3D mozizás

3D térlátás, 3D filmek

Azt, hogy képesek vagyunk térben látni, a tárgyak hozzánk és egymáshoz való távolságát viszonylag jól megbecsülni annak köszönhetjük, hogy két szemünk van, melyek a közöttük lévő távolság miatt kicsit más szögből látnak mindent. A két szemünk által „felvett” két képből az agyunk készíti el a 3D-s látványt. Mindebből következik, hogy egy szemmel sajnos nem lehet térlátásunk, illetve 3D-s filmeket, képeket csak két kamerával lehet készíteni. Utóbbi állításnak ellent mond ugyan, hogy számos 3D-s film van a piacon jelenleg is, amelyet eredetileg nem két kamerával vettek fel, hanem utólag, számítógép segítségével alakították át. Aki egy ilyen manipulált filmen találkozik először a 3D-vel, valószínűleg nem fog elájulni tőle, hacsak azért nem, mert annyira kellemetlen néznie. Jó példa erre a még Sean Connery főszereplésével készült James Bond filmek „3D-sített” változatai, illetve az azoknál azért lényegesen jobban sikerült Titanic 3D. Az alábbi weboldal folyamatosan katalogizálja a valódi 3D (Real 3D) és az utólagosan konvertált (Fake 3D) filmeket évszám szerinti bontásban. Érdemes mazsolázni közöttük, illetve megismerkedni olyan fogalmakkal, mint a hibrid 3D, ahol pl. a számítógéppel generált látvány 3D-s, de a kamerával 2D-ben filmeztek. Meglepő, hogy pl. a 2013-as év legnagyobb mozisikere, a Vasember 3 is csak a számítástechnikának köszönhetően nézhető 3D-ben...

3D Blu-ray (fullHD 3D)

A Blu-ray lemez, mint adathordozó megjelenésének nem csak a nagyobb felbontást (részletgazdagabb képet és hangot) köszönhetjük, de a nézhető 3D otthoni elterjedését is. Már a DVD-k, sőt a VHS kazetták idejében is nézhettünk 3D-t a filmek mellé csomagolt vörös-kék, vagy éppen zöld-magenta (anaglif) szemüvegekkel, de a látvány legfeljebb érdekesnek volt nevezhető, nem élvezhetőnek. A Blu-ray lemezek és a HDMI 1.4 szabvány együttesen viszont már lehetővé teszi, hogy másodpercenként 48 darab fullHD felbontású képkockát is továbbíthassunk az optikai korongról (médialejátszó esetében a merevlemezre másolt BD ISO fájlból vagy a BD mappastruktúra fájljaiból) a megjelenítőnkre. Ez a 48 kép elegendő ahhoz, hogy mindkét szemünk másodpercenként 24 (pontosabban 23,976) különböző képkockát láthasson, így összeálljon az agyban a térbeli mozgókép élménye. Ennél a 2×24 képkockánál több nem is lenne továbbítható a HDMI 1.4-es csatlakozókon, így pl. 50 vagy 60 képkocka sebességű 3D-s filmeket nem találunk a Blu-ray korongokon.

Ha az oldalunkon a Blu-ray 3D fogalmat említjük, az alatt a BD lejátszók úgynevezett frame packing (frame packed) képformátumát értjük. Ekkor a bal és a jobb szemnek szánt két fullHD (1920×1080 pixeles) képkocka egymás alá van helyezve (közöttük 45 pixelsornyi elválasztó sáv), és ilyen, a valóságban 1920×2205 pixeles képek továbbítódnak a lejátszóról egymás után a HDMI 1.4 kimeneten. A megjelenítő eszköz (tévé, projektor) dolga, hogy ezekből „kivágja” a két 1920×1080-as képkockát a két szem számára.

