvence promítaných obrazů na polovinu, ale každé oko
pozorovatele obdrží pouze správný obraz. Z dvojice oddělených snímků mozek
následně skládá skutečnou trojrozměrnou scénu. Takový systém využívá například
i 3D kino IMAX SOLIDO nebo moderní ovladače grafických karet nVidia, které
podporují stereorežimy pro hraní 3D počítačových her. Hráči tak mohou poměrně
levně sledovat obraz a hrát počítačové hry skutečně v prostoru. Další výhodou
je, že k aktivní projekci není potřeba žádné speciální 3D projekční plátno nebo
monitor. Aktivní 3D obraz je možné promítat i na obyčejnou zeď nebo jej
sledovat na CRT monitorech. Bohužel ploché LCD panely jsou pro zobrazení
aktivního 3D příliš pomalé.

3D boxy s diapozitivy
Pokud si myslíte, že jsou chemické diapozitivy již dávno zapomenutou a
překonanou technologií, nenechte se mýlit. Alespoň na kongresu ISU se našlo
mnoho nadšenců, kteří diapozitivní materiály milují. To bylo znát doslova na
každém kroku. Mezi nejzajímavější produkty, které pracují s diapozitivy, patří
3D bubnové prohlížeče. Produkty jsou vybaveny otočným bubnovým zásobníkem na
diapozitivy, respektive na dvojici diapozitivních fotografií, které jsou
umístěny vedle sebe. Světelný zdroj prosvětluje oba snímky, které je možné
pomocí dvojice oddělených očnic sledovat. Kvalitnější boxy obsahují zásobníky
na cca 30 až 50 fotografií, posun válce s diapozitivy se realizuje s využitím
elektromotorku. Levnější modely nabízejí zásobníky pouze na cca 15 3D obrázků a
přepínání snímků řeší čistě mechanicky (tedy ručně). Nejlevnější bubnové
prohlížeče ani nevlastní systém aktivního podsvícení. Světlo je přiváděno do
pozadí diapozitivů pomocí zrcátek.
Na kongresu nás zaujaly bubnové prohlížeče 3D diapozitivů nizozemské
společnosti De Wijs. Jejich zařízení navíc obsahovala skutečně nádherné 3D
fotografie z nejrůznějších částí světa. Je pouze škoda, že systém nedokáže
zobrazovat pohyblivé video. Druhým problémem je fakt, že 3D obrazy může v
jednom okamžiku sledovat vždy jen jeden divák, který musí oči doslova nalepit
na připravené očnice. Velké pohodlí tedy při prohlížení 3D obrázků nenajdete,
kvalita zobrazení a dojem je však excelentní.

LCD Box Ekeren 3D
Další a bezesporu unikátní produkt na kongresu ISU představoval počítačem
řízený LCD systém značky Ekeren 3D. Zařízení ve tvaru velkého černého boxu
obsahuje řídící počítač a dva kvalitní LCD panely (v podstatě počítačové LCD
monitory). Na každém z nich se zobrazí jeden snímek. Na prvním panelu se
zobrazí pohled pro levé oko, na druhém pro oko pravé. S pomocí polopropustného
zrcadla a polarizačních filtrů se obrazy z dílčích LCD monitorů smíchají a
divák pak v přední části přístroje sleduje polarizovanou 3D scénu. Aby mohl
pozorovatel vidět scénu prostorově, je nutné použít pasivní polarizační brýle
(tak jako v případě běžné 3D pasivní projekce na plátně). Výhodou tohoto
systému jsou menší nároky na prostor (oproti projekci) a vysoká kvalita 3D
zobrazení. Systém bohužel podporuje pouze statické 3D fotografie doprovázené
hudbou a nikoliv pohyblivé video. Při návštěvě stánku Ereken 3D jsme pozorovali
skutečně povedené 3D scény pořízené za polárním kruhem, vyprahlé kaňony v
Americe a různá další prostředí.

