Как работает технология воспроизведения 3d в телевизорах

Как сделать 3D очки своими руками

В последнее время все больше распространение получают фильмы в 3D формате. Технология 3D известна уже давно, еще с середины XX века, но тогда она не получила широкого распространения. Такая технология  называется стереоскопия.

• При использовании этой технологии получается стереоэффект для стереопары изображений, при цветовом кодировании изображений для левого и правого глаза человека.
• Для того, чтобы получить такой эффект, необходимо использовать специальные очки для просмотра стереоскопических 3D фильмов.
• Для того, чтобы просматривать такие фильмы, нужны специальные очки: затворные, поляризационные или анаглифные.

Анаглифные 3D очки

Широкое распространение по миру этой технологии началось после премьеры знаменитого фильма Джеймса Кэмерона «Аватар». В этом фильме широко использовались компьютерные технологии и различные визуальные эффекты. Чтобы полностью увидеть все визуальные эффекты, примененные в этом фильме, этот фильм лучше смотреть в трехмерном виде.

3D очки передают стереоскопическое изображение каждому глазу отдельно. Каждый отдельный глаз видит изображение в 2D формате. Такие изображения называют стереопара.

Глаза у человека расположены на некотором расстоянии друг от друга и поэтому человек видит предмет с двух точек обзора. Информация от этих плоских изображений поступает в мозг человека, и там происходит формирование трехмерного изображения.

Анаглифные очки состоят из двух линз разного цвета, обычно красного и синего. Изображение при этом смещено от одной линзы до другой линзы. При просмотре фильма в таких очках зритель видит для каждого глаза свое изображение и этим достигается эффект просмотра изображения в трехмерном виде.

Изготовление 3D очков

Для изготовления анаглифных очков нам понадобятся старые солнцезащитные очки для оправы. Подойдут и простые старые очки. Если таких очков нет, то можно сделать оправу из толстого картона или какого-нибудь пластика. Из оправы необходимо вытащить солнцезащитные стекла или простые стеклянные стекла.

Для изготовления цветных светофильтров нам понадобиться прозрачный пластик, например из использованных пластиковых бутылок или из других изделий из пластмассы. Идеальный вариант, это когда есть прозрачный цветной пластик нужных цветов.

Вырежьте из пластика будущие стекла по форме старых стекол. Если делаете оправу самостоятельно, то вставьте в картон два квадратика из пластика по размеру, который вы оставили для стекол очков.

После того, как стекла подогнаны по размеру, равномерно закрашиваем одно стекло красным маркером, а другое стекло синим маркером. Для этого лучше использовать краску находящуюся непосредственно в самом маркере.

После этого даем закрашенным стеклам хорошо подсохнуть. Можно использовать краску из картриджа принтера. После того, как стекла подсохли, вставляем красное стекло на место правого глаза, а синее стекло на место левого глаза. Края стекол можно приклеить клеем, чтобы стекла хорошо держались в оправе.

Очки готовы к дальнейшему использованию.

Хочу заметить, что все-таки анаглифные очки промышленного производства будут лучшего качества, чем изготовленные самостоятельно. Это касается прежде всего цветных линз. Потому что покрашенные линзы в заводских условиях будут, конечно, лучше по качеству, чем покрашенные самостоятельно.

Теперь вы можете просматривать фильмы в 3D формате у себя дома с помощью анаглифных очков.

Советы по выбору

Лучший способ понять, что дают очки и что в них видно – отправиться в салон мобильной техники или в магазин электроники, и примерить одну или несколько моделей. Не забудьте взять с собой смартфон, ведь именно он будет использоваться для теста.

Со шлемами все несколько сложнее, хотя лишь несколько брендов их производят. Не все модели представлены в нашей рознице и зачастую ориентироваться приходится преимущественно на отзывы других пользователей и на обзоры. Примерная цена на шлемы начинается от 500$, и это не дешево для компьютерной гарнитуры. Не забываем о требованиях к производительности компьютера. Без хорошей (и, значит, дорогой) видеокарты ничего не получится.

