3D メガネはどのように機能しますか? ユーザーへのヒント。 テレビ。 家庭用D-technology

実は世界は三次元なのです。 これは、私たちの右目と左目は同じ物体を異なる角度から見て、わずかに異なるように見えるためです。 通常の映画を鑑賞する場合には、両目で同じ画面が見えるため、この効果は存在しません。

3 次元画像の錯覚を実現するには、右目と左目で画面を見る必要があります。 これを行う最も一般的な方法は 2 つあります。

3D を表示する 3 番目の方法は、メガネをまったく必要としない方法です。 代わりに、こめかみに電極が取り付けられ、左右のまぶたに電流が供給されます。 このアイデアのポイントは、目を交互にまばたきさせて、それぞれの目に独自のスペクトルが見えるようにすることです。 この方法の著者の 1 人であるフランソワ フォーゲルは、これを教え、「メガネ不要の 3D」と呼んでいます。

それらの 1 つ目は、光がさまざまな方向 (水平方向と垂直方向など) に振動する電磁波であるという事実に基づいています。 このとき、光は垂直または水平に偏光していると言われます。 また、ある波長を透過し、他の波長を透過しない特殊な偏光フィルムもあります。 次に、映画スクリーンの前に 2 台のプロジェクターを置きます。 いわば同じ映画を見せていますが、わずかに異なるポイントから撮影されています。 さらに、1 台のプロジェクターは水平偏光で光り、もう 1 台は垂直偏光で光ります。

観客は、1 つは垂直方向、もう 1 つは水平方向の 2 つの偏光子で構成される眼鏡をかけます。 その結果、目は異なるプロジェクターから受け取った画像、つまり異なる点から撮影された画像を見ることになります。 興味深いことに、このような眼鏡をかけた状態で頭を横に傾けると、ポラロイドの向きが変わり、両目に二重像が見えます。

2 番目の方法は多少複雑です。 人間の目には、色を決定する光に敏感な錐体細胞が 3 種類しかありません。赤色を好む錐体細胞、緑色を好む錐体細胞、青色を好む錐体細胞です。 赤と緑の光が混合すると、黄色の光と同じ感覚が生じます。 3D 映画の制作者は、目が利用できるあらゆる色の感覚を呼び起こすために、スクリーン上でこの混合を行います。

私たちが理解している色には、さまざまな色合いがあります。 緑は黄色に近づくこともあれば、青に近づくこともあります。 また、3D 映画プロジェクターは、赤、緑、青のいくつかの色合いを使用して右目用の画像を作成し、左目用の他の色合いを使用します。

その場合、観客は依然としてさまざまな光フィルターを備えた眼鏡を着用することを余儀なくされます。 右のフィルターは「右」の画像を作成するために必要な色を通過させ、その色が「左」の画像を作成することを許可しません。左のフィルターはその逆を行います。

3dとはスリーディメンションまたはスリーディメンション、つまり三次元の略語です。 私たちの周りの日常の世界も三次元です。 目は周囲で何が起こっているかを観察し、さまざまな距離にある周囲の物体を認識します。 人間には 2 つの目があるため、それぞれの目で物体を異なる角度から見ることができます。 わずかに異なる 2 つの画像が脳に入り、すぐに分析されます。 複雑だが非常に迅速な再計算の結果、脳は 3 次元の画像を生成し、たとえば、接近する車が遠いか近いか、道路を横断できるかどうか、または車が止まっているかどうかを評価できるようにします。待つ価値があります。 3D テクノロジーは、映画を見るときに非常によく似た原理を使用しており、目は画面上で起こっているアクションの 2 つの異なる画像を常に受け​​取ります。 通常の映画を視聴する場合、統計的に 1 秒あたり 24 フレームが視聴者の目の前でスクロールされることを考慮する必要があります。 脳はそれぞれのフレームを処理するのに時間がかかり、その間に次のフレームが前のフレームを置き換え、動きの印象を作り出します。 3D 映画でも、フレーム数が 2 倍になるだけで、本質的には同じことが起こります。 目には 1 秒あたり 48 枚の画像が左右交互に表示されます。 左目用の画像は、右目用の画像とはわずかに異なる光の波長で送信されます。 画面だけを見ていると、曇って波打つ映像しか見えません。 特殊なメガネには、一定の長さの光線を透過できる偏光フィルターが組み込まれたレンズが装備されています。 それぞれの目は「自分自身の」画像だけを見て、脳に情報を送り、脳は、長年確立されてきた通常のアルゴリズムを使用して、受信したフレームから 3 次元画像をモデル化します。 3D メガネはすでに現代の視聴者の一般的な属性となっていますが、今後は 3D メガネだけで映画を鑑賞できるようになるわけではありません。 テクノロジーは常に進化しており、おそらく近い将来、画像を二極化する別の方法が登場するでしょう。 3D 映画は新たな発展段階に移行し、さらにボリュームがあり、面白く、エキサイティングなものになります。

