Войти
Активный затвор Трехмерная система(также известная как чередование кадров, альтернативное изображение, AI, чередующееся поле, чередование полейили метод затмения) метод отображения стереоскопических трехмерных изображений. Он работает, только представляя изображение, предназначенное для левого глаза, при этом блокируя обзор правого глаза, затем представляя изображение для правого глаза, блокируя левый глаз, и повторяя это так быстро, что прерывания не мешают воспринимаемому слиянию двух изображения в одно трехмерное изображение.
В современных 3D-системах с активным затвором обычно используются жидкокристаллические затворные очки (также называемые «жидкокристаллическими затворными очками» или «очками с активным затвором»). Стекло каждого глаза содержит слой жидких кристаллов, который имеет свойство становиться непрозрачным при приложении напряжения, в противном случае он прозрачен. Очки управляются синхронизирующим сигналом, который позволяет очкам попеременно блокировать один глаз, а затем другой, синхронно с частотой обновления экрана. Синхронизация времени с видеооборудованием может быть достигнута через проводной сигнал или по беспроводной сети с помощью передатчика инфракрасного или радиочастоты (например, Bluetooth, DLP link).. В исторических системах также использовались вращающиеся диски, например система Teleview.
3D-системы с активным затвором используются для показа 3D-фильмов в некоторых кинотеатрах, и их можно использовать для презентации 3D-изображений на ЭЛТ, плазме, LCD, проекторы и другие типы видеодисплеев.
Хотя практически все обычные немодифицированные видео- и компьютерные системы могут использоваться для отображения 3D путем добавления интерфейса плагина и очков с активным затвором, беспокоящие уровни мерцания или ореолов могут быть очевидны с системами или дисплеями, не предназначенными для такого использования. Скорость чередования, необходимая для полного устранения заметного мерцания, зависит от яркости изображения и других факторов, но обычно составляет более 30 циклов пар изображений в секунду, что является максимально возможным для дисплея с частотой 60 Гц. Широко признано, что дисплей с частотой 120 Гц, позволяющий получать 60 изображений в секунду на глаз, не мерцает.
Перекрестные помехи - это утечка кадров между левым и правым глазом. ЖК-дисплеи сталкиваются с этой проблемой чаще, чем плазменные и DLP-дисплеи, из-за более медленного времени отклика пикселей. ЖК-дисплеи со стробоскопической подсветкой, например LightBoost от nVidia, уменьшают перекрестные помехи. Это делается путем выключения подсветки между обновлениями, ожидания, пока затворные очки не переключат глаза, а также, пока ЖК-панель завершит переход пикселей.
В марте 2011 года Panasonic Corporation вместе с XPAND 3D сформулировали Стандарт M-3DI, цель которого - обеспечить совместимость и стандартизацию затворных стекол LC в масштабах отрасли. Это движение направлено на обеспечение совместимости производителей 3D-телевизоров, компьютеров, ноутбуков, домашних проекторов и кинотеатров со стандартизированными ЖК-очками с затвором, которые будут без проблем работать со всем 3D-оборудованием. Текущим стандартом являются 3D-очки Full HD.
Field Sequential используется в видеоиграх, фильмах VHS и VHD и часто называется HQFS для DVD, в этих системах используются проводные или беспроводные очки LCS.
Формат Sensio использовался с DVD с использованием беспроводных очков LCS.
Каждая реализация активных 3D-очков с затвором может работать на своей собственной установленной производителем частоте, чтобы соответствовать частоте обновления дисплея или проектора. Поэтому для обеспечения совместимости с разными брендами были разработаны определенные очки, которые могут адаптироваться к широкому диапазону частот.
Этот принцип публично дебютировал довольно рано. В 1922 году трехмерная система Teleview была установлена в одном кинотеатре в Нью-Йорке. Было продемонстрировано несколько короткометражных фильмов и один полнометражный фильм путем обработки отпечатков для левого и правого глаза в паре взаимосвязанных проекторов с их затворами, работающими в противофазе. Каждое кресло в зале было оборудовано смотровым устройством, содержащим быстро вращающийся механический затвор, синхронизированный со ставнями проектора. Система работала, но стоимость установки и громоздкость зрителей, которых приходилось поддерживать на регулируемых стойках, ограничивали ее использование только одним этим взаимодействием.
