Методы производства
Для создания стереофильмов на протяжении всей истории 3D-технологий используется съёмка стереопары двумя объективами на одну или две киноплёнки. Значительно разнообразнее методы сепарации изображений для левого и правого глаз при демонстрации полученной стереопары. При этом используются множество разных методик, популярность которых менялась с годами.
Анаглифический метод получения стереоэффекта для стереопары обычных изображений заключается в цветовом кодировании изображений, предназначенных для левого и правого глаза. Зритель надевает специальные очки, в которых вместо обычных диоптрических линз вставлены специальные цветные плёнки. Благодаря ним каждый глаз видит разные изображения, из-за чего и возникает иллюзия пространства.
Недостатком этого метода является неполная цветопередача. Поэтому он подходит только для черно-белых фильмов.
Рисунок 7 – пример анаглифического изображения
Затворный метод. Технология заключается в поочередной демонстрации на экране изображений, предназначенных для левого и правого глаза, и также поочерёдном затемнении стёкол очков. Таким образом глаз видит только предназначенное ему изображение. Процесс настолько четко синхронизирован и проходит очень быстро, что за счёт этого появляется эффект инерции зрения у человека и создаётся иллюзия трёхмерного изображения.
В настоящее время набирают популярность жидкокристаллические затворные очки, где вместо механических затворов используются ЖК-заслонки.
На этом принципе основана технология XpanD и nVidia, и 3D Vision.
Рисунок 8 - Очки XpanD с затворами
Основные недостатки затворного метода:
Сильное ослабление светового потока, требуется повышение яркости лампы проектора
Из-за эффекта раздвоения изображения быстродвижущихся объектов приходиться повышать частоту кадров, что требует дополнительных денежных затрат.
Быстро устают глаза
Вес очков создает нагрузку на переносицу
Очки плохо поддаются санитарной обработке из-за наличия электроники
Достоинство — не требуется специальный экран.
Поляризационные системы. При использовании линейной поляризации два изображения накладываются друг на друга на один и тот же экран через расположенные под углом 90 градусов друг к другу поляризационные фильтры в проекторах. При этом нужно использовать специальный посеребрённый экран, который позволяет избежать деполяризации и компенсировать потерю яркости.
Зритель надевает очки, в которые также встроены ортогональные поляризационные фильтры; таким образом каждый фильтр пропускает только ту часть световых волн, чья поляризация соответствует поляризации фильтра, и блокирует ортогонально поляризованный свет.
Рисунок 9 - Очки с поляризационными фильтрами
Главный недостаток этой системы в том, что зрителю необходимо держать голову на одном уровне, иначе теряется эффект глубины.
Примеры технологий, использующих линейную поляризацию: Стерео-70 и IMAX 3D.
При использовании круговой поляризации два изображения так же накладываются друг на друга через фильтры с противоположно направленной поляризацией. В очки, предназначенные для зрителя, встроены «анализирующие» фильтры (с противоположно направленной поляризацией). В отличие от линейной поляризации, если зритель наклоняет голову, разделение левого и правого изображений сохраняется и, следовательно, видимая объемность стереоизображения не пропадает.
Благодаря последним технологическим достижениям поляризационные технологии стремительно набирают популярность.
Технология интерференционных фильтров. Технология Dolby 3D формирует для каждого глаза изображения с разными длинами волн красного, зелёного и синего цветов. Специальные очки отфильтровывают определённые длины волн, так что зритель видит стереоизображение. В сравнении с поляризационным данный метод позволяет сэкономить на стоимости экрана (не требуется посеребрённый или алюминированный экран), но стоимость самих фильтр-очков оказывается намного выше.
Эффект Пульфриха. Использование эффекта Пульфриха нельзя отнести к стереоскопическим методам, поскольку при этом не формируются разные картинки для правого и левого глаз. Эффект Пульфриха заключается в том, что при запаздывании нервного сигнала от одного глаза, движение объекта справа налево (или слева направо, но не вверх или вниз) кажется изменяющим глубину, к наблюдателю или от наблюдателя. Такое запаздывание может быть вызвано размещением нейтрального (серого) затемняющего фильтра перед одним глазом.