Felezett felbontású 3D-s formátumok

3D-s tartalmak azonban nem csak Blu-ray lemezekről származhatnak, hiszen már 3D-s tévécsatornák is működnek, mind földi, mind műholdas sugárzás mellett is. Ezek azonban NEM Blu-ray 3D formátumot használnak, mivel jelenleg még nem lehet az ehhez szükséges adatmennyiséget a kiépült műsorszóró hálózaton keresztülküldeni. Hasonlóan, akár egy több éves, még nem 3D-képes médialejátszóval is lehetséges egy 3D-s tévé vagy projektor kiszolgálása, ha nem ragaszkodunk a Blu-ray 3D formátumhoz. Ez a „nem ragaszkodás” a gyakorlatban azt jelenti, hogy lemondunk arról, hogy fullHD felbontású képkockákat nézzünk, és nem továbbítunk több képinformációt, mint a 2D-s tartalmak esetében. Ezt alapvetően két módon oldhatjuk meg, de a lényeg közös: egy fullHD-s képkockán helyezzük el a két szemnek szánt két képet. Ugye már sejthető, hogy ehhez milyen kompromisszumra lesz szükség?

1. Side-by-side (SBS) formátum. Dobjuk el a fullHD képkockák minden második pixeloszlopát! Az eredmény egy 960×1080 pixeles kép, illetve 3D esetében természetesen két ilyen kép. Ez remek, tegyük egymás mellé tehát a bal és a jobb szem ilyen „lebutított” képkockáját, és kapunk egy 1920×1080-as fullHD képkockát, amin mindkét szemünk számára ott az információ. Igaz, a vízszintes felbontás fel akkora mint a fullHD filmeknél, de még így jobb, mint a DVD-nél (720 pixel), és a függőleges felbontás nem változott. Cserébe a lejátszók nem is tudják, hogy nem egy 2D-s filmkockát továbbítanak, nincs szükség nagyobb sávszélességre, több adat mozgatására. A megjelenítőt kell csak arra felkészíteni, hogy az ilyen SBS filmeknél vágja ketté a képet függőlegesen, majd skálázza fel (duplázza meg) a 960 pixelt 1920-ra, és használja egészséggel a két szemnek való, immár 1920×1080-as képeket.

2. Top-bottom vagy top-and-bottom (TAB) formátum. A másik lehetőség: dobjuk el a fullHD képkockák minden második pixelsorát! Így a függőleges felbontás feleződik meg, azaz 1920×540 pixeles képeket tehetünk egymás alá a fullHD képre. Ez sok esetben jobb választás, mint a side-by-side, elég ha csak a szélesvásznú (itt a 16:9-nél is szélesebb, pl. 21:9 mozivászon arányra gondolunk) filmekre gondolunk, amelyek már eleve nem tartalmaztak 1080 pixelsort, csak mondjuk 822-t. Ekkor máris örülhetünk annak, hogy az eredeti sorfelbontásnak nem a felét, csak kb. 24%-át veszítettük el, azaz nem csökkent annyira a képminőség a Blu-ray 3D-hez képest, mint a side-by-side esetében. Egyértelműen a top-bottom formátum a nyerő akkor is, ha passzív 3D tévével nézzük a 3D-s filmeket. Ezeken a tévéken ugyanis minden pixelsorban felváltva a passzív szemüveg bal és jobb „lencséjének” megfelelő szűrőréteg található, azaz 3D módban ők eleve csak 1920×540 pixeles képeket mutatnak a szemeink számára. Azaz hiába csatlakoztatunk 3D-s Blu-ray lejátszót, hiába küldünk ki rájuk Blu-ray 3D filmet, a megjelenített végeredmény pontosan az lesz, mint amit egy átlagos 2D-s lejátszóval és a top-bottom formátummal is el lehet érni. A fentiek alapján passzív 3D tévéken kifejezetten rossz választás a side-by-side formátum használata (ezért reméljük a legtöbb 3D-s TV-csatorna is a top-bottom-ot használja majd), hiszen a forrásban már eleve meg van felezve a vízszintes felbontás, a tévé pedig lefelezi a függőlegest is. Így 960×540 pixeles képeket kapunk, ami már azért elég messze van a fullHD-tól, de a HD-nál (720p) is alacsonyabb.

A 3D szabványnak része a side-by-side és top-bottom formátum is (pont a tévéadások miatt), így az összes 3D-s tévének, projektornak kezelnie kell ezeket. Az újabbak képesek felismerni a bejövő jelnél, hogy ezekről a formátumokról van szó, és automatikusan átváltanak a megfelelő módba, de számos médialejátszó is képes a megfelelő módra váltáshoz szükséges utasítást kiadni a HDMI-kimenetén a megjelenítő számára (pl. ha a fájlnévben megtalálja a szükséges SBS vagy TAB jelzést). De létezik olyan médialejátszó is, amely maga képes a side-by-side és top-bottom videók dekódolására, és ezután már szabványos frame packing formátumban küldi ki ezeket, így a tévé azt gondolja, hogy Blu-ray 3D a forrás.