В последние десятилетия появление легких оптоэлектронных шторок привело к возрождению этого метода отображения. Жидкокристаллические очки с затвором были впервые изобретены Стивеном Макалистером из Evans and Sutherland Computer Corporation в середине 1970-х годов. В прототипе ЖК-дисплеи крепились к небольшой картонной коробке с помощью изоленты. Очки никогда не были коммерциализированы из-за ореолов, но E&S в середине 1980-х годов одним из первых применила сторонние очки, такие как StereoGraphics CrystalEyes.
В 1985 году 3D VHD плееры стали доступны в Японии от таких производителей, как Victor (JVC ), National (Panasonic ) и Sharp. Другие устройства были доступны для кассет VHS с последовательной передачей данных, включая Realeyes 3D. Было предоставлено несколько комплектов для просмотра DVD с последовательным просмотром полей. Компания Sensio выпустила собственный формат, который был более высокого качества, чем DVD-диски High Quality Field Sequential (HQFS).
Метод чередования кадров может использоваться для преобразовать современные 3D-игры в истинное 3D, хотя аналогичный метод с использованием альтернативных полей использовался для создания 3D-иллюзии на таких старых консолях, как Master System и Family Computer. Специальное программное обеспечение или оборудование используется для создания двух каналов изображений, смещенных друг относительно друга для создания стереоскопического эффекта. Для создания бесшовной графики требуется высокая частота кадров (обычно ~ 100 кадров в секунду), поскольку воспринимаемая частота кадров будет вдвое меньше фактической (каждый глаз видит только половину общего количества кадров). Опять же, ЖК-очки с затвором, синхронизированные с графическим чипом, завершают эффект.
В 1982 году Sega arcade видеоигра SubRoc-3D поставлялась со специальным трехмерным окуляром, который представлял собой средство просмотра с вращающимися дисками. для чередования левого и правого изображения для глаза игрока с одного монитора. 3D-система с активным затвором в игре была разработана Sega совместно с Matsushita (теперь Panasonic).
В 1984 году Milton Bradley выпустил 3D Imager, примитивную форму очки с активным затвором, в которых использовался моторизованный вращающийся диск с прозрачными пленками в качестве физических затворов для Vectrex. Несмотря на то, что они были громоздкими и грубыми, они использовали тот же самый основной принцип быстро меняющихся изображений, который до сих пор используют современные очки с активным затвором.
Sega выпустила SegaScope 3-D для Master System в 1987 году, где это было первое известное электронное устройство, в котором использовались ЖК-очки с активным затвором. Было выпущено всего восемь 3D-совместимых игр. Nintendo Famicom также имела аналогичную Famicom 3D System, которая представляла собой гарнитуру с ЖК-дисплеем, выпущенную в 1987 году только для Японии.
В 1993 году Pioneer выпустила систему LaserActive, которая имела отсек для различных «PAC», таких как Mega LD PAC и LD-ROM² PAC. Устройство было способным к 3D с добавлением очков LaserActive 3D (GOL-1) и адаптера (ADP-1).
Хотя 3D-оборудование для этих более ранних систем видеоигр почти полностью находится в руках коллекционеров, все еще можно играть в игры в 3D с помощью эмуляторов, например, используя Sega Dreamcast с эмулятором Sega Master System в в сочетании с телевизором с ЭЛТ и 3D-системой, подобной той, что есть в The Ultimate 3-D Collection.
В 1999–2000 годах ряд компаний создали комплекты стереоскопических ЖК-очков для ПК с Windows, которые работали с приложениями и играми, написанными для Direct3D и OpenGL 3D графика API. Эти комплекты работали только с компьютерными дисплеями с ЭЛТ и использовали либо сквозной VGA, VESA Stereo, либо собственный интерфейс для синхронизации слева направо.
Наиболее ярким примером являются очки ELSA Revelator, которые работали исключительно с картами Nvidia через собственный интерфейс на основе VESA Stereo. Позднее Nvidia купила эту технологию и использовала ее в своем стереодрайвере для Windows.