トピックに関するビデオ

3D プリンターは、デジタル設計から 3 次元オブジェクトをレイヤーごとに作成する印刷デバイスです。 3D プリンターの動作原理は、FDM、SLS、SLA、LOM、SGC、PolyJet、DODJet、または接着剤による結合パウダーなど、どのテクノロジーがプリンターに実装されているかによって異なります。 最も一般的なのは、安価な家庭用3Dプリンターで使用されるFDM印刷技術です。

3D プリンティングは、現代で最も革新的なテクノロジーの 1 つです。 3D プリンターは、靴、衣類、家具、楽器、乗り物、食品、住宅、さらには生きた人間の臓器や組織のプリントにも使用できます。

3Dプリンターの設計

FDM プリンティング技術を採用した 3D プリンタは、金属製の本体 (フレーム)、プラスチック フィラメントのスプールを固定するためのコンパートメント、押出機、および作業テーブルで構成されています。 単一の押出機を備えた 3D プリンターは単色のオブジェクトを印刷でき、複数の押出機を備えたプリンターは複数色のオブジェクトを印刷できます。 プリンターに搭載されている押出機の数が多いほど、プリンターの価格は高くなります。 電子充填および加熱冷却システムはプリンター本体の下に隠されています。 一部のモデルには、現在の印刷情報を表示するための LCD ディスプレイと、USB メディアを操作するためのコネクタが付いています。

3D プリント用の消耗品

FDM 印刷技術を備えた一般的な 3D プリンタは、直径 1.75 mm および 3 mm の細いポリマー フィラメントを使用します。 このような糸は、ほとんどの場合 PLA または ABS プラスチックで作られていますが、木繊維、ナノパウダー、生分解性粒子、蓄光顔料、その他の成分を加えた複合材料もあります。 糸は 0.5 kg ～ 1.5 kg のスプールで供給されます。 ポリマー フィラメントのスプールが 3D プリンターの特別なコンパートメントに配置され、フィラメントの端が押出機のノズルに供給されます。

3Dオブジェクトモデリング

3D オブジェクトを 3D プリントする前に、3D モデリング プログラムでそのデジタル バージョンを作成する必要があります。 インターネット上で公開されている既製のサンプルを使用することも、印刷用の 3D モデルを自分で準備することもできます。 準備されたモデルは、G コードを生成するための特別なプログラムにロードされます。G コードは、オブジェクトを薄い水平レイヤーに分割し、プリンターが理解できる一連のコマンドを形成します。 完成したオブジェクトは印刷のために送られます。

オブジェクトのレイヤーごとの形成

FDM 印刷技術を備えた 3D プリンタは、作業プラットフォーム上に溶けた材料の細い流れを絞りながら、物理的なオブジェクトを層ごとに形成します。 プリンターはデジタル モデルに従って押出機を移動させるため、印刷された物理的オブジェクトは仮想プロトタイプと完全に一致します。 ほとんどの場合、軟質プラスチックを押し出すプリンター押出機は、固定された作業台上で作業しながら移動しますが、押出機と作業台の両方が移動可能な装置もあります。 印刷プロセスは最下層から開始され、その後プリンターは最初の層の上に次の層を適用します。 溶けたプラスチックが作業エリアに入ると、すぐに冷えて固まります。

3D プリントのサポート構造とオブジェクトの仕上げ

印刷中にオブジェクトが変形するのを防ぐために、3D プリンターはサポート構造 (サポート構造、サポート構造とも呼ばれます) を印刷します。 このような構造は常に印刷されるわけではなく、オブジェクトの構造に空隙や張り出した部分がある場合にのみ印刷されます。 細い茎にプラスチックのキノコを印刷する必要があると想像してください。 脚の付け根は作業テーブルの上に置かれており、ここではサポートは必要ありませんが、空中にぶら下がっているように見えるキャップの端には、そのようなサポートが必要になります。 印刷が完了すると、支持構造は手で簡単に取り外せるか、鋭利な刃やナイフで切り取ることができます。

コンピュータに慣れ始めたばかりのユーザーは、3D システムとは何なのか、またそれがどのように実装されているのか疑問に思うことがよくあります。

これは、ガジェットやゲームの説明から美容院で提供される手順に至るまで、現在ではほぼどこでも見られる一般的な略語です。

この記事では、この指定の意味について説明します。

意味

3D はどのように解読されますか?この略語は何を意味しますか? この文脈における D は、「寸法」を意味する Dimensions という単語の最初の文字です。

したがって、3D という略語は 3 次元を意味し、この組み合わせを 3 次元グラフィックスや 3 次元画像という表現に置き換えることができます。

当初、この略語は特にグラフィックスに関連して使用され始めました。

この描写方法は、コンピュータ技術の発展に伴い、通常の 2 次元の画像構造に取って代わりました。

「3 次元グラフィックス」という表現は、ユーザーが多かれ少なかれ臨場感を生み出し、オブジェクトの周りを現実的に歩き回り、さまざまな角度から調べることができるコンピューター ゲームに特によく使われます。

この表現は、映画やテレビについて話すときにも広く使用されます。一部の映画館では、一部の映画を 3D で上映できます。一部の映画館では、没入型効果を備えた 3D で上映できます。一部のテレビにはこの機能が搭載されています。 ここでは、コンピュータ グラフィックスとは若干異なるテクノロジが関係しています。これらのテクノロジについては、以下で詳しく説明します。