Разновидности ВР устройств

Несмотря на схожее устройство и общий принцип работы, VR устройства принято разделять на шлемы и очки. Правда, граница между ними не всегда заметна, особенно если сравнивать беспроводные очки для смартфона с 3Д шлемом на Android.

Шлем

Шлемы являются более технологичными устройствами. Они обладают собственными дисплеями, датчиками и сенсорами, могут быть оснащены продвинутой системой линз с тонкой настройкой. Обычно достаточно взглянуть на характеристики, чтобы получить полное представление о том, какие возможности предоставляет данное устройство. Как правило, шлем подключается к персональному компьютеру и для него доступно специальное ПО для настройки.

Самые крутые модели продаются с собственными компьютерами или ноутбуками, оснащенными мощными видеокартами и большим объемом оперативной памяти. Для геймеров даже выпускаются специальные небольшие ПК с аккумуляторами и рюкзаками для переноски

Это позволяет не обращать внимание на провода, которыми шлем подключается к ПК, и увеличивает свободу перемещений

Есть и профессиональные модели. Зачастую они выглядят именно как шлем, полностью закрывая голову пользователя. Игровые модели редко выполняются в таком форм-факторе. Как правило, они больше похожи на очки VR для смартфонов, но с более продвинутой системой крепления и с одним или несколькими разъемами для подсоединения кабелей.

Очки

Если вы хоть раз ходили на сеанс 3D фильмов в кинотеатр, то наверняка имели дело с самыми простыми очками, внешний вид которых практически не отличается от обычных солнцезащитных очков. Это наиболее простой и дешевый вариант, но он подойдет лишь для кино.

Для android и для iPhone устройств существуют более интересные с технической точки зрения VR гаджеты. В качестве экрана в таких очках выступает мобильный телефон.

Разрешение современных дисплеев позволяет добиться относительно качественной картинки даже при условии, что экран будет поделен на две половинки (для правого и для левого глаза). Вычислительных мощностей смартфонов также вполне достаточно для запуска 3d игр, оптимизированных под мобильные устройства.

В чем отличия

Прямое сравнение проводных компьютерных шлемов с, как правило, беспроводными VR очками для Андроида и iOS вряд ли будет корректным — слишком уж отличаются возможности и модели применения.

Для шлемов доступны проработанные и сложные компьютерные приложения с качественной графикой. Хороший шлем обеспечивает гораздо более сильный эффект погружения в виртуальную реальность. Обработка данных происходит на ПК и это означает, что можно не переживать о недостатке производительности (конечно, лишь при условии, что компьютер изначально отвечает требованиям). Шлем обладает чуть большими размерами по сравнению с очками, но разница не столь критична. Основное ограничение – провода и необходимость использовать компьютер.

Недорогие автономные ВР очки не способны создать сильный эффект погружения, да и уровень графики не столь высок. Но зато очки можно взять с собой, не будучи привязанным к ПК. Потеря или поломка устройства вряд ли станет поводом для расстройства.

Что такое VR BOX или виртуальная реальность?

Виртуальная реальность (англ. Virtual Reality, VR) – созданный техническими средствами мир, который передается человеку через его ощущения: зрение, слух, осязание и обоняние. При этом, виртуальная реальность с максимальной точностью имитирует воздействие на человека, а соответственно вырабатывается и его реакция на происходящее.

К примеру, играя в какую-либо хоррор-игру человек будет испытывать гораздо больше ощущений в очках виртуальной реальности, нежели без них. Этот факт также подчеркивает статистика эксперимента, в котором участвовало более 1500 человек, им было предложено сыграть в хоррор-игру. В итоге, играя без очков виртуальной реальности, страхи испытывали всего 8% подопытных, а в очках виртуальности реальности этот процент вырос аж до 79%.

Как работают очки виртуальности реальности?

Стоит заметить, что основной причиной почему очки называются VR, то есть Virtual Reality, является то, что они оснащены технологией 3D, которая в свою очередь очень сильно влияет на подсознание человека, а следовательно и воспринимается ним как действительность.

