Писанина
Активное 3D vs. пассивное 3D

3D-шка и очки

19.05.11 | 19:23

Активное 3D vs. пассивное 3D

Компания LG торжественно анонсировала выход на рынок 3D-телевизоров Cinema 3D. Их главное отличие от существующих моделей — использование пассивной технологии создания трехмерного изображения. Отныне на рынке будет представлено два разных типа 3D-телевизоров, и ты уже задаешься вопросом, какой лучше. Идеал, как известно, недостижим, но давай разберемся, в чем выгоды и недостатки каждой из технологий.

В теории

Сначала вспомним, как вообще создается трехмерная картинка. Возможно, ты все это знаешь, но repetitio est mater studiorum (повторение — мать учения), а перед покупкой телевизора надо быть подготовленным — вещь не из дешевых, да и в магазине его вот так просто не поменяешь.

Так уж получилось, что глаз у человека два. Природа не сделала нас циклопами не из эстетических соображений, а ради того, чтобы мы хорошо различали, близко или далеко находятся объекты в пространстве. Наши глаза расположены на небольшом расстоянии друг от друга, в итоге между картинками, что видит каждый из них, есть небольшая угловая разница. К примеру, вытяни правую руку и оттопырь указательный палец, а в сантиметрах десяти от лица расположи палец левой руки. Сфокусируй зрение на дальнем пальце — левый начнет двоиться. Сфокусируй на ближнем — увидишь два пальца правой руки. Если ты из тех, кому покажи палец и смешно — вот тебе двойной (даже тройной!) повод для радости.

Этот простой эксперимент показывает, что изображения, получаемые каждым глазом в отдельности, различаются. На основе расхождений мозг подсчитывает дистанцию до объекта (оттого наше зрение называют «бинокулярным»). Если в тебе проснулся дух ученого-позитивиста, то ты обязательно закроешь один глаз, и убедишься — мир не стал плоским, он по-прежнему объемный, как будто ты смотришь парой глаз. Более того, ты в состоянии определить, насколько далеко от тебя находится экран монитора. Дело в том, что помимо угловой разницы картинок, есть еще длина фокуса и модели восприятия, куда входит, например, искажение пропорций. Наш мозг их учитывает даже лучше, чем межглазную разницу. Именно поэтому 3D, что мы встречаем в кинотеатрах и новых телевизорах, ученые предпочитают именовать псевдообъемным или стереоскопическим изображением.

Как получить «иллюзию глубины», придумали очень-очень давно: в 1837 году английский физик Чарльз Уистон представил публике первый стереоскоп — две трубы с картинками на концах. Фотографу или художнику (да-да, в те времена были популярны стереоскопические портреты!) нужно было лишь создать отличающиеся по точке проекции изображения, а мозгу зрителя объединить их — и стереоэффект готов. Понятное дело, как только появился синематограф, изобретатели взялись за стереокино. И первые опыты были близки к современной затворной (Active 3D) технологии.

Стереоскоп Оливера Холмса. В отличие от многих эксклюзивных и дорогих стереоскопов, сделанных по заказу богатых людей английскими и немецкими компаниями, в США наладили массовое производство стереоскопов Холмса. Именно эта модель стала самой популярной в мире до конца 30-х годов прошлого века. Его производят и сейчас, специально для любителей винтажной техники

В активе

Жил бы ты в 1922 году в Нью-Йорке, то как настоящий техногик точно пошел в кинотеатр Selwyn Theatre на 42-ой улице, чтобы посмотреть фильм The Man From M.A.R.S. Мало того, что эта картина про марсиан и их продвинутые нанотехнологии выпечки золота из глины, она еще и демонстрировалась при помощи системы Teleview. Сев перед визором с двумя окулярами, ты бы увидел объемных людей и объемных кукольных инопланетян. Фишка в том, что внутри коробки Teleview крутился диск, заслоняющий поочередно то правый, то левый глаз. Два проектора с такой же очередностью проецировали на экран кадры. Однако по окончании сеанса, вероятней всего, ты бы проклял эти новомодные технологии и никогда бы не заплатил за это развлечение снова. Механика была не так уж и совершенна, проекторы не хотели работать синхронно, как и крутящиеся диски внутри визоров. Кому-то везло больше, кому-то меньше, но критических отзывов об этих сеансах было больше, чем хвалебных. Однако именно эту технологию взяли за основу производители телевизоров, но на сей раз обошлись без механики.