その他の用途

この定義はグラフィックスだけでなく、サウンドや一部の製品などにも適用されます。 例えば：

実際、この指定は、従来は平面、つまり 2 次元であったほとんどすべてのものに適用できますが、新しいテクノロジーの出現により、3 次元として実行できるようになりました。

どのフレーズでも、この略語は「ボリューム」を意味します。

映画

以前は、いわゆるステレオ映画を見ることができましたが、それでもすべてではありませんでした。 さらに、これはすべての映画で可能だったわけではありません。

現在、この技術は家庭用テレビにまで導入されるほど普及しており、視聴者は自宅で3次元画像の映画を鑑賞する機会が得られています。

プレゼンス効果を実現するために使用できるテクノロジーは 2 つあります。これらは技術的な特徴は異なりますが、多かれ少なかれ似たような結果、つまり高品質の 3 次元画像が得られます。 これらはアクティブ イメージング テクノロジとパッシブ イメージング テクノロジであり、それぞれに独自の長所と短所があります。

アクティブ3D

この「プレゼンス」テクノロジーは非常に複雑で、特殊なシャッター ガラスを使用した場合にのみ機能します。

さまざまな画像を動的に変更することで実装されます。

メガネをかけると、ある瞬間には片方の目だけで画像を見ることができますが、その後はもう一方の目でのみ画像を見ることができます（特別な暗めの眼鏡が使用されます）。

しかし、画像と調光が非常に速く変化するという事実により、視聴者はこの点滅に気づきません。

これの実装は非常に複雑です。メガネだけでなく、このような画像構築システムをサポートするテレビも必要です。

同時に、メガネがテレビと正確に同期していることが重要です (ほとんどの場合 Bluetooth 経由)。これが行われていない場合、画質は非常に低くなります。

この技術の興味深い特徴は、レンズを点滅させて暗くすると、メガネ内の画像が全体的に主観的に暗くなり、そのような映画の画像が少し明るくなるということです。

メガネなしで見ることは可能ですが、あまり快適ではありません。

パッシブ3D

これは、誰もが知っている青と赤のレンズを備えた非常に単純なものの使用を可能にする別の技術です。

これは、ほとんどの映画館で 3 次元画像を作成するために使用される方法です。そのようなガラスは安価であり、紛失または破損した場合の費用はチケットの価格に含まれているためです。

もちろん、この効果を自宅で実装するには、このスキームに従って動作できるテレビも必要です。

重要！通常、メガネを別途購入する必要はありません。 適切なテクノロジーを備えたテレビには、低コストであるため、これらのガラスが一度に複数搭載されています。

ここでは、主な負荷はメガネではなくテレビにかかります。 その画面は、画像を 1 行ずつ青と赤の 2 つの部分に分割します。

メガネを外すと、画像がわずかに二股に分かれており、中央が強くなり、画面の垂直方向の境界が目立たなくなることに気づくかもしれません。これは問題のフィルターの結果です。

このようなシステムを備えた各目は、その目で意図された画像のみ、つまり偶数ラインまたは奇数ラインのみを認識します。

この場合、もう一方の目に向けられた線は、メガネの色付きレンズのフィルターによってブロックされます。 このようにして、三次元画像が構築される。

技術の比較特徴

現在、機器メーカーは 2 つのテクノロジーのどちらが最適で、消費者のニーズをよりよく満たすかについて明確な意見を持っていないため、両方のタイプのデバイスが同様に積極的に販売されています。

パッシブボリュームイメージングの需要は、画質があまり低下せず、機器のコストが安いため、より高くなります。

以下の表に、両方のテクノロジーの長所と短所を比較して示します。

表 1. アクティブ 3D テクノロジーとパッシブ 3D テクノロジーの特性の比較

アクティブ	受け身
メガネは非常に高価であり、この技術を搭載したテレビも同様です	一般に、この技術は 3 次元画像をアクティブに構築するよりも安価です。
メガネをかけてテレビを見るのは必ずしも便利とは限りません
片頭痛のある人には適さない場合があります
メガネには独自の電源があるため、メガネの充電を監視する必要があります	ほとんどの場合、セットには多くのガラスが含まれており、それらは安価で、機械的なフィルター機能のみを実行します。
高画質	若干画質が落ちる
専門家によれば、目には完全に安全、または負荷は非常に低い
画像の点滅と変更には、最小限ではありますが時間がかかります。動的なシーンでは、これが非常に顕著になることがあります。	高画質は高価なテレビだからこそ実現できる
メーカーが明るさを最適化しようとしても、映画はオリジナルよりもわずかに暗くなります。	近距離で映画を視聴することはできません。高品質の画像を作成するための画面から視聴者までの最小距離は 3 m です。

どのようなテクノロジーであっても演色性は重要です– これが低い場合、ボリュームビデオの品質を評価することはできません。

特に画像を積極的に構築する場合には、頻度も非常に重要です。

これらすべての要因は機器の価格に大きな影響を与え、多くの場合、パッシブ技術とアクティブ技術を備えた機器間の価格ラインがほぼ完全になくなるほどで​​す。

アドバイス。フィルムは 3D 形式で再生するために処理する必要があることも考慮する必要があります。 こういったコンテンツは徐々に増えてきていますが、まだまだ少ないのが現状です。 特に本当に高品質で作られたもの。