Aktív 3D, passzív 3D

Bárhonnan is származnak a 3D-s képkockák, megoldandó feladat, hogy a bal szem számára készült csak a bal szemünkkel, a jobb szem számára készült csak a jobb szemünkkel legyen látható. Eltekintve pár gyermekcipőben járó próbálkozástól, a jelenleg használható módszerek valamilyen szemüveg segítségével oldják meg mindezt. Vagy valamilyen szűrővel (passzív módon) próbálják megakadályozni, hogy az adott szembe a másiknak szánt kép bejusson, vagy egyszerűen letakarják a szemet (aktív szemüveg). Ha a tévéket nézzük, az aktív megoldás a korábbi, ha a mozikat, akkor a passzív.

Az aktív 3D megoldás akkor jöhetett szóba először, amikor a tévékészülékek már képesek voltak arra, hogy másodpercenként legalább 120 különböző képet meg tudjanak jeleníteni. A megvalósítás leírva viszonylag egyszerű: tegyük ki a bal szemnek szánt képkockát a képernyőre, eközben egy „távirányítható” szemüveg jobb lencséje záródjon be, azaz takarja le a jobb szemünket. Mindez tartson 1/120-ad másodpercig, majd tegyük ki a jobb szemnek készült képkockát a képernyőre, és takarja le a szemüveg a bal szemünket. Mindez másodpercenként 60-szor ismételhető, így a szemünk előtt záródó és kinyíló „lencse” vibrálása már nem annyira zavaró. A „lencse” a szemüvegben nem más, mint egy egyszerű LCD-kijelző, ami nem csak hogy színeket, de árnyalatokat sem képes természetesen megjeleníteni, de áram hatására fekete felületet ad, és többé-kevésbé nem engedi át a fényt. Hogy a szemüveg szinkronban tudjon működni a tévével, állandó kapcsolatban kell lenniük, ami lehet infra fény vagy rádióhullámon (pl. Bluetooth) keresztül megvalósított. Az infrás megoldás hátránya, hogy nem lehet semmilyen akadály a tévébe épített jeladó és a szemüveg között, hiszen akkor megszakad a fénysugár útja – így ez kihaló félben lévő módszer. A mai modern aktív szemüvegek már másodpercenként 100-szor vagy 120-szor tudnak bezáródni, ami nem csak ahhoz kell, hogy nyugodtabb képet lássunk, de a 24/23,976 Hz-es filmek miatt szükség van rá. A 60 ugyanis nem osztható 24-gyel, még a 120 már igen, így akadozás nélkül lehet 120 Hz-en 60, 30 és 24 képkocka/másodperc sebességű filmeket is lejátszani.

A passzív megoldást évtizedek óta alkalmazzák a mozikban, és folyamatosan fejlődik ez a technológia is. Legnagyobb előnye az aktív megoldással szemben, hogy itt folyamatosan érkezik az információ mindkét szemhez. Sok ember agya nem is képes a 3D-s látvány összeállítására enélkül, így ők az aktív szemüveggel nem is látják a 3D-t. Sokakat a 120 Hz-es villogás is zavar, vagy legalább is fáraszt, főleg akkor kellemetlen, ha másféle, nem a tévéből érkező mesterséges fényforrás (pl. egy 50 Hz-es hálózaton működő villanykörte) is a látómezőnkbe kerül az aktív szemüvegen keresztül. További komoly előnye, hogy nem esik vissza felére a fényerő és nem csökken így drasztikusan a kontraszt, hiszen nem csak a tévéből kilépő összes fénymennyiség fele jut el a szemünkbe. Itt is csökken ugyan valamennyit a fényerő, mivel különböző szűrőkön kell átjutnia kétszer is a fénynek: egyszer amikor a tévé képernyőjéről vagy a projektor lámpájából kilép, másodszor pedig amikor a szemünk előtt a szemüvegen is áthalad. A bal és a jobb szemnek szánt információt a passzív megoldásnál optikai módon különítik el.