Комплекты очков поставлялись с программным драйвером, который перехватывает вызовы API и эффективно визуализирует два представления последовательно; этот метод требовал вдвое большей производительности от графической карты , поэтому требовалось устройство высшего класса. Визуальные сбои были обычным явлением, поскольку многие игровые движки 3D полагались на 2D-эффекты, которые рендерились с неправильной глубиной, что дезориентировало зрителя. Очень немногие ЭЛТ-дисплеи были способны поддерживать частоту обновления 120 Гц при обычных игровых разрешениях того времени, поэтому для изображения без мерцания требовался ЭЛТ-дисплей высокого класса; и даже при наличии соответствующего ЭЛТ-монитора многие пользователи сообщали о мерцании и головной боли.
Эти комплекты ЭЛТ были полностью несовместимы с обычными ЖК-мониторами, которые имели очень высокое время отклика пикселей, в отличие от ЭЛТ-дисплеев. Более того, рынок дисплеев быстро переключился на ЖК-мониторы, и большинство производителей дисплеев прекратили производство ЭЛТ-мониторов в начале 2000-х, что означало, что комплекты очков для ПК вскоре вышли из употребления и превратились в очень нишевый рынок, требующий покупки бывших в употреблении высоких конец, ЭЛТ-монитор с большой диагональю.
- набор стереофонических 3D-очков с затвором для Sony PlayStation 2, выпущенный в 2005 году; он поддерживает только ЭЛТ-телевизоры стандартной четкости. Аксессуар включал проходной кабель для геймпада PS2; при активации подключенный аксессуар будет выдавать на консоль последовательность быстро меняющихся команд движения влево-вправо, создавая своего рода эффект «стереоскопия покачивания », которому дополнительно способствуют проводные ЖК-очки с затвором, которые работают синхронно с эти движения. Комплект появился слишком поздно в производственном цикле консоли, когда его фактически заменила PlayStation 3, и поддерживалось лишь несколько игр, поэтому геймеры его практически не заметили.
Комплект Nvidia 3D Vision на базе USB, выпущенный в 2008 году, поддерживает ЭЛТ-мониторы с частотой обновления 100, 110 или 120 Гц, а также ЖК-мониторы с частотой 120 Гц.
Есть много источников недорогих 3D-очков. Очки IO - самые распространенные очки в этой категории. XpanD 3D - производитель очков с затвором. В настоящее время очки XpanD используются более чем в 1000 кинотеатрах. С выпуском этой технологии на рынок домашних устройств просмотра в 2009 году многие другие производители теперь разрабатывают свои собственные ЖК-очки с затвором, например Unipolar International Limited, Accupix Co., Ltd, Panasonic, Samsung и Sony.
Стандарт M-3DI Standard, анонсированный Panasonic Corporation вместе с XPAND 3D в марте 2011 года, стремится обеспечить совместимость и стандартизацию LC (активных) затворных очков.
Samsung разработала активные 3D-очки весом 2 унции (57 г), в которых используются линзы и оправы, впервые примененные в Силуэт, который создает очки для NASA.
Nvidia делает комплект 3D Vision для ПК; он поставляется с 3D-очками с затвором, передатчиком и специальным программным драйвером для графики. В то время как обычные ЖК-мониторы работают с частотой 60 Гц, для использования 3D Vision требуется монитор с частотой 120 Гц.
Среди других хорошо известных поставщиков активных 3D-очков EStar America и Optoma. Обе компании производят 3D-очки, совместимые с различными технологиями, включая RF, DLP Link и Bluetooth.
В 2007 году компания Texas Instruments представила своим OEM-производителям решения с поддержкой стерео-3D DLP, затем Samsung и Mitsubishi представили первые DLP-телевизоры с поддержкой 3D и DLP 3D. проекторы появились позже.
Эти решения используют неотъемлемое преимущество скорости цифрового микрозеркального устройства (DMD) для последовательной генерации высокой частоты обновления для левого и правого обзоров, необходимой для стереоскопического изображения.
Технология DLP 3D использует алгоритм SmoothPicture вобуляции и опирается на свойства современных DMD-формирователей изображений 1080p60. Он эффективно сжимает два вида L / R в один кадр с помощью шаблона шахматной доски, требуя только стандартного разрешения 1080p60 для стереоскопической передачи на телевизор. Заявленное преимущество этого решения - повышенное пространственное разрешение, в отличие от других методов, которые вдвое сокращают вертикальное или горизонтальное разрешение.