グラフィックアート

ゲームの 3D グラフィックスには少し異なる意味があります。 ここで私たちが意味しているのは、多かれ少なかれ現実的な場所を移動できることです。

大きな違いは、たとえば、建物、構造物、オブジェクトをさまざまな側面から徐々に調べることができることですが、2 次元グラフィックスを使用するゲームでは、たとえば建物の後ろを向くと、ある写真が突然別の写真に取って代わられてしまいます。

ここでは存在感について話しているのではありません。– 私たちが話しているのは、リアルなゲームの雰囲気を生み出す美しい絵だけです。 これは単なる写真なので、技術的に実装が異なるため、ここではメガネは必要ありません。 この画像は、ゲーム内のすべてのオブジェクトと場所の 3 次元コンピューター モデルに基づいて構築されています。

同時に、プレーヤーがその場所の周りを「移動」すると、画像が動的に互いに置き換えられ、対応する効果が作成されます。

ここでは、画面のリフレッシュ レートを高くすることが重要です。リフレッシュ レートが低いと、画像がフリーズしたり、画像が「ジャンプ」したりします。

従来の 2D ゲームと比較して、3D ゲームは機器のハードウェア リソースにかなり大きな負荷を与えます。

さらに、オンラインでプレイする場合、高いインターネット速度と高品質の接続が非常に重要です。

3D ビジュアルは映画よりもゲームではるかに一般的です、これは、そのようなテクノロジーがはるかに早くから広く実装され始めたという事実によるものです。

実際、3 次元グラフィックスの概念そのものが登場したのは、その出現とともにでした。

さらに、このテクノロジーは技術的に実装が簡単なだけでなく、追加の機器を必要としないため、コストも安くなります。

Best 3dtvs.com および Howstuffworks.com からの翻訳

私たちは周囲の世界を 3 次元の形で認識していますが、なぜこれまでテレビ番組の視聴は 2 次元に限定されていたのでしょうか。 前世代の 3D テクノロジーは非常に原始的であり、その結果鮮明な印象が得られず、場合によっては吐き気や急速な目の疲労などの悪影響を伴うことがありました。 大手家電メーカーは現在、3D テクノロジーの復活に賭けており、家庭で快適に魅力的な 3D ビデオを再生できる新しいオプションの導入に必死で取り組んでいます。

この 3D ビデオ テクノロジのガイドでは、3D テレビの動作方法を詳細に説明し、さまざまな 3D テクノロジ オプションの長所と短所を強調します。 しかし、もちろん、まず最初に、私たちが周囲の世界を 3D 形式でどのように認識しているかを理解する必要があります。

なぜ私たちは世界を 3D で見るのでしょうか

私たちは周囲の空間を観察する 2 つの目 (両眼視) を持っているという単純な理由で世界を 3D で認識します。 私たちの目は互いに約 6 ～ 7 cm 離れたところにあり、その結果、それぞれの目はもう一方の目とはわずかに異なる画像を知覚します。 たとえば、左目だけで物体を見て、次に右目で物体を見ると、それぞれの目で視点がわずかにずれていることを除けば、ほぼ同じ画像が表示されます。 この機能は視差と呼ばれ、空間の奥行きを認識する能力にとって重要です。 人間の脳は、左右の目からわずかにずれた二つの映像を同時に受け取ると、それらを合成することで空間の奥行きや物体までの距離を認識できるように設計されています。

さて、これを踏まえて、目の前に小さな物体を置いて、片目ともう一方の目で交互に眺めてみてください。 アイテムの位置がずれていることがわかります。 物体を 1 メートル以上離れてこの実験を繰り返すと、左右の目のずれが小さくなることがわかります。 この事実は、私たちの脳が視覚的な手がかりに基づいて空間の奥行きをどのように認識するかについての洞察を提供します。

私たちが世界を 3 次元として認識する理由が理解できたので、3D スクリーン技術がそれぞれの目にわずかに異なる画像を提供する必要があることは明らかです。 現在および近い将来のさまざまな 3D テレビ テクノロジーの機能について学びましょう。

カラーフィルターまたはアナグリフメガネ

アナグリフ技術は、1853 年にドイツのライプツィヒでヴィルヘルム ロルマンによって初めて使用されました。 非常に簡単に動作します。 レンズの代わりにカラーフィルターが付いたメガネをかけています。 原則として、左目は赤、右目は青または濃い青、場合によっては緑です。 見ているフィルムは、異なる色合いの 2 つの重ねられた画像で構成されており、それぞれの目は、メガネのフィルターの色に対応する色で着色された画像を認識します。 赤いフィルターは左目用に画像をフィルターし、青いフィルターは右目用にフィルターし、写真のボリュームが増加します。

ただし、この方法には多くの欠点があり、これがなぜアナ​​グリフ技術がホームシアターシステムで広く使用されなかったのかを説明しています。

利点:

