Imagini 3D

Se vorbeşte din ce în ce mai mult despre filme 3D, monitoare 3D şi televizoare 3D. Acest nou trend al industriei IT nu este însă la fel de agresiv promovat precum a fost şi încă este "full HD", producătorii având încă rezerve legate de succesul lui. Vom încerca în continuare să prezentăm pe scurt tehnologiile 3D folosite în pentru monitoare, televizoare şi alte ecrane, analizând în acelaşi timp motivele pentru care nu avem încă dispozitive 3D pe birourile noastre.
Ochii şi percepţia 3D
Motivul pentru care nu vedem lumea din jurul nostru ca o imagine plată de pe un monitor este că avem doi ochi. Percepţia adâncimii de câmp este dată printre altele de faptul că privim obiectele din două puncte distincte, aflate pe acelaşi plan, la o mică depărtare unul de cealălalt. Procesul care dă senzaţia de profunzime de câmp şi care face parte din percepţia vizuală se numeşte stereopsis. El a fost descris prima dată în 1838 şi a stat la baza primilor ochelari stereoscopici. În locul fiecărei lentile se găsea o imagine a aceluiaşi obiect, însă dintr-o perspectivă puţin diferită. Aceeaşi tehnolgie este folosită şi în zilele noastre, însă în locul imaginii se găseşte un mic ecran LCD. Pentru crearea efectului 3D, cele două imagini afişate de ecrane sunt puţin diferite. Dispozitivul se numeşte virtual retinal display (VRD) şi poate fi folosit printre altele pentru afişarea imaginilor din jocurile pe calculator.

Ochelari cu VRD - pot fi folosiţi pentru obţinerea imaginilor 3D

Metode de obţinere a imaginilor 3D
Procedeul anaglifelor sau ochelarii cu lentile colorate
Plecând de la ideea că obţinerea unei imagini 3D implică folosirea a două perpective diferite asupra unui obiect, în anul 1853 a fost dezvoltat procedeul anaglifelor. Cele două imagini, obţinute prin fotografiere din două puncte aflate la distanţa dintre ochi sunt imprimate sau proiectate cu filtre de culori diferite pe aceeaşi suprafaţă. Cele mai frecvent folosite culori sunt roşu şi albastru deschis (cyan). Imaginea obţinută nu arată bine dacă este văzută cu ochiul liber, însă folosind ochelari cu lentile colorate, adâncimea de câmp este percepută.

Ochelari din carton cu lentile colorate

Cum funcţionează
Ochiul acoperit de lentila roşie percepe zonele roşii din imagine ca fiind albe şi pe cele cyan ca fiind negre. În mod similar sunt percepute culorile şi de celălalt ochi. Albul şi negrul de pe imagine sunt percepute la fel de fiecare ochi. Imaginile percepute de ochi sunt combinate în creier, iar diferenţele dintre ele sunt interpretate ca fiind diferenţe de distanţă. Astfel apare senzaţia de adâncime de câmp.

Imagine obţinută prin procedeul anaglifelor

Avantaje şi dezavantaje
Deşi imaginile obţinute cu procedeul anaglifelor se pot vedea în general acceptabil cu ochelari ieftini, din carton, este recomandată folosirea unora ceva mai sofisticaţi. Imaginea văzută prin lentila roşie este percepută de obicei puţin cam în ceaţă şi se foloseşte o ajustare de dioptrie cu + 0,5 care deranjează pe unele persoane. În general, purtearea ochelarilor cu lentile colorate nu deranjează spectatorii. Din păcate, prin această metodă nu pot fi reproduse foarte bine toate culorile, în mod special albastrul cerului, verdele vegetaţiei şi nuanţa pielii.