Микрозеркала организованы в так называемую «компоновку пикселов со смещением ромбовидных пикселей» из 960 × 1080 микрозеркал, повернутых на 45 градусов, с их центральными точками, размещенными в центре «черных» квадратов на шахматной доске. DMD использует полнопиксельную вобуляцию для отображения полного изображения 1080p в виде двух изображений с половинным разрешением в быстрой последовательности. DMD работает с удвоенной частотой обновления, т.е. 120 Гц, и полное изображение 1080p отображается в два этапа. На первой каденции отображается только половина исходного изображения 1080p60 - пиксели, соответствующие «черным» квадратам шахматного узора. Во второй каденции матрица DMD механически сдвигается («колеблется») на один пиксель, поэтому микрозеркала теперь находятся в позиции, ранее занятой зазорами, и отображается другая половина изображения - на этот раз пиксели, соответствующие в «белые» квадраты.
Затем генерируется сигнал синхронизации для синхронизации обновления экрана с очками с ЖК-затвором, которые носят зрители, с использованием патентованного механизма Texas Instruments, называемого DLP Link. DLP Link поддерживает синхронизацию, вставляя быстро мигающие белые рамки во время интервала гашения дисплея, которые фиксируются ЖК-очками с затвором.
Плазменные панели также по своей сути являются высокоскоростными устройствами, так как в них используется широтно-импульсная модуляция для поддержания яркости отдельных пикселей, что делает их совместимыми с последовательным методом с использованием затворных очков. Современные панели имеют частоту управления пикселями до 600 Гц и обеспечивают точность цветопередачи от 10 до 12 бит с шагом от 1024 до 4096 градаций яркости для каждого субпикселя.
Samsung Electronics выпустила в 2008 году плазменные телевизоры с поддержкой 3D: PAVV Cannes 450 в Корее и PNAx450 в Великобритании и США. В наборах используется та же схема сжатия рисунков в шахматном порядке, что и в их DLP-телевизорах, но только с собственным разрешением 1360 × 768 пикселей, а не со стандартом HDTV 720p, поэтому их можно использовать только с ПК.
Matsushita Electric (Panasonic) представила прототип "системы плазменного кинотеатра 3D Full-HD" на выставке CES 2008. Система представляет собой комбинацию 103-дюймового плазменного телевизора и диска Blu-ray. плеер и затворные очки. Новая система передает чересстрочные изображения 1080i60 для правого и левого глаза, а видео сохраняется на 50-гигабайтном Blu-ray с использованием расширения сжатия MPEG-4 AVC / H.264 Multiview Video Coding.
Раньше ЖК-дисплеи не очень подходили для стереоскопического 3D из-за медленного времени отклика пикселей. Жидкокристаллические дисплеи традиционно медленно переходят из одного состояния поляризации в другое. Пользователи ноутбуков начала 1990-х годов знакомы с размазыванием и размытием изображения, которое возникает, когда что-то движется слишком быстро, чтобы ЖК-дисплей не отставал.
Технология ЖКД обычно оценивается не по кадрам в секунду, а скорее по времени, необходимому для перехода от одного значения цвета пикселя к другому значению цвета пикселя. Обычно обновление с частотой 120 Гц отображается в течение полной 1/120 секунды (8,33 миллисекунды) из-за выборки и удержания, независимо от того, как быстро ЖК-дисплей может выполнять переходы пикселей. В последнее время стало возможным скрывать переходы пикселей от видимости с помощью технологии стробоскопической подсветки, отключая подсветку между обновлениями, чтобы уменьшить перекрестные помехи. В новейших ЖК-телевизорах, включая 3D-телевизоры Sony и Samsung высшего класса, теперь используется стробированная подсветка или сканирующая подсветка, чтобы уменьшить перекрестные помехи 3D во время работы затворных очков.
В терапии зрения амблиопии и периодического центрального подавления использовались жидкокристаллические устройства в целях усиленной окклюзионной терапии. В этом сценарии пациент с амблиопией носит жидкокристаллические очки с электронным программированием или защитные очки непрерывно в течение нескольких часов во время обычной повседневной деятельности. Ношение устройства побуждает или заставляет пациента использовать оба глаза поочередно, аналогично повязке на глаза, но быстро поочередно во времени. Цель состоит в том, чтобы обойти тенденцию пациента подавлять поле зрения более слабого глаза и тренировать способность пациента бинокулярному зрению. Очки в основном имеют гораздо более низкую частоту мерцания, чем более известные 3D-очки с активным затвором.