• 1ドル未満の非常に安価なメガネ。 さらに、デジタル TV や LCD ディスプレイは、人工的に色付けされた 3D ビデオを表示できます。 ただし、欠点がこれらの利点を明らかに上回ります。

欠点:

• 色付きの色ガラスでは色の精度が非常に低く、画像では赤と緑、または赤と青の色合いが顕著に表示されます。
• 3D 画質は一般的に非常に低く、吐き気を催す場合があります。

偏光グラス

メガネのレンズを通常の光フィルターにするもう 1 つの技術は、偏光です。 左目と右目のフレームの分離は、偏光効果（異なる方向を向いた光波の振動）により発生します。 映画館では、2 台のプロジェクターを使用して偏光画像が生成されます。 都市型映画館向けの偏光グラスを使用した 3D ビデオ再生のオプションが、IMAX 3D および RealD で使用されるようになりました。

光の偏光方向は、光波の電場が振動する平面として定義されます。 プロセスの複雑さには立ち入りませんが、光の偏光により、偏光の種類に応じてスクリーンからの光を選択的に認識できるようになると言えます。 この場合、偏光フィルムの形で特別なフォトフィルターが使用されます。 下の図に示すように、1 つのフィルターは水平方向の光波のみを通過させ、もう 1 つのフィルターは垂直偏光の光波のみを通過させます。 映画館のスクリーンには、反射時にプロジェクターから発せられる光の偏光を維持する特別なコーティングが施されています。 画像は光束の偏光に対して相互に垂直に向けられます。

その結果、それぞれの目でそれぞれの画像が見え、上で述べたように、仮想 3D 効果の知覚につながります。 実際、RealD のような商用システムでは、円偏光と呼ばれるより複雑なタイプの光偏光が実際に使用されています。 画像の 1 つは右回りの円偏光で、もう 1 つは左回りの円偏光です。 円偏光を使用する利点は、目に見える画像のコントラストや明るさを変えることなく、頭を左右に傾けることができることです。

この効果を家電製品で実現するのは非常に難しく、通常のフラットディスプレイではさらに難しいため、この技術は昨年からテレビでのみ使用されています。 そして、このケースの先駆者は、現在人気のある独自の LG Cinema 3D テクノロジーを備えた LG でした。 LG の例には、東芝、フィリップス、その他多くの企業が続きました。 そしてサムスンは、偏光技術に基づいた自社バージョンの 3D テレビを発表しました。 しかし、まだ量産導入には至っていない。

利点:

• 信頼性の高いテクノロジーにより、豊かな色彩と非常に優れたディテールを備えた高品質の 3D 画像が生成されます。
• パッシブ偏光グラスには電子充填がなく、非常に安価で軽量です。
• シャッター グラスを使用したアクティブ 3D テクノロジーのように、ちらつきやクロストークはありません。
• アクティブ 3D テクノロジーと比較して、目の疲労やその他の悪影響が大幅に軽減されます。

欠点:

• テレビ版で使用すると、1フレーム内でテレビ画面上の右目用と左目用のラインが交互になるため、垂直解像度が半分になります。 確かに、この欠点を取り除く試みが現在行われています。

シャッターレンズ付きメガネ

今日最も一般的なのは、いわゆるものです。 LCD シャッター レンズを備えた特殊な 3D メガネを使用するアクティブ 3D テクノロジー。 テレビ画面には左眼と右眼のフレームが交互に表示され、（IR または HF エミッタによって）制御されるメガネでは、LCD レンズが交互に開いて光束を透過します。 現在、このような 3D テクノロジーの開発を最も積極的に支援しているのは、有名なテレビ メーカーであるパナソニック、サムスン、ソニーです。

この方法では、各目に個別のフレームを連続して表示する必要があるため、TV 画面上の画像を変更する実効頻度は半分になります。 したがって、そのようなテレビやモニターには 2 倍のフレーム レートが必要です。 アクティブ 3D をサポートするすべての 3D TV の最小フレーム レートは 100/120 Hz です。

これらの 3D メガネのシャッター レンズはカメラのシャッターのように機能するため、それぞれの目には意図された画像のみが表示されます。 当初、ガラスの制御には赤外線 (IR) チャネルが使用されていました。 現在、より高度なメガネは Bluetooth 無線周波数技術を使用して動作します。

3D TV の最も先進的なモデルでは、画面イメージのリフレッシュ レートが 200/240 Hz に向上しています。これにより、ちらつき効果が目立ちにくくなり、動的なシーンでのオブジェクトの動きがより均一でスムーズになります。

利点:

• 液晶テレビやプラズマテレビの大手メーカーから支持されている、信頼と実績の技術。

欠点:

• 高価で電池も必要なメガネが必要なので、大人数で3D映画を鑑賞する場合には非常に不便です。
• シャッターガラスのレンズは光の一部を吸収するため、画面の明るさが低く、周囲の光レベルが高い場合、画像が暗く見えることがあります。
• 100/120Hz のリフレッシュ レートは、ペースの速いスポーツやゲームのシーンでは低すぎる場合があり、ちらつきやぼやけが発生する可能性があります。