A legegyszerűbb, legrégebben használt eljárás a polarizáció (lásd pl. itt: http://www.vilaglex.hu/Lexikon/Html/Polariza.htm). Ennek egyszerűbb változata a lineáris, komolyabb – a fej oldalra döntését is toleráló – változata pedig a körkörös polarizáció (további részleteket lásd itt: Háromdimenziós televíziózás - Wikipédia azzal a helyesbítéssel, hogy szerintünk természetesen nem a polarizációs megoldás a 3D filmek nézéséhez :) A televízióknál egy ideje már hétköznapi dolog a passzív 3D technológia használata is, nem csak aktív tévék és szemüvegek kaphatóak. A passzív tévéknél a polárszűrő gyakorlatilag egy vékony filmréteg, ami a képernyő felületére van felvíve és 1 pixelsor vastagságú, a bal és a jobb szem számára szűrők váltakozva követik egymást. Ahogy fentebb írtuk, fullHD-s tévé esetében 3D-ben az ilyen készülékek már csak 1920x540 pixeles képeket tudnak mutatni mindkét szemünk számára, de a 4K felbontású újabb modelleken már nem lesz gond a fullHD-s 3D megjelenítés sem (ott majd a 4K nem lesz elérhető passzív 3D módban).

3D és a méret

Manapság már nem csak tévék, de akár mondjuk 68 cm képátlójú számítógép monitorok is képesek 3D módban működni. A kérdés szerintünk azonban az, hogy van-e értelme ekkora méretben 3D-t nézni, illetve hogy mekkora méretben van értelme egyáltalán. Véleményünk szerint, ha legalább 1:1 méretű emberi alak nem jeleníthető meg a 3D-s látványban, akkor a 3D legfeljebb érdekes, de nem plusz élmény. A 3D lényege az lenne – ahogy hirdetik is a készülékgyártók –, hogy az esemény helyszínén, a cselekmény közepén érezzük magunkat. Ez azonban nem lesz lehetséges még akkor sem, ha a tévénk mondjuk 1 méter magas. Amit látunk benne, az egy makett lesz, egy terepasztal, amin játék autók és repülők, apró emberek mozognak ugyan, de nem fog elállni a lélegzetünk, ha mondjuk egy 60 cm széles autó száguld éppen felénk… Ezért mindenkit arra biztatnánk, próbálja meg otthon megvalósítani a legalább 1,8–2 méter magas képet, ha 3D-ben szeretne valami plusz élményhez jutni. Így a jelenlegi lehetőségek mellett gyakorlatilag csak a vetítők és a vetített látvány jöhet szóba – ahogy a moziban is megszoktuk.

Otthoni vetítés

3D-s projektort otthonra már 200 ezer forint alatt is vásárolhatunk (a minőséggel együtt növekszik az ár is, határ a csillagos ég, az akár több 10 millió forint), persze ezzel még nincs megoldva a vetítendő felület, azaz egy vászonra, vagy speciális falfelületre is szükség van. Vászonra sem nehéz több millló forintot elkölteni sajnos… Ha vásárolunk egy nekünk tetsző minőségű projektort, az jó eséllyel 2014-ben már 3D-s lesz. Ez azonban annyit jelent, hogy az általában külön és nem olcsón (a 3D-s tévék szemüvegeihez képest jóval drágábban) vehetünk hozzá aktív szemüvegeket is, és a 3D tévékhez hasonlóan a vetítő is folyamatosan váltogatja a két szem számára készült képkockákat és a szemüvege takargatja le a szemeinket. Az első döbbenet akkor éri a legtöbb felhasználót, ha egy ismert, 2D-ben már az új vetítőn megcsodált filmet kipróbál 3D módban is. A csökkent fényerő és kontraszt miatt a látvány (a színek, a fények, a kép szépsége, nem pedig a 3D hatás természetesen) már csak olyan lesz, ami egy nagyságrendekkel olcsóbb projektorral is létrehozható 2D-ben. Így aki komoly pénzeket költött a projektorára azért a minőségért, amit az tud, nem fog szívesen 3D-t nézni, ha ennek az az ára, hogy le kell mondania az ismert és megszokott képminőségről. De megemlíthetnénk azt is, hogy ha egy 4–5 tagú család, esetleg ismerősökkel együtt szeretne 3D-t nézni, könnyen rákölthet a projektor árához közelítő összeget csak az aktív szemüvegekre is, amelyektől nagyobb társaság esetében már jó eséllyel lesz olyan, akinek megfájdul a feje a film közben.