Fotoaparáty s mnoha objektivy
Na světovém kongresu bylo opravdu co k vidění, a to nejen u registrovaných
vystavovatelů, ale dokonce i návštěvníků. Po poměrně krátké době jsme si zvykli
na to, že běžný fotoaparát hned tak nepotkáme. Mezi nejobyčejnější zařízení
patřily fotoaparáty se speciálním objektivem, které na jedno políčko filmu
ukládají dva snímky (pro levé a pravé oko). Častěji jsme však registrovali
fotoaparáty s dvěma samostatnými objektivy a ještě o stupeň exotičtěji
vyhlížela zařízení se čtyřmi objektivy. Občas se na krku kolemjdoucího houpala
speciální konstrukce s připevněnou dvojicí samostatných fotoaparátů. Pro lepší
manipulaci měly fotoaparáty mechanicky synchronizované spouště nebo i další
funkce. U vystavovatelů a prodejců bylo možné vidět 3D stereoskopické
fotoaparáty snad všech velikostí, tvarů, značek i stáří. Od prehistorických
klenotů až po (již zmíněné) soudobé zařízení 4D Magic s pěticí objektivů a
moderním designem.
Ve chvíli, kdy jsme měli dojem, že nás už nemůže nic překvapit, jsme potkali
muže nesoucího zcela unikátní zařízení. Ihned jsme jej požádali, zda si jej
můžeme s jeho přístrojem vyfotit do časopisu PC WORLD. Ochotně souhlasil a
zvučným hlasem (připomínajícím Miroslava Moravce) se nám jal vysvětlovat
podrobnosti o svém jedinečném fotoaparátu. Základ tvoří box nesoucí malé
fotoaparáty, celkem jsme jich v útrobách zařízení napočítali dvanáct! Jsou
digitální a jejich výstupní kabel vede do dvou USB hubů. Celý systém se ovládá
další krabičkou, ta je připojena k vlastnímu zařízení přibližně metr dlouhým
komunikačním kabelem. V ovládacím pultu jsou rovněž baterie pro provoz. Tvůrcem
prototypu je Brit, pocházející přímo z Eastbournu a na svůj vynález je náležitě
hrdý. Ostatně toho si můžete všimnout sami na našich průvodních fotografiích.

Stereovision kit
Mezi příznivci stereoskopie jsme na kongresu ISU nalezli lidi z nejrůznějších
koutů světa, někteří jsou zapřísáhlí staromilci a jakmile zjistí, že některá
technologie pracuje s počítačem, přestane je zajímat. Zato titěrnou práci při
stříhání vyvolaných diapozitivů a pasování do stereorámečků zvládají bravurně.
Jiní členové ISU jsou oproti tomu nečekaně pokrokoví. Svědčí o tom i ojedinělý
produkt pro bezdrátový přenos stereoskopického obrazu. Pod názvem Stereovision
kit (označovaný i jako 3DK) jsme na kongresu viděli zajímavý výrobek tvořený
dvojicí součástí. První tvoří tzv. Add-Depth Senzor ve verzi Bug (Brouk) nebo
MiniBug (Minibrouk). Krabička pracuje jako malá kamera, nezaznamenává však
obraz na médium, ale v reálném čase jej s pomocí radiových vln odesílá do
přijímače. Samozřejmě, že kamerový systém pracuje v režimu 3D. Přijímací část,
tzv. Add-Depth Binokular Viewer, dokáže zachytávat rádiově šířený obraz a
převádět jej na malý displej uvnitř produktu. S pomocí dvojice očnic je možné
sledovat to, co právě "vidí" Add-Depth Senzor. Celý systém je mechanicky odolný
a pracuje na baterie. V současné době vyvíjejí tvůrci i modifikovanou verzi
připojitelnou k portu USB.

Co bude dál
Na světovém kongresu jsme viděli mnoho zajímavých produktů. Od historických
kousků, které jsou i přes sto let staré, až po nejmodernější technologie. Mnoho
zařízení u stánků pamatuje dobu, kdy Hollywood prožíval zlatou éru 3D filmů.
Nicméně přesto, že staré stereoskopické technologie a postupy přežívají už jen
díky nadšencům z asociací jako je právě ISU, samotná stereoskopie se nechystá
do penze. Právě naopak. S příchodem digitálních technologií a výkonných
počítačů se otvírají zcela nové možnosti. Důkazem není jen zájem firem o
digitální 3D prezentace, ale i zájem obřích společností, které na nových 3D
stereoskopických technologiích pracují. Za všechny můžeme zmínit například
společnost Sharp, která uvedla na trh první 3D stereoskopický notebook a vyrábí
také 3D autostereoskopické monitory. Dostupnost 3D stereoskopických technologií
bude v budoucnu díky digitálním technologiím a počítačům mnohem vyšší, a to
dokonce nejen pro firemní a prezentační účely, ale i pro domácnosti. Například
již dnes se v Japonsku experimentálně implementují 3D displeje do mobilních
telefonů. Uvidíme, čím nás vývoj 3D překvapí v budoucnu.
Pokud se budete chtít o 3D stereoskopii nebo organizaci ISU dozvědět více,
stačí se podívat na internetové stránky nebo www.isu3d.org (anglicky). Další
informace o 3D získáte například na adresách http://www.lightspeeddesign.com,
http://www.3dstereo.com (anglicky) nebo http://www.gali-3d.com (česky) či
http://www.3djournal.com (česky).












Komentáře

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