Wie funktioniert 3D?
| Mit unseren Augen erfassen wir ein Objekt aus zwei verschiedenen Blickwinkeln. Diese Bilder werden dann im Gehirn zu einem Bild zusammengefügt. Dadurch ist es uns möglich, Form und Tiefe von Objekten zu erkennen, also räumlich zu sehen. |
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GRUNDLAGEN
Im Prinzip ist das 3D (stereoskopisches 3D), das wir heute kennen, ein visuell verbessertes zweidimensionales Sehen, bei dem der Zuschauer glaubt, drei- statt zweidimensional zu sehen. Dieser Effekt kann teilweise durch 3D-Simulationstechnologie erreicht werden, doch bedarf es auch der Fähigkeit zur räumlichen Wahrnehmung, um einen überzeugenden 3D-Effekt zu erzielen. Unser Gehirn weiß aus Erfahrung, wie die uns umgebenden Objektformen beschaffen sind, eine Voraussetzung, die sich die 3D-Technologie zu Nutzen macht. Bei der 3D-Wiedergabe werden mithilfe verschiedener Techniken unterschiedliche Informationen für jedes Auge bereitgestellt, so kann unser Gehirn zwei verschiedene Ansichten eines Objekts wahrnehmen und zu einem Gesamtbild zusammenfügen. Von Bedeutung ist, dass die unterschiedlichen Bilder gleichzeitig vom Auge erfasst werden, womit für 3D-Technologie gewisse Mindeststandards erfüllt sein müssen. Jedes aktive Shutter-3DSystem besitzt deshalb eine Bildwiederholrate von 120 Hz (60 Hz pro Auge), schnell genug, damit die alternierenden Bilder vom Betrachter als simultan empfunden werden können. |
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3D-SIMULATIONSPROZESS: Bei 3D-Simulationssystemen werden Bilder aus zwei leicht unterschiedlichen Blickwinkeln gezeigt. Der Zuschauer trägt eine Brille mit Filtern, mit der die Bilder jeweils an das rechte bzw. linke Auge weitergegeben werden. Das Gehirn fügt beide Bilder zu einem zusammen und verleiht dem Bild räumliche Tiefe. Es gibt verschiedene Filtermöglichkeiten, z. B. kontinuierliche und Polarisationsfilterbrillen, Anaglyphenbrillen oder Shutterbrillen, bei denen die Bilder abwechselnd durch jede Linse mit einer Mindestrate
von 60 Bildern pro Sekunde und Auge weitergegeben werden. |
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RÄUMLICHE WAHRNEHMUNG: In der Abbildung oben links erscheint die pinkfarbene Form länger als die breite Seite der blauen Fläche rechts. Dies liegt daran, dass wir eine vertraute Perspektive erkennen und unser Gehirn davon ausgeht, dass es sich bei den Flächen nicht um unregelmäßige Formen mit 4 Seiten, sondern um parallel neben-einander liegende Rechtecke handelt, wobei der Fluchtpunkt im Bild hinten liegt.
Aus diesem Grund glaubt der Betrachter, dass die Form links unten im Bild länger sein muss als die Breite der Form rechts, wobei wie gezeigt beide Seiten in Wirklichkeit gleich lang sind. Virtual 3D nutzt diese Voreinstellung unseres Gehirns, um den unterschied-lichen Bildern, die vom linken und rechten Auge erfasst werden, Tiefe zu verleihen. |
| VORAUSSETZUNG IST EIN STEREOSKOPISCHES 3D-SIGNAL |
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Alle Formate erzeugen, wie erwähnt, jeweils für das rechte und linke Auge leicht versetzte Bilder. Da die Standardisierung von S3D-Bildformaten noch in den Kinderschuhen steckt, stehen leider noch verschiedene Verfahren zur Auswahl. Die größte technische Heraus-forderung ist das Konvertieren verschiedener Formate in ein von Bildschirmen und Projektoren unterstütztes Anzeigeformat. Die Technik, wie Bilder für jedes Auge produziert werden, wird auf der rechten Seite erklärt.
HDMI 1.4A-3D-SPEZIFIKATION: DER NEUE PLUG & PLAY-STANDARD
Für jedes angeschlossene 3D-Anzeigegerät (z. B. Fernsehgerät, Public Displays, Projektoren) muss das 3D-Format bekannt sein. Früher war es notwendig, das Format zwischen Display und 3D-Quelle manuell
zu konfigurieren, mit der HDMI 1.4a-3D-Spezifikation jedoch ist dieser Prozess einfacher und kann automatisiert abgewickelt werden.
Die HDMI 1.4a-3D-Spezifi kation umfasst alle gängigen 3D-Signalformate. Da sie eine Plug & Play-Lösung ist, entfällt die zusätzliche Konfigurationsprozedur. Die Geschwindigkeit spielt ebenfalls eine Rolle, da rechte und linke Full HD-Bilder ohne Qualitätseinbußen abgespielt werden sollen. Anzeigegeräte mit HDMI 1.3-Eingängen sind nicht mit Blu-Ray-Geräten kompatibel. |
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| STEREOSKOPISCHE 3D-FORMATE |
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| 3D-Formate mit 60 Hz |
| BILD 1 |
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Getrennte Bilder für das linke und rechte Auge. |
| BILD 2 |
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Bilder nebeneinander, halbhorizontale Auflösung. Beide Subframes für das rechte/linke Auge werden in halbhorizontaler Aufl ösung in einer Datei oder einem Frame angezeigt. |
| BILD 3 |
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Bilder übereinander, halbvertikale Aufl ösung.
Beide Subframes für das rechte/linke Auge werden in halbvertikaler Auflösung in einer Datei oder einem Frame angezeigt. |
| BILD 4 |
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Zeilensprungverfahren, halbvertikale Auflösung pro Subframe. Beide Subframes für das rechte/linke Auge werden abwechselnd übereinander (Zeile für Zeile) als verschachtelte Auflösung in einer Datei oder einem Frame angezeigt. Dieses Format wird ausschließlich für die direkte Ausgabe auf S3D-Displays oder TV-Geräten genutzt und nicht für S3D-Broadcasting. |
| Full HD-3D-Formate mit 60 Hz |
| BILD 5 |
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Bilder nebeneinander, volle Auflösung. Beide Subframes für das rechte/linke Auge werden in einer Datei oder einem Frame angezeigt. |
| BILD 6 |
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Bilder übereinander, volle Auflösung. Beide Subframes für das rechte/linke Auge werden
in einer Datei oder einem Frame angezeigt. |
| 3D-Formate mit 120 Hz |
| BILD 7 |
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Shutter (sequenzielle Rasterfolge oder abwechselnde Bilder). Getrennte Bilder für das linke und rechte Auge werden nacheinander angezeigt. |
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