Ochelari cu lentile colorate, cu compensare de dioptrie

Imagini polarizate - ochelarii cu lentile polarizate
Lentilele polarizate pot fi comparate cu storurile de la o fereastră. Ele blochează lumina care vine dintr-o direcţie şi o lasă să treacă pe cea care are aceeaşi orientare ca şi scândurelele din lemn. În acelaşi fel, lentilele polarizate blochează anumite frecvenţe ale luminii, în funcţie de unghiul în care sunt dispuse. Pentru ca fiecare ochi să vadă o imagine diferită, sunt folosite două lentile cu polarizare la 90 de grade una faţă de cealaltă. Proiecţia imaginii se face folosind două proiectoare cu filtre polarizatoare compatibile cu cele ale ochelarilor.
Cum funcţionează

Fiecare cadru al filmului este afişat de două ori, odată cu un proiector pentru ochiul stâng şi cu celălalt proiector pentru ochiul drept. Pentru ca cele două imagini să fie percepute fiecare de către un ochi, trebuie folosit un ecran de proiecţie special, care păstrează polarizare. Acesta se numeşte ecran argintiu (silver screen) şi reflectă imaginile în funcţie de polarizarea ortogonală a fiecăreia, folosind dungi verticale din materiale reflectorizante. Aşa se face că imaginea pentru ochiul stâng nu va fi vizibilă pentru ochiul drept şi invers. Alături de polarizarea verticală există şi o tehnică ce implică polarizarea circulară a imaginilor.

Textura unui silver screen

Avantaje şi dezavantaje
Această tehnică nu necesită alterarea conţinutului video, care trebuie însă obţinut cu două camere alăturate. Din păcate, sunt necesare echipamente scumpe şi ecrane speciale pentru obţinerea unei experienţe 3D. Ochelarii pot fi achiziţionaţi cu un preţ rezonabil, însă această tehnolgie 3D nu se pretează pentru uz personal. Ca să nu mai vorbim de faptul că atunci când capul spectatorul se apleacă într-o parte, polarizarea se schimbă şi senzaţia de adâncime de câmp dispare.

Ochelari cu lentile polarizate circular

Ochelarii cu lentilă obturatoare
Această tehnologie a ajuns să fie promovată direct pe piaţa IT de una din cele mai importante companii din domeniu, şi anume Nvidia. Ea are la bază o pereche de ochelari a căror lentile sunt de fapt panouri LCD. Acestea blochează alternativ lumina către fiecare ochi şi sunt sincronizaţi cu calculatorul. Placa video afişează alternativ cadrele pentru fiecare ochi, în sincronizare perfectă cu ochelarii.

Ochelarii cu obturator de la Nvidia şi dispozitivul de sincronizare

Cum funcţionează
Folosirea acestor ochelari este similară cu acoperirea pe rând a fiecărui ochi cu mâna. Pentru că fiecare cadru trebuie afişat de două ori, iar frecvenţa standard a imaginii oferite de PC este de 60 Hz, această tehnologie necesită un monitor special. El trebuie să funcţioneze la 120 Hz şi pe piaţă au început deja să apară câteva modele. Jocurile pot fi uşor modificate pentru a suporta tehnologia 3D Vision, însă pentru filme este necesară filmarea cu două camere.

Imagine stereoscopică obţinută cu Nvidia 3D Vision

Avantaje şi dezavantaje
Se poate spune că pentru utilizatorul de rând aceasta este cea mai accesibilă metodă de-a avea acasă, pe birou, jocuri 3D. Din păcate, partea de filme nu este momentan acoperită. Doar filmele în format special pot fi vizualizate cu 3D Vision. Din experienţa personală pot să spun că senzaţia oferită este aparte, însă nu totdeauna plăcută. Ochii se resimt după mai bine de o oră de purtare a ochelarilor, iar unele persoane nu-i pot suporta aproape deloc. De asemenea, preţul sistemului format din ochelari şi monitor este de aproximativ 1.800 lei, alte condiţii fiind folosirea unei plăci video Nvidia şi rularea titlurilor care suportă această tehnologie. În locul monitorului poate fi folosit şi un proiector DLP, însă preţul unui model ieftin, cu rezoluţie de doar 1024x768 de pixeli, este de aproximatic 2.500 lei.
Televizoare autostereoscopice
Sunt singurele dispozitive la care poţi să te uiţi fără ochelari şi să percepi o adâncime de câmp a imaginii. Aceste televizoare sunt folosite exclusiv în industria publicitară şi au apărut chiar şi prin mall-urile şi magazinele din ţara noastră.
Cum funcţionează
Principiul de funcţionare este similar cu cel folosit pentru fotografiile care se schimbau atunci când te uitai dintr-un alt unghi la ele. Pe ecran sunt dispuse lentile verticale subţiri care măresc anumite imagini în funcţie de unghiul din care sunt privite, oferind percepţia de adâncime de câmp.