メガネレス3Dテレビ

現在、最も魅力的で多くの不便がないのは、メガネなしでサラウンド ビデオを視聴できる自動立体視 3D テレビです。 このようなモデルがすでに販売され始めていることに注目するのは喜ばしいことですが、残念なことに、それらはまだ非常に高価であり、画質にはまだ多くの要望が残されています。

裸眼立体視テレビは、画面に適用された特別な透明な光学素子を使用します。 このため、それぞれの目は独自の画像を受け取るため、奥行きの錯覚が生じます。 現在の自動立体視検査の最も一般的なオプションは 2 つです。 1 つ目はレンチキュラーレンズ方式、2 つ目は視差バリア方式と呼ばれます。 画面の表面に多数の小型縦レンズが適用されているか、LCD パネルの前面に多数のスロット穴が配置されています。 このようなトリックのおかげで、それぞれの目は独自の画像を認識し、そこから脳が仮想の体積測定画像を組み立てます。

視差バリア技術はシャープが初めて開発した技術です。 この技術は、制御された液晶を視覚的障壁として使用し、制御信号の影響下で回転し、それによって液晶を通過する光の方向を変えることができます。 この方法の大きな利点は、液晶バリアをオフにして 2 次元画像を表示できることです。

ただし、長時間見ていると、視覚疲労や頭痛さえも感じられることがあります。 3D 効果を観察するには、視聴者は画面の前の特定のゾーンにいる必要があります。そのようなゾーンがいくつかあるため、家族全員が安心して 3D テレビを視聴できます。

裸眼立体視テレビは今後 5 年以内に本格的に使用されると予想されています。

利点:

• 時々非常に不快なメガネを着用する必要はありません。 2D マテリアルと 3D マテリアルの表示を簡単に切り替えることができます。

欠点:

• メガネがないことは魅力的な要素ですが、見るときに特定の場所を選択しなければならないのはややイライラします。

結論

今日、テレビにおける革新的なテクノロジーへの関心が高まっており、3D テレビはその最も顕著な例です。 フラットパネル LCD およびプラズマ TV の有名なメーカーはすべて、すでに 3D HDTV の生産を習得しており、さらに高度な技術オプションの開発と 3D TV の新モデルの宣伝に多額の資金を投資しています。

現在主流となっている 2 つの 3D テクノロジーのうち、偏光グラスを使用したパッシブ型と LCD シャッターを使用したアクティブ型のどちらが望ましいかまだ決めていない場合は、メーカー間の競争に関する最新ニュースに注目してください。 そして来年からは、裸眼立体視テレビの販売がさらに活発化する。

3D 複製技術は今日も発展を続けており、多くの企業が追加の機器を必要とせずに人間の 3D 認識のための革新的なソリューションを模索し、改良を続けています。 おそらく、このような完成された 3D テクノロジーは、近い将来、すでに私たちを待っているでしょう。しかし、この記事では、3D ビデオ コンテンツの再生と、メガネをかけている人だけでなく、メガネをかけていない人によるその認識について見ていきます。 はい、私たちの時代では、テレビはより賢くなっただけでなく、幅、高さ、そして 3 次元である奥行きで構成される 3 次元画像を送信することも学びました。

USB フラッシュ ドライブ (詳細はこちら) または HDMI ケーブル (詳細はこちら) を使用して、3 次元画像をテレビで再生できます。 実験目的で、SD カードから 3D ボリューム ファイルを TV で再生しようとしました (詳細) が、いわゆるアーティファクトが画面上で観察されることがあります。

興味があれば、USBフラッシュドライブの動作原理やフラッシュメモリについて学ぶことができます。 では、ご許可をいただきましたので続けさせていただきます。

3D (次元) - この用語は、立体視効果を使用する情報技術のさまざまな分野 (ステレオ ディスプレイ、3 次元テレビ、3D メガネなど) およびコンピュータ業界 (3DMark、Autodesk 3ds Max、ゲームなど) を指します。およびその他の同様の領域。 この用語は、3 次元 (3D 空間とグラフィックス、サラウンド サウンド) を持つものすべてを定義します。 この用語は、3 次元モデリングの方法と原理に従って動作するデバイス (3D プリンター、3D スキャナーなど) にも適用できます。

3D テクノロジーを含むこの多様性のうち、この記事では、3D テレビでの 3 次元画像の形成原理と、追加の機器の有無にかかわらず人による 3 次元画像の認識について説明します。 すでに述べたように、現在、3 次元画像を作成するためのテクノロジーがいくつかあります。

• 3D アナグリフ技術 (青赤メガネ使用)。
• アクティブ（シャッター）3D テクノロジー。
• パッシブ（偏光）3D テクノロジー。
• 裸眼立体視 3D テクノロジー - メガネなし (レンチキュラー フィルムと視差バリア)。

これらの 3 次元イメージング テクノロジのそれぞれについて詳しく説明し、個別に説明します。 アクティブ 3D テクノロジーとパッシブ 3D テクノロジーについては、すでに の記事で書きました。 アクティブおよびパッシブのボリューム イメージング テクノロジーは、すべての有名メーカーで使用されています。 たとえば、サムスンはシャッター技術を好みますが、LGは偏光技術を積極的に推進しています。

3Dアナグリフ技術。

アナグリフ ステレオ ペア (アナグリフォス - エンボス加工) は以前ほど人気が​​なくなり、現在メーカーは TV モデルにアナグリフ ステレオ ペアを使用していません。 この技術では、2 つの同一の画像をエンコードすることで 3D 効果が実現されます。 カラー フィルターを使用すると、同じ画像がそれぞれの目で暗号化されます。 一般に、赤色のフィルターは左目に使用され、シアンまたは青色のフィルターは右目に使用されます。 人がアナグリフ技術を認識して 3D 効果を実現するには、ガラス (レンズ) の代わりに特殊なガラスにカラー フィルターが挿入されます。 フィルタは、それぞれの目に対して、エンコード時に画像に適用されたのとまったく同じ色を通過させます。
したがって、赤チャネル向けの画像（赤フィルタで処理）は、赤メガネのフィルタを通過して吸収され（目には見えず）、メガネの青フィルタで再現されます。 同じことが青チャンネルでも起こります。 青いメガネのフィルターを通過した画像（青いフィルターで処理されたもの）は吸収され、赤色で目に伝達されます。 メガネのフィルターを通して、それぞれの目は、互いにわずかにずれた 2 つの同一の画像の反対の色を受け取ることがわかります。 この技術はすでに過去のものであり、メーカーは使用していません。

プラス。これにより人間の脳に錯覚を与え、アナグリフ技術で 3D 効果を実現します。 低コストのおかげで、この技術は今日でも生き続けています。 結局のところ、特殊なプログラム (StereoPhoto Maker、Blender、または Adob​​e Photoshop) を使用してアナグリフ形式の画像を作成したり、インターネット上で既に処理されたビデオを検索したりすることができます。 さらに、カラーフィルターが付いたプラスチックまたはボール紙のフレームに入ったメガネは高価ではありませんが、お金を節約したい場合は、自分で作ることもできます（YouTubeサービスには、自宅で赤青メガネを作成するためのビデオ資料がたくさんあります）。

マイナス。この 3D テクノロジーの欠点は、カラー フィルターがそのスペクトルの色 (赤、青) に加えて、近くの色や色合いも吸収してしまうことです。 そのため、アクティブおよびパッシブ 3D テクノロジーと比較して、3D 画像がやや鈍く見えます。

3Dアクティブシャッター技術。

アクティブ 3D テクノロジーは少し異なる方法で動作します。 3D シャッター技術により、オフセット画像が順番に各目に配信されます。 つまり、最初の画像が再生されると、まったく同じ画像を持つ 2 番目の画像が最初の画像よりも横にずらして再生されます。 まったく同じ方法で、同じ画像の 2 番目のペアが画面に表示され、続いて 3 番目、4 番目と続きます。

人がアクティブ 3D テクノロジーを認識するには、レンズが液晶素材でできている特殊なメガネが必要です。 3D シャッター メガネは、レンズの間にあるバッテリーを電源として動作します。 液晶レンズを備えたアクティブ 3D メガネは、電圧が印加されると結晶によって閉じられ (メガネは透明ではありません)、逆に、静止状態、つまり電圧がかかっていない状態では、開いている（ガラスは透明です）。

したがって、メガネは一種のフィルターとして機能し、テレビのフレームと同期して交互に高速で目を閉じます。 それぞれの目には、相互に混合された 2 つの画像のうちの 1 つだけが見えることがわかります。 人間の脳は目から伝わった映像を組み合わせて立体的な映像として認識します。 このようにして、アクティブテクノロジーは視点を分離し、3D 効果を生み出します。

2D モードでビデオを表示する場合は少なくとも 100 Hz のフレーム レートが推奨されますが、3D 映画を高品質で表示するには少なくとも 400 Hz のフレーム レートが必要です。 3D TV の主要メーカーはすべて、画質向上のためにこの方向に取り組んでおり、その製品群には 200、400、800、1000 Hz のフレーム レートを持つモデルがあります。

プラス。このテクノロジーにより、それぞれの目でビデオ ストリームの最大解像度で画像を見ることができます。 つまり、テレビがフル HD フォーマットでビデオを再生すると、目はフル HD 品質として認識します。

マイナス。この技術の欠点は、シャッター方式の 3D 再生により画像が若干暗くなり、長時間視聴すると目が疲れる可能性があることです。

パッシブ3D偏光テクノロジー。

パッシブ 3D テクノロジーは異なる原理で動作し、メガネには電源が​​含まれていません。 偏光技術では、三次元画像を形成する原理は、光の線形波または円形波を使用して実現されます。

IMAX 映画館ではパッシブ リニア技術が使用されています。 直線偏光では、スクリーン上に同時に表示される 2 つの画像を使用して 3 次元画像が形成されますが、それぞれの画像には独自の偏光があります。 放送映像はさまざまな角度から光フィルターを通過し、互いに重なり合うことなく、視聴者のメガネに平行に伝送されます。