Телевизор, работающий на основе активной 3D-технологии, демонстрирует попеременно кадры левого и правого видеоканалов с высокой частотой (от 100 Гц). Очки, что надевает зритель, оснащены ЖК-дисплеями, закрывающими с такой же скоростью обзор каждому из глаз. Скорости работы матрицы и очков вполне хватает, чтобы глаза не замечали мерцания, подобно тому, как мы не видим спиц крутящегося велосипедного колеса. Казалось бы, все должно быть хорошо, синхронизировать электронные компоненты на такой скорости — плевое дело. Увы, не все так просто. Но сначала изучим следующий тип — Passive 3D.

Активные 3D-очки производства компании Sony

В пассиве

Эффект поляризации света, другими словами, возможность отсеять световые волны определенного направления, был замечен еще в Средние века. Позже, с развитием физики, ученые научились отделять и поляризовать световое излучение. В 1929 году Эдвин Лэнд создал поляризационную пленку, достаточно недорогую, чтобы пустить ее в массовое производство. Он же стал основателем Polaroid, компании, больше известной по фотоаппаратам для мгновенной съемки, хотя в ее запасе куда есть более значительные для человечества изобретения, как пленка для рентгеновских снимков, приборы ночного видения и другие полезные вещи. В конце 60-х годов прошлого века четверо канадцев придумали, как использовать возможности поляризации для стереоскопического кино и создали компанию IMAX.

На специальный посеребренный экран проецируется изображение с двух проекторов, каждый из которых оснащен поляризационной насадкой. Зрителям выдают очки, фильтры которых также имеют разные направления поляризации. Лучи света с горизонтальным вектором видит левый глаз, а с вертикальным — правый. Что и требуется для создания «иллюзии глубины». Правда, у такой технологии есть один существенный минус — если склонить голову набок, глаза увидят сразу обе картинки. Если ты посещал кинотеатр IMAX, тебе это хорошо известно.

Инженерная мысль, естественно, на этом не успокоилась, и в 2000-х годах родилась технологии Real D 3D, где используется не линейная, а круговая поляризация, то есть разделенная по направлению кружения вектора. Именно этот тип применяется в новых пассивных 3D-телевизорах. Отмечу, что поляризационные ТВ появились еще вначале 2000-х и не раз демонстрировались на различных выставках. Но стоимость их была такова, что применялись они только в профессиональных кругах. Компании LG удалось сделать недорогую пленку (FPR), которая крепится на матрицу и поляризует изображение построчно, поэтому сегодня и стало возможным массовое производство подобных дисплеев.

Пассивные 3D-очки производства компании Gunnar Optiks

На ринге

Раунд первый — яркость. Здесь у обеих технологий явный провал. В случае с активными очками половина яркости теряется при закрытии обзора каждого из глаз, плюс к этому промежуточное состояние, когда оба фильтра заслоняют изображение. Обычно потерю оценивают в 70-80%. Пассивное 3D теряет яркость на пленке, что покрывает экран, а также фильтры очков забирают немного света. Однако потери здесь несколько меньше — примерно 50-60%. Счет 0:1 в пользу Passive 3D.

Раунд второй — разрешение. У затворной технологии разрешение картинки, которую видит каждый глаз, аналогично тому, что показывает дисплей или проектор, чаще всего это Full HD. Никакого понижения разрешения тут быть и не может в принципе. С пассивной технологией ситуация принципиально иная. Пленка, покрывающая дисплей, делит его построчно. Так, если взять разрешение Full HD в 1080 строк, то несложных математический подсчет показывает, что в поляризационных очках каждому глазу достанется по 540 строк. Компания LG заявила, что в итоге картинка объединяется, и зритель видит полноценное Full HD изображение, но на практике это не так. На диагональных линиях очень хорошо видна лесенка, типичная для чересстрочного видео. На динамичных сценах она еще не так заметна, но если сделать стоп-кадр, можно рассмотреть ее во всех подробностях. Активная технология побеждает. Счет 1:1.

Раунд третий — угол обзора. Этот вопрос вызвал наибольшее количество споров между компаниями. Дело в том, что LG разместила рекламу, где девушка, лежа на диване, смотрит 3D-телевизор (ее глаза располагаются перпендикулярно дисплею). На что Samsung в Нью-Йорке тут же собрал пресс-конференцию, где на бок были поставлены оба типа телевизоров. На экране от Samsung изображение пропадало полностью, тогда как у LG практически полностью пропадал 3D-эффект. Тем самым они доказали, что ни одна из технологий не способна показывать полноценное 3D в таком положении головы. Но здесь надо сделать оговорку. Активные очки полностью перекрывают изображение только у ЖК-телевизоров, это связано с тем, что жидкие кристаллы тоже поляризуют свет (собственно, таким образом они и работают), а, например, у плазменных ТВ такой проблемы нет. Балл не засчитывается ни одной из технологий. Счет по-прежнему 1:1.