Cum funcţionează un monitor autostereoscopic

Avantaje şi dezavantaje
Marele avantaj al acestei metode este acela că nu necesită ochelari speciali. Altfel, televizoarele autostereoscopice au dimensiuni limitate, unghiuri de vizibilitate relativ înguste şi pot da dureri de cap celor care le privesc. Nu mai vorbim de faptul că preţul este cu mult peste ce şi-ar putea permite un utilizator de rând.

Televizor 3D autostereoscopic de la Philips - 25.000 $

Concluzii
Aceste patru metode nu sunt singurele folosite pentru obţinerea unor imagini 3D, însă sunt cele mai populare. Celelalte se regăsesc în aplicaţii specializate şi nu se îndreaptă prea curând spre biroul utilizatorului obişnuit. În plus, aproape orice altă metodă se bazează pe oferirea unei imagini diferite pentru fiecare ochi. Motivele pentru care n-o să vedem prea curând tehnologiile 3D implementate în casele utilizatorilor de rând nu mai sunt atât de legate de preţ ca acum câţiva ani. Ele ţin însă de lipsa conţinutului. Atâta timp cât nu ai o sursă video care să redea două imagini diferite pentru fiecare cadru sau care să creeze pe loc cele două imagini, televizorul sau proiectorul capabile să le redea sunt inutile.
Dacă în cazul jocurilor pe calculator este relativ uşor să se obţină un flux video 3D, pentru filme lucrurile stau altfel. Fie au fost filmate cu două camere, caz în care pe acelaşi disc trebuie să fie incluse ambele fişiere obţinute, fie urmează să fie procesate pentru a se obţine artificial o a doua imagine pentru fiecare cadru. Se discută deja posibilitatea includerii pe discurile Blu-ray a informaţiei necesare pentru ca filmele să poată fi vizionate pe ecrane 3D care necesită ochelari cu lentile colorate sau cu obturator. Chiar şi aşa, nu toţi spectatorii suportă acest tip de ochelari, ce pot provoca dureri de cap şi ameţeli.

Sursa: Wikipedia.org Howstuffworks.com

Cea mai la indemana metoda in cazul unor utilizatori simpli este de a vizualiza 3D cu ajutorul unor ochelari cu 2 lentile in doua culori disincte: rosu si cyan (un albastru deschis). Pretul pentru o astfel de pereche pleaca de la 5 lei, am gasit o gramada de oferte pe site-ul okazii.

Codul de culoare pentru rosu in sistem CMYK este ff0000 iar pentru cyan este 00ffff.  Daca nu cunoasteti ce sunt alea coduri de culoare vedeti si coduri culoare

In sistem RGB (rosu, verde, albastru) codul pentru rosu este 255,0,0 si pentru cyan este 0,0,255.

In Photoshop daca dam dublu click pe patratica de unde selectam culorile (set foreground color) putem scrie codurile de culoare in oricare dintre cele doua sisteme CMYK sau RGB si vom avea culoarea corespunzatoare.

Daca vrem sa creem o imagine 3D facem in felul urmator:

1. Facem o poza cu aparatul de fotografiat ( de preferat sa avem stativ)

2. Facem si a doua poza mutand aparatul pe orizontala (cu tot cu stativ bineinteles) la 6cm si jumate la stanga sau la dreapta. Avem grija sa pastram liniile pe fotografiere paralele, astfel incat sa nu avem convergenta.

(acei 6,5 cm reprezinta imaginea dintre ochi).

3. Deschidem Photoshopul si cele doua imagini. Pe cea cu lacatel o deblocam dand dublu click si dam OK, aceasta devenind layer 0.

4. Intram in layer style si debifam channels red ca in imaginea de mai jos

5. Pe imaginea de deasupra tot in layer style debifam G si B (gren si blue, asadar va ramane rosu) si dam k.
6. La blending mode alegem screen.

Imaginea rezultata pe care trebuie sa o privim cu ochelari 3D este: