כל מה שרצית לדעת על תלת מימד… והעזת לשאול – חלק ד´

כולם מדברים עכשיו על המושג החם בקולנוע הביתי - תלת מימד 3D, אבל איך זה באמת עובד?מבט מעמיק על Dolby ...

6:00
  /  
12.09.2010
  
מאת: מוטי כהן

חלקו הקודם של המאמר התמקד בשיטת ה RealD. שיטת ה RealD הסירה כמעט את כל המוקשים שהיו בדרך להקרנה איכותית של סרטי תלת מימד בקולנוע. המוקש האחרון שנשאר – מסך ההקרנה. פיצול התמונות בשיטת ה RealD מבוסס על קיטוב האור ולכן מחייב מסך מיוחד שאינו גורם לביטול הקיטוב של התמונה החוזרת לעין.

מאמר זה מתמקד ברובו בשיטת Dolby 3D שהצליחה לבנות מערך הקרנה תלת מימדי בהשקעה קטנה יחסית ללא צורך בהחלפת המסך ובלי שינוי דרמתי בציוד ההקרנה הקיים. שיטת RealD מאפשרת המרה של אולם קולנוע מהקרנת 2D להקרנת 3D בהוצאה מינימאלית.

Dolby 3D

עין האדם בנויה לקלוט גל אלקטרו מגנטי שמתחיל באורך גל של כ 750 ננו מטר (צבע אדום) ועד אורך גל של כ 400 ננו מטר (צבע סגול). כל תדר שמתחת לאדום הוא אור בלתי נראה ומוגדר כאור אינפרה אדום וכל תדר מעל הסגול גם הוא אור בלתי נראה ומוגדר כאור אולטרה סגול. תדר קרינת האור מאד גבוה, ולצורך תיאור התדר נח יותר להשתמש בנתון האורך גל שלו. המספרים נמדדים בננו מטרים, ככל שהמספר קטן יותר כך התדר גדול יותר.

אפשר להציג את תחום הצבע הנראה לעין גם בצורה גראפית:

המעניין בעין שיש לה יכולת לזהות צבע בשני אופנים:

  1. תחושת צבע בזמן קליטת תדר אחד.
    לדוגמה, תדר יחיד באורך גל של 580 ננו מטר יפוענח במוח כצבע צהוב. תדר של 450 ננו מטר יגרום לתחושה של צבע כחלחל ותדר של 430 ננו מטר יגרום לכחול לקבל גוון יותר סגלגל.    
  2. תחושת צבע ע"י צרוף של כמה תדרים בודדים.
    בדרך כלל מספיקים 3 תדרים בודדים קבועים כדי לגרום לעין לזהות את מירב הצבעים. לדוגמה, צרוף של תדר אדום ועוד תדר ירוק נותן תחושה של צבע צהוב. צרוף של אדום בעצמה חזקה וירוק בעצמה יותר נמוכה מסיט את התדר המפוענח במוח לכתום יותר. אדום, ירוק וכחול ביחד מזוהים בעין כצבע לבן.

הסבר מעמיק מדוע העין מסוגלת לזהות צבע כשהיא קולטת רק תדר אחד או בעזרת צרוף של שלושה צבעים בודדים חורגת מהיקף מאמר זה ומצריך מאמר נפרד. רק נציין שהיכולת המיוחדת להפיק תחום רחב של צבע בעזרת 3 צבעים שונים מתאפשרת כי העין בנויה משלושה חיישנים שכל אחד מהם רגיש לתחום צבע אחר. על ידי הפעלה ישירה של כל חיישן בעין, המוח מתרגם את התוצאה לצבע מסוים.

תכונה מיוחדת זו במבנה העין מאפשרת להפיק צבעים רבים בקלות יחסית ולבנות את כל מערך מסכי הטלוויזיה, המקרנים, סרטי הצילום, חיישני התמונות, הדפוס וכל שאר ציוד הצבע בעזרת שליטה על 3 צבעים בלבד. מסיבה זו מסך צבעוני בנוי רק משלושה צבעים עצמאיים עם אפשרות שליטה על עצמת כל צבע בנפרד. הצבעים שנבחרו הם האדום (R) הקרוב לקצה השמאלי של סקאלת הצבעים, הירוק (G) במרכז והכחול (B) הקרוב לקצה הימני של סקאלת הצבעים. שלושת הצבעים הנבחרים (הלא הם ה RGB המפורסמים) מקבילים בתדרם לרגישות העקום הפיזיולוגי של חיישני הצבע בעין.

נשאלת השאלה: האם בכל המסכים הצבע האדום, הירוק או הכחול חייבים להיות בתדר זהה?

התשובה היא לא.

כל מסך יוצר צבע יסודי כתלות בכימיה שממנו הוא בנוי ולכל מסך יש אדום (או ירוק או כחול) בתדר משלו. סביר שצבע ירוק המופק במסך פלאזמה מחברה אחת יהיה שונה מתדר הצבע הירוק המפיק מסך פלאזמה של חברה אחרת, כל שכן מסך CRT או LCD. התדרים חייבים להיות קרובים אבל לא חייבים להיות בדיוק אבסולוטי. בעזרת כיוון (כיול) של יחס העוצמות בין האדום, הירוק והכחול אפשר לקזז כל מסך כדי הגוונים יראו דומים מאד לגוונים שמקרין מסך אחר.

למעשה כל המלל וההסבר עד כאן נועדו לכתיבת ההצהרות הבאות:

  1. אפשר ליצור תחום צבעים רחב בעזרת שלושה צבעים בלבד.
  2. אפשר לבחור כל צרוף של שלושה צבעים באזור האדום, הירוק והכחול.

על שתי מסקנות אלו מבוססת שיטת התלת מימד של Dolby.

הדרישה העיקרית שהנחתה את חברת Dolby הייתה להצליח להעביר לצופה את תחושת התלת מימד ללא צורך בהחלפת מסך הקולנוע ולכן היה ברור ששיטת הקיטוב לא באה בחשבון וצריך לבסס את המנגנון על רעיון אחר. חברת Dolby התבססה על פיתוח של חברת Infitec והשתמשה בו לבניית מערך התלת מימד עבור בתי הקולנוע. מאחר ונושא הקיטוב נפל, חזר רעיון הצבע כאפשרות ליצירת מנגנון הפרדת תמונה בין עין ימין לעין שמאל. להבדיל משיטת המשקפיים הדו צבעוניות שבה כל עין מקבלת תחום צבע אחר, ברעיון של חברת Dolby כל עין מקבלת את כל הצבעים, כמעט.

כדי לאפשר ראיה של כל הצבעים אפשר לבנות הרכב צבע של שלושה צבעים שונים. למעשה אפשר ליצור קבוצות שונות של RGB כשבכל קבוצה כל צבע בתדר שונה.

מערכת התלת מימד של Dolby, מורכבת משתי קבוצות של צבעי האדום, הירוק והכחול.

כל קבוצה מורכבת משלושה תדרים בסיסיים ולכן כל קבוצה מסוגלת ע"י צרוף הצבעים שבאותה קבוצה להרכיב צבעים שונים בתחום רחב.

מקרן וידאו (LCD או DLP או אחר) יוצר את התמונה בעזרת הקרנה של שלושה צבעים בו זמנית על גבי משטח (מסך) לבן. המקרן יוצר את הצבעים בעזרת אור לבן שעובר דרך שלושה מסננים צבעוניים כל אחד בתחום התדר המתאים.

אור לבן שמופק ממקור פיזיקאלי (כמו נורה) מכיל הרכב צבעים בכל תחום התדר. חברת Dolby פיתחה מסנן יחיד שחוסם את כל תדרי האור הלבן ומעביר רק שלושה תדרים נבחרים:

 

הקו הירוק מתאר את צורת המסנן. המסנן מעביר תחום צר של תדרי האדום, הירוק והכחול ובכך הופך כל אור לבן שעובר דרכו למקור של אור הבנוי משלושה צבעים בלבד (צבעי RGB) בדומה למקורות האור של מסכי הטלוויזיה או המקרנים.

למעשה הם בנו שני מסננים. מסנן אחד שמעביר רק את תחום הצבעים של קבוצה A והמסנן השני מעביר רק את תחום הצבעים של קבוצה B.

 

המעניין הוא, שאם עובר דרך המסנן אור לבן, אחרי המסנן הוא יראה לבן למרות שנמחקו ממנו הרבה תדרי ביניים. אמנם עצמת האור פוחתת אבל עדיין, גם אם האור עובר דרך המסנן של קבוצה A או דרך קבוצה B, העין משדרת למוח שהאור הנראה הוא אור לבן. כל מסנן מעביר רק את צרוף ה RGB שלו.

הלבן הנראה בקבוצה A והלבן הנראה בקבוצה B לא זהים אך זה אינו מפריע לעקרון הפעולה של מנגנון התלת מימד ולכן נתעלם מהתופעה בשלב זה.

אם מתבוננים במקור אור דרך שני מסננים, אחד מקבוצה A והשני מקבוצה B, האור יחסם לחלוטין. חושך.

מסנן A יעביר רק חלק מתחום הצבעים ומסנן B יחסום אותם כי הוא מעביר חלק אחר של תחום הצבעים. 

מטרת כל מנגנון ראיה בשלושה מימדים היא להקרין שתי תמונות על המסך אבל לדאוג שכל אחת מהתמונות תגיע רק לעין המתאימה לה. אם נקרין תמונה של עין ימין דרך מסנן ששייך לקבוצה A, ותמונה של עין שמאל דרך מסנן ששייך לקבוצה B, נקבל על המסך שתי תמונות שכל אחת מהן נראית כתמונה רגילה, אבל למעשה מורכבת מתדרי RGB שונים. כעת רק צריך לדאוג למשקפיים תואמים עם מסנן קבוצה A על עין ימין ומסנן קבוצה B על עין שמאל. התמונה עם הרכב ה RGB של קבוצה A תגיע לעין ימין אבל לא לעין שמאל כי היא תחסם ע"י מסנן קבוצה B.

כל מה שצריך זה שני מסננים במקרן הקולנוע ומסננים זהים במשקפיים והכול פתור.

נשמע פשוט, אבל ממש לא.
כולם יודעים מה צריך לעשות אבל לא יודעים איך.

החלק המסובך בכל שיטת Dolby הוא יצירת המסננים. קל לצייר על הנייר את עקומת המסננים אבל קשה לבצע את זה טכנולוגית. יש צורך לבנות מסננים מדויקים מאד המצליחים לחסום את כל התדרים פרט לשלושה נבחרים ובתחום צר של האור. אסור לדוגמה שתדר ה 620 ננו מטר מקבוצה A יצליח להסתנן דרך המסנן שמעביר רק את ה 650 ננו מטר של קבוצה B ולהיפך. כנ"ל הירוק והכחול. תהליך אופטי מסובך.

בניית מסנני המקרן והמשקפיים כרוכה בכסף רב וכדי ליצור את המסננים הדרושים יש צורך בתהליך של שכבות על גבי שכבות של ציפויים מיוחדים להשגת המסנן הנדרש. המחיר הגבוה של משקפי Dolby ביחס  למשקפיים המקטבות, גורם לצורך בתחזוקה יקרה יותר מתחזוקת המשקפיים בשיטת ה RealD.

כדי להפוך בית קולנוע שמקרין סרטי דו מימד לבית קולנוע שמקרין סרטי תלת מימד, כל הנחוץ (פרט למשקפיים) להוסיף בתוך המקרן הדיגיטאלי הקיים בבית הקולנוע, מסננים מתאימים. המסננים בנויים בצורת גלגל שחציו מסנן מקבוצה A וחציו השני מסנן מקבוצה B. את הגלגל מכניסים בין מקור האור למנגנון ה DLP או ה LCD היוצר את התמונה. הגלגל מסתובב בצורה מתואמת עם קצב התקדמות הסרט והאור הלבן העובר דרך המסנן מחליף את תכונתו, פעם הופך לאור RGB מקבוצה A ופעם מקבוצה B.

הגלגל מסתובב פי שלוש מהר יותר מקצב התקדמות התמונות (Frames) ולכן תהליך ההקרנה הוא כזה:

  1. זוג התמונות שנועדו להקרנה (לעין ימין ולעין שמאל) עובר לזיכרון המקרן.
  2. מוקרנת תמונה של עין ימין, לאחר מכן מוחלפת התמונה לתמונה של עין שמאל, שוב ימין, שמאל, ימין, שמאל.
  3. זוג התמונות הבא עובר לזיכרון והתהליך חוזר על עצמו.

בכל פעם שיש תחלופה בין תמונה של עין ימין לתמונה של עין שמאל, הגלגל נמצא במצב שהאור עובר דרך מסנן שונה וכך כל התמונות של עין ימין מוקרנות ב RGB של קבוצה A וכל התמונות של עין שמאל מוקרנות ב RGB של קבוצה B.

כל זוג תמונות מוקרן לזמן של כ- 40 מילי שניות (קצב הקרנה של 24 תמונות בשנייה). במשך זמן זה, הגלגל מבצע 3 הקפות. כמו במערכת RealD, תדר ההבהוב על המסך מגיע ל- 144 הבהובים בשנייה (24 מוכפל ב 6) והוא גבוה מספיק כדי שהמוח לא ירגיש בהבהוב.

בעזרת המסננים במשקפיים, כל עין מקבלת רק את הרכב הצבעים המתאים לה ובעקבות זה רק את התמונה המיועדת לה.

זה המקום לחזור לנושא הצבע. מאחר ובשיטת Dolby צבע האור משתנה במקצת עקב המעבר דרך המסננים המיוחדים, מתקבלת על המסך תמונה בהיסט צבעים בהשוואה לתמונה ללא המסננים. חברת Dolby מבטיחה שמנגנון תאום הזמנים בהחלפת התמונות יבצע גם תיקוני צבע לפני שהאות הדיגיטאלי יעבור למקרן.

אפשר לומר שהפיתוח של חברת Dolby האיץ את קידום נושא תעשיית התלת מימד בקולנוע וחשיבותו רבה כי הוא פתח מחדש את התחרות בהקרנת הסרטים הביתית.

עוד בנושא: כל מה שרצית לדעת על תלת מימד… והעזת לשאול – חלק א´
המאמר עוסק בראיה התלת מימדית וצילום בתלת מימד.

כל מה שרצית לדעת על תלת מימד… והעזת לשאול – חלק ב´
המאמר עוסק בשיטות הפרדת תמונות על ידי צבע לקבלת תלת מימד, השחזור והפרדה על ידי קיטוב.

כל מה שרצית לדעת על תלת מימד… והעזת לשאול – חלק ג´
המאמר עוסק במשקפי תלת מימד השונים כגון Pulfrich ומשקפי ChromaDepth ועל טכנולוגית ה RealD.

סיכום ביניים

נסכם בקצרה את שלושת המערכות העיקריות הקיימות בקולנוע להקרנה בתלת מימד:

  1. IMAX
    הקרנה אנלוגית (Film) בעזרת שני מקרנים בו זמנית בקצב של 24 תמונות בשנייה. הבהוב התמונה בקצב של 48 פעמים בשנייה. הקידוד נעשה בעזרת מסננים מקטבים.

    היתרונות:
    בכל זמן נתון מופיעות על המסך שתי תמונות.
    הפרדה טובה בין התמונות.
    משקפיים זולים.
    עצמת אור טובה.
    לא משפיע על הצבע.

    החסרונות:
    דורש הקרנה כפולה.
    חייב בית קולנוע הנבנה במיוחד לצפייה בתלת מימד.
    זווית הצפייה משפיעה על ההפרדה.
    ירידה באיכות הפרדת התמונות בישיבה בצידי המסך.

  2. RealD
    הקרנה דיגיטאלית בעזרת מקרן אחד בקצב של 24 תמונות בשנייה. הבהוב התמונה בקצב של 144 פעמים בשנייה. הקידוד נעשה בעזרת מסננים מקטבים מעגליים.

    היתרונות:
    הפרדה טובה בין התמונות.
    משקפיים זולים.
    שינוי בזווית הראיה לא משפיע על ההפרדה.
    קל להמרת הקרנה בתלת מימד.
    לא משפיע על הצבע.