Раунд четвертый — очки. 3D-очки, что идут к телевизорам с активной технологией, оборудованы приемником синхронного сигнала (ИК или Bluetooth), стекла представляют собой черно-белые ЖК-матрицы. Понятное дело, чтобы все это работало, требуется электричество. Ток дает батарейка или аккумулятор, которые надо периодически менять или подзаряжать (обычно от USB, но есть оригинальные базовые станции с беспроводной зарядкой у Samsung). В любом случае, очки содержат в себе электронику, а значит, стоят недешево и, как правило, весят больше 20 грамм. С пассивное технологией дела обстоят куда проще — вместо стекол поляризационные фильтры. И все. Очки могут быть дешевыми, настолько дешевыми, что в кинотеатрах Real D 3D выдают одноразовые вместе с билетом. Очки может производить любой, хоть Ray-Ban, хоть Tom Ford. Конечно, в бутиках они дешевыми не будут, но ведь это уже модный аксессуар. Сам Джеймс Камерон, режиссер культового для любителей стереоскопического видео фильма «Аватар», в ходе интервью на выставке NAB заявил, что пассивное 3D — это нормальная массовая технология, когда покупателю не надо бояться, что ребенок сломает очки. Они легкие, удобные и дешевые. В общем, в этом раунде побеждает пассивное 3D. Счет 1:2.

Раунд пятый — перекрестные помехи. Как ты понял из начала статьи, чтобы узреть объемную картинку, каждый глаз должен видеть только свое изображение. На практике этого достичь не так просто. В случае с активными очками малейшая рассинхронизация — и картинка из трехмерной превращается в плоскую, да еще и двоится. Эффект, когда один глаз видит картинку, предназначенную для другого, называют перекрестными помехами или кросс-толком. Технологии активных очков стремительно совершенствуются, и если сравнить с прошлогодними моделями то, что лежит на полках магазинов сейчас — разница велика. У первых 3D-телевизоров кросс-толк был довольно сильный, вплоть до усталости после просмотра кино из-за частого «схлопывания» объемного изображения. Сегодня у плазменных 3D-телевизоров с активным 3D перекрестные помехи практически отсутствуют, ЖК-модели тоже стали приближаться к идеалу. Кстати, активные очки мерцают (хоть и с большой скоростью), и это весьма заметно, если в комнате включить флуоресцентное освещение. Кроме того, из-за помех в ИК-диапазоне (если очки поддерживают данный тип синхронизации), например, при работе пульта ДУ, очки сбиваются и какое-то время восстанавливают тактовую частоту. Ситуация с пассивными очками принципиально иная. Перекрестных помех из-за сбоя синхронизации у них быть не может. Небольшой кросс-толк заметен только при отклонении угла просмотра более чем на 15 градусов по горизонтали. Счет 1:3 в пользу пассивного 3D.

Раунд шестой — 2D-изображение. Телевизоры, использующие технологию активного 3D, никак не влияют на плоскую картинку. Наоборот, такие модели работают с повышенной частотой развертки (200 Гц), чаще всего, это продвинутые аппараты с серьезной начинкой и мощным процессором обработки видеосигнала. А вот у телевизоров с пассивной 3D-технологией, на матрице закреплена поляризующая пленка. Она влияет на плоскую картинку. Не скажу, что это очень заметно, но все же потеря яркости плюс дополнительная поляризация приводят к другому характеру изображения. Кстати, картинка смотрится даже более четкой. Но раз уж изменения есть, в этом раунде побеждает активная технология. Счет 2:3

Раунд седьмой — кто за кого? Ты же понимаешь, что не только потребитель делает свой выбор в пользу лучшей технологии, иногда, вследствие ожесточенной конкуренции, на поле остается та, которую смогло поддержать самое массовое сообщество производителей. Поэтому важно знать, на чью сторону встали глобальные корпорации. Samsung, как только узнала о планах LG развивать линейку телевизоров с пассивной технологией, создала альянс производителей активного 3D. Из известных нам компаний к этому альянсу присоединились Sony, Panasonic и Sharp. Компания LG не стала создавать альянса производителей пассивного 3D, однако объявила, что в 2012 прекратит изготовление телевизоров с активным 3D. В ее линейках все модели будут с пассивной технологией. Компании Toshiba и Philips решили производить телевизоры обоих типов. Как видим, в этом раунде победа за альянсом активного 3D, пока их больше. Счет 3:3.

Сегодня еще сложно предугадать, какая из технологий получит преимущество в будущем. Как видишь, у каждой есть много плюсов, и, увы, ни одна из технологий не лишена недостатков. Коллеги из зарубежных изданий также расходятся в своих мнениях, кто-то пишет, что выигрывает пассивное 3D, кто-то, что активное. Вполне возможно, что на рынке останутся обе технологии и будут мирно существовать. Есть вероятность и того, что одна вытеснит другую.