Объясним, при использовании режима Virtual Reality, экран вашего смартфона будет разделен на два дублирующих друг друга изображения, вследствие чего одна картинка попадает в левую линзу, а вторая картинка в правую линзу. Благодарю этому наш мозг видит только одну цельную картинку, но за счет легкого движения или смещения в игре создается 3D иллюзия.

При этом, не стоит полагать, что более дорогие аналоги отличимые от дешевых и работают по другому принципу, так как принцип тот же. Единственное отличие дешевых очков от дорогих заключается в том, что в дешевых очках необходимо вставлять свой смартфон, а в дорогих имеется собственная электроника и дисплей.

Принцип работы VR BOX с технической точки зрения

Первое, что вы заметите, если вы когда-либо заглядывали внутрь того, как работает VR-приложение, то наверняка проговаривали о том, что все как-то странно выглядит на экране вашего смартфона. Как правило, то, что вы видите в очках виртуальной реальности — это очень похоже на то, когда ты смотришь вдаль при помощи старой телевизионной трубки. Иной раз на экране смартфона можно увидеть белую разделительную линию, которая делит экран на два аналогичных изображения, но это происходит не всегда, а в зависимости от типа приложения.

Изображение, которое вы видите выше, а точнее две линзы являются предназначением для работы с объективами, которые поставляются в комплекте при покупке VR BOX. Подобные линзы являются на сегодняшний день наиболее распространенной формой визуализации виртуальной реальности. Такие же линзы можно увидеть в более дорогих аналогах виртуальных очков, таких как Oculus Rift и HTC Vive. Тем самым двояковыпуклые линзы в очках виртуальной реальности, занимают изображение на дисплее и перекашивают его, что позволяет заполнить ваше поле зрения. В связи с чем ваш глаз воспринимает эти изображения как одно изображение, что создает иллюзию глубины с помощью стереоскопии.

Почему стоит покупать VR BOX?

Итак, если вы хотите испробовать и погрузиться на время в виртуальный мир, то вам безусловно стоит покупать данные очки.

Но все же, давайте отметим преимущества и недостатки на сегодняшний день:

• Во-первых, цена на очки от брендовых и популярных фирм таких, как Sony, Oculus будет составлять около 300-400 долларов, хотя на практике цена может вырасти до диапазона в 500 долларов. Поэтому отдавать такую нешуточную сумму за «виртуальный мир» ни как иное называется «шаг в бездну». Ведь пока что неизвестно что будет в дальнейшем, так как в итоге рынок может и во все забыть о такой экспериментальной технологии.
• Во-вторых, очень мало бесплатного видеоигрового контента, созданного специально с технологией использования VR, чаще всего создатели таких игр являются инди-разработчиками, но даже к таким играм интерес теряется уже после пары сессий. Ну а такие крупные производители игр, как Rockstar, Activision или EA, пока что только присматриваются к данной платформе, а следовательно не имеют пока каких-либо больших планов.
• В-третьих, дешевый аналог VR BOX ничем не уступает более дорогим аналогам. Ну а если говорить о цене, то она составляет всего на всего около 15 долларов, при этом в комплекте обязательно будет идти пульт управления.

Google Daydream View

Гарнитура комплектуется пультом, который заряжается по кабелю Type-C. Ее корпус обит мягкой тканью, и эту каркасную часть можно снимать и стирать, так как держится она на липучках. Девайс не самый компактный, но и громоздким назвать его нельзя. Как только смартфон оказывается на своем месте — в креплении гарнитуры, он мгновенно подключается по NFC и запускает мобильное приложение. При активном использовании в течение получаса, может наблюдаться перегрев смартфона, но проблема решается коротким перерывом.

Комплектный пульт очень удобен в управлении и дает дополнительный эффект погружения. Устройство запускается и готовится к работе максимально просто и быстро.

Плюсы:

• добротная сборка;
• удобный, широкий ремешок крепления;
• быстрая загрузка;
• интересное меню.

Минусы: вставленный в гарнитуру смартфон греется.