Létezik azonban a házimozi projektorok piacán is passzív megoldás, amikor két, általában egy készülékházba épített vetítővel és polárszűrőkkel vetítik a kép(eke)t, bár jelen írás pillanatában ezek mind 10 millió forint feletti megoldások. Kivéve az, amelyet a weboldalunkon megismerhetsz, ráadásul ez bármilyen, a Te számodra megfelelő projektor segítségével is megvalósítható! Nem mellesleg, a polarizáltan vetített fényhez olyan felület (vászon) kell, amelyről visszaverődve nem változik a fényhullám polarizáltságának iránya, különben a szemüvegen nem jutna megfelelően át. Ezt az úgynevezett ezüst vásznakkal lehet elérni, amelyek nagyságrendekkel drágábbak, mint a normális vásznak, vagy festett falfelületek, és rajtuk csak a polarizált 3D nézhető. Azaz, ha 2D-t szeretnénk nézni egy vetítővel, másik vásznat kell használunk. Tehát kér vászon cserélhetőségét kell megoldani, amiből az egyik ráadásul nagyon drága is. Nincs ilyen probléma, ha a polarizáció helyett a spektrumszűrést használjuk!

Spektrumszűrés a Dolby-tól

A 3D-s látvány nézhetősége szempontjából az egyik legfontosabb paraméter az, hogy mennyire engedi a rendszer, hogy olyan fény jusson az egyik szemünkbe, amely csak a másikba lenne szabad, hogy elérjen, azaz az „áthallás” – bár itt találóbb lenne az „átlátás” kifejezés – mértéke mekkora. A függőleges/vízszintes polarizációs szűrésnél kb. 200:1 a kontraszt érték a két szem között, azaz 200-szor több „oda szánt” fény jut pl. a bal szemünkbe, mint olyan fény, amit csak a jobb szemnek lenne szabad látnia. A körkörös polarizáció – ami az elterjedtebb, mivel nem érzékeny a fejünk oldalra döntésére – már csak kb. 100:1 aránnyal bír, de ez is elegendő a 3D-s látványhoz. Ahogy azonban látszik, egyik esetben sem tökéletes az elválasztás, így egyéntől függ, hogy kit mennyire fáraszt az, hogy ilyen arányban a másik szemnek való képet is látja mindkét szemünk. A hangformátumok kapcsán világhírű Dolby Laboratories az USA-ban számos saját mozit nyitott, amiben a saját hangrendszerének megfelelően alakította ki a hangtechnikát, hogy ne csak a kép, de a hang is minél jobb minőségű legyen. Az ő mozijaikban alkalmazták először az úgynevezett spektrumszűrős megoldást, amely már 1000:1 arányt biztosít a két szem közötti áthallásban. A spektrumszűrők 3D-s képmegjelenítéshez való használatának szabadalma is hozzájuk fűződik. Ahogy az elnevezés sejteti, itt is a színtér, színspektrum alapján manipulálják a képet, mint annó az anaglif, pl. kék-piros szűrős szemüvegeknél, de itt már a fény vörös, zöld és kék összetevői (RGB) is átjutnak a szűrőn (mindkét szemnél egyforma terjedelemben), nem úgy, mint az őskori megoldásnál. A színek kis mértékben változnak ugyan, így azokat a projektorok kalibrálásával kompenzálni kell, ha fontos a színhelyes megjelenítés. Kis mértékben csökken a projektor által megjeleníthető színkör mérete is (gamut) a szűrők használata után (ami aktív 3D módban sokkal jelentősebben csökken, kevesebb, mint felére).

Ha két vetítővel használjuk a spektrumszűrőket, az aktív projektorokhoz képest lényegesen nagyobb fényerőhöz jutunk: nem csak hogy nem feleződik meg egy projektor fényereje, de a két vetítőé összeadódik, és ezt csökkenti kis mértékben a szűrő és a szemüvek. Így olyan kontrasztarányt és fényességet kapunk, amit még 2D-ben sem tudott elérni természetesen az adott projektor. További technikai részletek és összehasonlítás a szabadalomban olvasható.