また、プロジェクターと同様に、メガネには、それぞれの目に光束をフィルタリングする独自の光フィルターがあります。 つまり、右目は 1 つのフィルターを通過した画像を受け取り、左目は別のフィルターを通過した画像を受け取ります。 したがって、映画館では、2 台のプロジェクターと特殊なフィルターを備えたメガネを使用して、3 次元の 3D 画像が作成されます。

リニアテクノロジーには多くの欠点があります。 たとえば、視聴者の頭が画面に対してずれると、画像が曇り、崩壊し始めます。 映画館では、これは大画面の使用によって補われ、テレビ用に 3D 円偏光技術が開発されました。

パッシブ円形 3D テクノロジーは、光の円偏光の原理に基づいて機能します。 言い換えれば、光がフィルターを通過すると、それぞれの目で異なる回転方向に動き始めます。 異なる円偏光フィルターを備えたメガネは、目に意図されていない円回転方向を遮断し、フィルターと同じ偏光を透過します。

つまり、左回転偏光の光の流れは右円偏光のガラスの光フィルターによって遮断され、次に右回転偏光の流れは左円偏光フィルターによって遮断されます。 したがって、それぞれの目は、意図された画像を受け取ります。 多くの 3D 映画はこの原理に基づいて動作し、プロジェクターはスクリーンから反射される光束を生成します。

ただし、3D テレビでは光束の源が画面自体であるため、動作が少し異なります。 光の円偏光の原理に基づいて 3D 再生を実現するために、メーカーはテレビに特殊なフィルムを貼り付け、これがフィルター レンズとして機能し、円偏光 (回転) 偏光画像を提供します。

円形パッシブ3D技術では、インターレース走査方式を使用して画像が形成されるため、ライン数が半分に減り、テレビの解像度も低下します。

プラス。 3D視聴時に目の疲れや頭痛を引き起こさない非常に安価な偏光グラス。 パッシブ技術では、3 次元画像を表示するときの明るさの損失 (50%) は、アクティブ技術 (70%) よりもわずかに低くなります。

マイナス。パッシブ 3D テクノロジーはインターレース スキャン方式を使用するため、画質が低下します。 テレビ画面に貼られたフィルムの影響で、2D視聴時は映像の明るさが低下します。 パッシブメガネは画質を低下させます。 たとえば、解像度 1080p (フル HD) のビデオ ファイルがブロードキャストされる場合、テクノロジーにより、540p が各目に「分配」されます。 アクティブテクノロジーによりフル解像度で表示されます。

メガネ不要の3D技術。

私たちは、3D メガネが 3 次元画像を再現するためのさまざまなテクノロジーでどのように機能するかを解明しました。 次に、メガネや追加のアクセサリなしで 3D がどのように機能するかを見てみましょう。 メガネなしの人が三次元画像を再現し知覚する方法はいくつかあると言わなければなりません。

レンチキュラーフィルムを使用した3D技術。 人が追加のデバイスなしで 3 次元画像を見て認識できるように、メーカーはテレビ画面をレンチキュラー フィルムで覆っています。 プリズムのような形をした多数のレンズで構成されています。 したがって、レンチキュラーラスターレンズはさまざまな角度から光線を集束させ、見る人にボリュームの錯覚（立体効果）を生み出します。

この技術により、テレビから一定の距離、限られた視野角でのみ立体映像を観察することができます。 そうしないと、3D 画像ではなく、歪んだビデオ ブロードキャストが表示されます。 この技術では、各目用の画像が別々に送信されるため、3 次元画像の解像度が低下します。

視野角を広げるために、メーカーは、3 次元画像をさまざまな地域で放送される 9 つの画像に分解する技術ソリューションを使用しました。 これにより、3D コンテンツを視聴する場合の視野角を 1 点から 9 点に増やすことができました。

視差バリアを備えた 3D テクノロジー。 この技術では、スクリーンの前に設置された、いわゆるスリットのあるバリア（隔壁）によって、3D 効果と人間の三次元画像の知覚が実現されます。 したがって、これらのスリットを通して、スクリーンの前にいる観察者は、一方の目で特定のピクセルのセットを認識し、もう一方の目で別のピクセルのセットを認識します。

同時に、画面上の画像は暗号化（エンコード）され、左目では画像の左アングルがピクセル単位でのみ表示され、右目では右アングルがピクセル単位で表示されます。 したがって、メガネやその他のアクセサリがない 3D テクノロジーでは、三次元画像の錯覚が生まれます。

プラス。 3 次元画像を表示するために追加のデバイスは必要ありません。

マイナス。スクリーンの前の視聴者の位置と 3 次元画像の知覚点の制限。 これらすべてのメガネ不要 3D テクノロジーはまだ「未加工」であり、大幅な改善が必要です。

最近、3D 効果を作成するために追加のデバイスを必要としないホログラフィック スクリーンやディスプレイの作成について話題になっています。 まあ、これが本当か嘘かは時間が経てばわかりますが、今のところ、さまざまな理由から、アクティブおよびパッシブ 3D 再生テクノロジが主流となっています。 そうであれば、このデジタル デバイスの選択に関する推奨記事を読むことをお勧めします。