Особенности модели

Рассмотрим внешние характеристики объекта.

Материалы корпуса и габариты

Устройство представляет собой:

• новый и современный дизайн;
• использование мониторов последнего поколения размером 27 дюймов с эмиттером, встроенным в корпус;
• новая технология распределения цвета;
• по сравнению с предыдущими моделями увеличился размер конструкции;
• увеличение угла обзора, благодаря высокой диагонали;
• возможность совмещать с обычными очками для зрения;
• использование современных материалов, которые отличаются легкостью и удобством;
• кнопка включения находится с левой стороны дужки;
• взаимозаменяемость комплектующих устройств разных поколений;
• оптимизация алгоритма переключения между линзами.

Качество сборки

Все материалы, используемы при изготовлении очков, современные. Поэтому изделие легкое, обладает прочностью. Несмотря на увеличение размеров, это не вызывает дискомфорта при использовании.

Позиционирование

Производитель утверждает, что продукция – недорогое решения для современных технологий, что является неоспоримым преимуществом.

Palmexx 3D-PX-200-PLUS

Модель оснащена высокотехнологичными шторками, которые по сути и являются ее линзами. Благодаря качественной откалибровки и сбалансированности по технологии света и цвета, очки способны передавать объемную картинку без искажения. Очки смогут подойди в 30-ти разным моделям телевизора, где они успешно поддерживают функцию объемного видео. Они оснащены встроенным аккумулятором, которого хватает на 20 часов беспрерывной работы, что довольно-таки много. Мало того аккумулятор очень быстро заряжается, поэтому за минимальное время очки снова будут готовы к работе. Связываются с телевизором они посредством канала блютуз. Цветопередача здесь на высоком уровне, особенно выделяются темные и насыщенные цвета. Очки имеют регулируемую форму дужек и длину, поэтому очки могут использоваться всеми членами семьи. Прочный корпус спокойно выдержит падение на пол.

Как пользоваться 3Д очками

Для того, чтобы понять, как правильно пользоваться 3D очками следует разобраться с тем, как они работают и как работает сама технология трехмерного изображения. Это позволит понять принцип работы телевизора и очков, что в свою очередь поможет зрителю понять, как правильно использовать очки.

Итак, суть технологии заключается в том, чтобы обеспечить две немного разные картинки – для каждого глаза свое изображение. Таким образом в мозг поступает две картинки, два варианта одного и того же объекта. Мозг объединяет эти картинки и создает одно объемное изображение. Именно благодаря тому, что у человека два глаза мы может оценивать приблизительные размеры реальных предметов, их высоту, ширину и глубину.

На сегодняшний день существует три технологии разделения изображения:

• Анаглифная;
• Поляризационная;
• Активная.

Для каждой из этих технологий подходят только определенные очки. К примеру, для активной технологии есть затворные очки. Если видео ролик имеет анаглифное разделение изображения, то для достижения 3Д эффекта следует использовать анаглифные очки (синяя и красная линза). Соответственно при поляризационном разделении изображения используются пассивные (поляризационные) очки.

1.1. Затворные 3D очки

Активные (или как их еще называют – затворные) 3Д очки имеют такое название, потому что каждая линза имеет затвор, который способен закрываться и открываться более 150 раз в секунду. Суть их работы заключается в том, что в момент просмотра фильма затворы открывают и закрываются поочередно, предоставляя каждому глазу отдельное изображение.

Все происходит так быстро, что зритель не успевает ничего понять, однако мозг получает две картинки и превращает их в одно объемное изображение. Использовать такие очки можно только с определенным телевизором, который имеет инфракрасный передатчик, посылающий на очки сигналы. Все происходит также как и с пультом дистанционного управления.

Настройка 3D очков с затворами достаточно проста. Для этого их просто необходимо включить и синхронизировать с телевизором. При этом на самом телевизоре нужно выбрать метод разделения изображения, который соответствует методу разделения в самом фильме. Только после этого вы сможете насладиться полноценным 3D изображением.

1.2. Поляризационные 3D очки

Поляризационные очки не требуют никакой настройки перед просмотром. Вам нужно только настроить сам телевизор. В настройках необходимо выбрать метод разделения изображения. Существует 4 метода разделения по пассивной технологии:

• Вертикальная стереопара;
• Горизонтальная стереопара;
• Покадровая стереопара;
• Черезстрочная стереопара.

Неважно, какой метод используется, главное, чтобы настройки телевизора соответствовали воспроизводимому видео. Суть технологии заключается в том, что само видео разделяется на два потока. Каждый их потоков имеет разную поляризацию – вертикальную и горизонтальную

Линзы в очках также имеют разную поляризацию. Другими словами, к примеру, правая линза полностью блокирует поток видео с вертикальной поляризацией и пропускает с горизонтальной. Левая линза напротив, пропускает видео поток с вертикальной поляризацией, блокируя видео с горизонтальной поляризацией

Каждый их потоков имеет разную поляризацию – вертикальную и горизонтальную. Линзы в очках также имеют разную поляризацию. Другими словами, к примеру, правая линза полностью блокирует поток видео с вертикальной поляризацией и пропускает с горизонтальной. Левая линза напротив, пропускает видео поток с вертикальной поляризацией, блокируя видео с горизонтальной поляризацией.

Таким образом, каждый глаз видит отдельное изображение. Дальше мозг превращает две разные картинки в 3D изображение.

1.3. Анаглифные 3Д очки

Анаглифные 3D очки работают также как и поляризационные. Отличие лишь в том, что разделение видео потока происходит не поляризацией. Если посмотреть на анаглифное видео без очков, то вы увидите мутное изображение с синими и красными тенями.

Очки имеют синюю и красную линзу. Благодаря этому тени полностью убираются очками, а 2D видео превращается в 3D.

Анаглифные очки, как и поляризационные не требуют никакой синхронизации и внесения настроек. Все настройки изображения вносятся в самом телевизоре, для того, чтобы он выполнял разделение изображения по нужной технологии, будь то поляризационные, анаглифные или активные очки.

Что такое виртуальная реальность

Virtual Reality (Виртуальная реальность) означает смоделированный с помощью технических средств искусственный мир, который на самом деле не существует. С помощью специально созданных инструментов, человек может полностью или частично в нее погрузиться. У каждой сгенерированной миром трехмерной компьютерной среды есть свойства:

1. Правдоподобие – поддержка у пользователя ощущения, что это с ним происходит по-настоящему.
2. Интерактивность – поддержка взаимодействие со смоделированной окружающей средой.
3. Есть доступ для изучения – можно исследовать локации с детализированными моделями искусственного мира.
4. Машинная генерация событий – для таких действий нужно мощное аппаратное обеспечение.
5. Создание эффекта присутствия – мозг и тело юзера полностью вовлечено в процесс взаимодействия с виртуальным миром.

Виртуальная реальность с полным комплектом свойств встречается довольно редко. Да и не всегда полное погружение необходимо. Все зависит от задач, которые преследует пользователь, используя VR.

Для взаимодействия с трехмерной графикой стало популярно использовать очки виртуальной реальности. Дополнять их могут и другие элементы управления, именуемые манипуляторами или контроллерами.

Для чего нужны очки ВР

Очки виртуальной реальности – это инструмент для погружения в трехмерный компьютерно-смоделированный графический мир. Они создают иллюзию объемного изображения – 3D эффекта.

Принцип работы очков

VR-очки представляют собой корпус с двумя линзами, за которыми установлен экран или два экрана. Обычно, используется один экран, разделенный на 2 части (каждая часть используется отдельно для одного и второго глаза).

Принцип работы такой: каждый глаз видит только свою часть изображения, которое попеременно показывается с высокой частотой для левого и правого глаза. Мозг обрабатывает увиденную информацию и воспринимает две картинки как единое целое. Кроме того, изображение приобретает объем.