Поскольку эффект Пульфриха зависит от движения в определенном направлении, его применимость сильно ограничена.
Преимуществом метода является возможность просмотра «обычным» способом, без специальных очков, при этом изображение не двоится, в отличие от стереоскопических методов, а только пропадает иллюзия глубины.
Безочковые (автостереоскопические) методы включают несколько технологий, не требующих от зрителя использования специализированных очков для разделения частей стереопары. Используются в экспериментальных видео панелях. В основном, представлены растровыми системами. Кроме растрового, из безочковых методов известен также игольчатый, но сведений о его применении в кинематографе нет.
В растровых методах используется пространственное разделение стереопары. Изображение на экране состоит из узких вертикальных полосок, с чередованием изображений стереопары. Перед экраном размещается растр с таким же шагом, элементы которого позволяют каждому глазу видеть только «свои» полоски изображения. При достаточном удалении зрителя от экрана полоски сливаются в единое полутоновое изображение.
Существует два типа растра — оптический (также называемый щелевым или барьерным) и линзовый (лентикулярный).
Оптический растр состоит из вертикальных непрозрачных полос, с щелями между ними. Полосы затеняют для каждого глаза «несоответствующие» части изображения.
Линзовый растр, более применимый в настоящее время, состоит из вертикально расположенных цилиндрических плоско-выпуклых линз. Линза одновременно выполняет функции щели и затеняющей полосы. Этот метод также применяется при изготовлении стереооткрыток.
Недостатки растровых методов:
Качественное изображение наблюдается только при некоторых ракурсах, что, помимо необходимости расположения зрителей в фиксированных секторах обзора, накладывает ограничения на размер экрана
2) Эффективное разрешение изображения по горизонтали уменьшается в два раза.
IMAX
IMAX - широкоформатная кинематографическая система, на которой основаны ряд технологий кинопоказа. Формат был создан одноимённой канадской корпорацией в 1970 году и рассчитан на использование для фильмокопий перфорированной киноплёнки шириной 70 мм с продольным расположением кадра. За счёт большой площади изображения на плёнке формат обладает наибольшей информационной ёмкостью и разрешающей способностью из всех существующих и позволяет строить экраны с размерами, значительно большими, чем у всех остальных кинематографических систем. В отличие от любых других кинотеатров, в которых ширина экрана меньше длины зрительного зала, экран IMAX превосходит её. В результате угловые размеры изображения превышают поле зрения человека, сидящего на любом месте: 60—120° по горизонтали и 40—80° по вертикали. За счёт этого границы изображения становятся малозаметными, обеспечивая максимальный эффект присутствия, наиболее полный при просмотре 3D-кино.
Рисунок 10 - Сравнительные размеры плёнки формата IMAX и классического кадра на 35-мм киноплёнке
4DX
4DX - дополнительная технология, используемая при просмотре полнометражных фильмов. Позволяет просматривать художественные и анимационные фильмы с дополнительным набором спецэффектов, усиливающих впечатления от просмотра и более полного погружения в передачу сюжета. 4DX предусматривает использование визуально-осязательных и обонятельных дополнений, изменения положения зрительского места в пространстве синхронно с видео и звуковой дорожкой. В отличие от 4D-аттракционов применяется в более продолжительных по времени произведениях.
Рисунок 11 – зал 4DX
Основные дополнения для просмотра: движение, вращение и толчки кресел; водяные брызги и ветер как с фронта, так и с тыла; подача пара в зал (он же туман, он же дым); фронтальный общий ветер; мигание стробоскопов; мыльные пузыри; ароматический пар (создаётся специальными устройствами путём смешения ароматов).
Рисунок 12 – кресло с распылителем