Пока я лишь советую прийти в магазин и самому оценить, насколько комфортно лично тебе смотреть пассивное или активное 3D (сделать ты это сможешь, когда в России начнутся продажи моделей от LG, Toshiba и Philips). А мы на Nomobile.ru будем по мере появлении новостей и телевизоров на тестах уточнять и перепроверять все вышесказанное. 

Материалы по теме:

«Телик online» (Лучшие Интернет-телевизоры)

«Плюс один» (Обзор телевизора Samsung PS51D550)

«Без дураков» (Обзор телевизора LG 42LV3700)

Андрей Дементьев
3D-шка и очки
Активное 3D vs. пассивное 3D
Отныне на рынке два разных типа 3D-телевизоров. Какой лучше?  / Писанина / 19.05.11
Подробнее >>

Выделите и скопируйте код в буфер обмена

koneri

19.05.11 / 21:35

интересная статья

ты обязательно закроешь один глаз, и убедишься — мир не стал плоским, он по-прежнему объемный, как будто ты смотришь парой глаз. Более того, ты в состоянии определить насколько далеко от тебя находится экран монитора.



Всегда считал, что одним глазом мы видим двумерную картинку. Вроде той, что на телевизоре или мониторе в 3д играх. Вроде игра - 3д, а всё таки плоская, как не крути. Обратите внимание, как сложно управлять машиной в играх, если вид - из кабины. Потому, что расстояние до других машин крайне сложно определить...Примерно так же и в жизни, разве нет??

koneri

19.05.11 / 21:37

еще вопрос

Интересно, как добиваются 3д эффекта, не используя очков...

Gainan Ibragimov

19.05.11 / 22:42

Re: еще вопрос

Интересно, как добиваются 3д эффекта, не используя очков...



про нинтендо 3дс почитай))
Пассивные 3D-очки производства компании Gunnar Optiks

Сразу 50cent вспомнился)

johankh

20.05.11 / 19:06

не понятка

наоборот очки Real 3D стоят очень дорого! и весят больше, потому что она противовандальная!

косоглаз

24.05.11 / 05:00

Подсчёт очков

Не могу согласиться с системой подсчёта очков и выводам автора! Позиции "кто за кого" и "очки" - не влияют на качество картинки - их надо считать отдельно. По остальным статьям счёт получается 2:2, то есть равенство. А при равенстве важнейшее значение имеет доступность (в смысле цены) необходимого для оборудования, то есть очков. И цена копеечных пассивных очков никак не может оцениваться в 1 балл! Минимум в 5, лучше в 100! А объединение "активистов" говорит только о том, что они прекрасно понимают кто победил (факт свершившийся!), но хотят напрячь свои отделы ПиАр, чтобы потянуть из лохозавров денежки - хотя бы ещё пару лет (ну не закрывать же им свои заводы в самом деле!)... а потом активные очки последуют за мини-дисками, цифровыми аудио кассетами (DAT)и прочими ошибками природы! Туда им и дорога!

tair1

07.06.11 / 11:45

Re: еще вопрос

Интересно, как добиваются 3д эффекта, не используя очков...



Добавляют плёнку, через которую один глаз видит одну картинку, а другой другую. Примерно, как забор.
А у lg горизонтальная/ вертикальная поляризация (как в imax) или круговая( как в real3d)?
Интересно, а почему нельзя производить телевизоры, поддерживающие обе реализации 3d?
Есть кстати ещё одна технология, основанная на спектральном разделение. Dolby 3d вроде называется.

Андрей Дементьев

13.06.11 / 21:25

Re:

koneri



Конечно, точность определения расстояния и видимый объем — работа для двух глаз. Но если закрыть один глаз, картинка по-прежнему сохраняет трехмерность, наш мозг "дорисовывает" все остальное. Поэтому даже двухмерное изображение, сделанное качественно, иногда кажется объемным.
Без очков — ставят микролинзы (цилиндрические), разделяющие картинки под малым углом. Крутишь головой — и крыша едет от постоянных переворотов изображения.
johankh

Дорого стоят очки Dolby 3D, о которых tair1 упоминает. Фильтры там недешевые.
О подсчете балов — это не серьезный тест, а выборка плюсов и минусов. Тут уж как сами оцените )) По большей части я тоже выступаю в поддержку пассивной технологии, глазу приятней. Но вкусы различаются, да и у активной пока есть сильное преимущество — полное разрешение.
tair1

У LG (как и у Philips и Toshiba) используется круговая поляризация.
Насчет поддержки сразу двух технологий, тут надо учитывать, что пленка поляризует изображение, жидкие кристаллы в очках — тоже. Могут быть проблемы.