В качестве такого экрана может использоваться смартфон (довольно частое решение) и специально созданный для этого дисплей, вмонтированный в саму конструкцию. Обычно, второй вариант дороже и по характеристикам, и свойствам погружения намного лучше. Цена, естественно за такое устройство выше в несколько раз. Хотя взаимодействовать с компьютером может как первый, так и второй вариант VR-устройства.

Корпусом VR-очков выступает бокс, содержащий окуляры, дисплей или посадочное место для этого дисплея, процессор, датчики (в наиболее дорогих вариантах VR-техники).

Передача изображения и экраны

Чтобы создать эффект 3D, нужен источник изображения и специальное программное обеспечение. В качестве источника может выступать:

1. Встроенный дисплей.
2. Смартфон с подходящей диагональю экрана.

VR-устройства по этому признаку получили классификацию.

Если для взаимодействия нужен смартфон или другой дисплей, не присутствующий в конструкции устройства изначально, – это VR-очки.

VR-шлемы имеют встроенный дисплей с соответствующей для взаимодействия с ним электроникой. Они подключаются к компьютеру напрямую. Некоторые шлемы дополняются специальной VR-системой с множеством дополнительных элементов, позволяющей воспроизвести наиболее реалистичное полное погружение.

Программное обеспечение — это:

1. Специально запущенная на компьютере VR-игра.
2. Программа для стриминга запущенной на компьютере игры на дисплей смартфона.

VR-очки изначально никто не планировал использовать совместно с компьютером. Но развитие высоких скоростей передачи данных и соответствующих технологий позволяет транслировать картинку с компьютера в реальном времени и передавать на любое подключенное устройство.

Таким способом, специально написанная программа для трансляции игр с ПК на смартфон позволяет использовать даже самые простые VR-очки для мощных компьютерных VR-игр и других 3D-симуляций.

Какие бывают очки 3д

Сразу следует сказать, что технология 3д бывает пассивной и активной. К активному виду относится технология разделения строк. Это наиболее прогрессивный метод. А к пассивным технологиям относятся анаглифная, поляризационная, и технология параллакса. Последняя отличается тем, что изображение подается поочередно на каждый глаз. Один из них картинку воспринимает, а второй закрыт параллаксным барьером. Специальных устройств такая технология не требует

Здесь важно другое – точное размещение перед монитором. Иначе мы не получим полной объемной картинки. Как вы понимаете, для разных технологий передачи изображения очки 3д нужны также разные:

Как вы понимаете, для разных технологий передачи изображения очки 3д нужны также разные:

• анаглифные,
• поляризационные,
• затворные.

Анаглифную технологию многие считают устаревшим вариантом передачи 3д изображения. Она основана на цветовом разделении картинки. Поэтому анаглифные очки состоят из красной и синей линзы, которые выполняют роль светофильтра. Многие считают, что изображение, полученное при помощи данной технологии, является недостаточно объемным. Но есть те, кого это вполне устраивает. Тем более, если говорить о цене, то это самый дешевый вариант.

Поляризационная технология и очки 3д для просмотра таких изображений в последнее время очень популярны. Они используются как в кинотеатрах, так и для просмотра контента в домашних условиях, например, на компьютере или по телевизору. Такая технология основана на преломлении попадающего на них потока света.

Каждая их линза принимает лишь только то изображение, которое ей предназначено, а изображение для второй линзы она просто блокирует. Кроме обычных поляризационных, можно также купить очки 3д с диоптриями. Но все же и у этой технологии есть недостаток – это ограниченное расстояние, около 5 метров, между телевизором и зрителем.

Затворные модели применяются при активной технологии разделения строк. Отличаются они тем, что изображение делится не на экране телевизора или мониторе компьютера, а на самом устройстве для просмотра. А синхронизация изображения достигается с помощью инфракрасного порта. Суть их работы заключается в том, что линзы с помощью специальных затворов попеременно закрываются 150 раз в секунду.

Данную технологию можно назвать самой передовой из всех доступных, но она требует наличия мощной видеокарты, дополнительных разъемов для подзарядки и подключения передатчика ИК-сигнала.