    החסרונות:
    חייב מסך מיוחד.
    בזמן נתון מוקרנת על המסך רק תמונה אחת.
    מחייב תיקון עצמת האור.
    ירידה בהפרדת התמונות בישיבה בצידי המסך.

  3. Dolby 3D
    הקרנה דיגיטאלית בעזרת מקרן אחד בקצב של 24 תמונות בשנייה. הבהוב התמונה בקצב של 144 פעמים בשנייה. הקידוד נעשה בעזרת מסנני צבע.

    היתרונות:
    הפרדה טובה בין התמונות.
    שינוי בזווית הראיה לא משפיע על ההפרדה.
    קל בהמרת המקרן לתלת מימד.
    לא מצריך מסך מיוחד.

    החסרונות:
    בזמן נתון מוקרנת על המסך רק תמונה אחת.
    משקפיים יקרים.
    מחייב תיקון לעצמת האור.
    משפיע על הצבע.
    לא מתאים לעיוורי צבעים.

 

3D במסכים ביתיים

3D במסכים ביתיים

במקבץ המאמרים עד נקודה זו, ההתייחסות לנושא התלת מימד התמקדה במערכות שניבנו בעיקר לבתי הקולנוע. הרעיון היה להשתמש במנגנון חכם ויקר בתא ההקרנה אבל פשוט וזול בחלק של הצופה – הכוונה כמובן למשקפיים. אפשר להשיג באמצעים נוספים מאלו שתוארו עד עתה מנגנון להקרנה בתלת מימד, אך אמצעים אלו דורשים תחכום גם בצד הצופה.

במשך תקופה ארוכה נבחנו הרבה רעיונות ליצירת התלת מימד בקולנוע אבל כולם נפסלו כי הם חייבו שימוש במשקפיים הכוללים אלקטרוניקה. משקפיים עם אלקטרוניקה דורשים אחזקה וטיפול תקופתי, רגישות לנפילות, בדיקת תקינות תכופה והחלפת סוללות.

כל המשקפיים שתוארו עד עתה היו משקפיים פשוטים, פסיביים, עמידים וזולים. לכשנושא המשקפיים עבר למערכות צפייה בבית, השתנו השיקולים.

נשאלת השאלה, האם אפשר להשתמש בטכנולוגיה שתוארה עד כה גם במסכי טלוויזיה ביתיים?
התשובה התיאורטית היא כן, אבל היישום מורכב ולא כלכלי ולכן התשובה המעשית היא – לא.

כל האופציות הטובות לא פועלות בצורה טבעית על מסכי LCD או פלאזמה כי הן דורשות השקעה טכנית וכספית מרובה לעומת תחליפים זולים יותר:

  • שיטות ה IMAX וה RealD פועלות בעזרת תמונות ממקור אור מקוטב בזווית משתנה.
  • האור שיוצא ממסך LCD יוצא מקוטב בזווית קבועה (זה חלק מהטכנולוגיה של המסך) ולכן אין אפשרות לשנות בו את הקיטוב. 
  • האור היוצא ממסך פלאזמה הוא אור לא מקוטב אבל זה לא מעשי לקטב אותו כי נדרשים מסננים מקטבים משתנים, גדולים ויקרים שיכסו את כל המסך.
  • שיטת Dolby 3D פועלת בעזרת שתי קבוצות של RGB.
  • גם מסך LCD וגם מסך פלאזמה מקרינים את התמונה לצופה במבנה של שלושה צבעים (RGB) שתדר כל צבע שהם מפיקים קבוע ואין אפשרות לשנות אותו.  

במקרנים ביתיים הסיפור שונה.

במקרן המבוסס DLP האור יוצא לא מקוטב ולכן אפשר להקרין תמונה תלת ממדית בכל אחת מהשיטות. בשיטת ה IMAX נחוצים שני מקרנים הפועלים בו זמנית. לפני כל מקרן מרכיבים מסנן מקטב בזווית קיטוב שונה וכל מקרן מקרין תמונה של עין אחרת. חובה כמובן להקרין על מסך מצופה מתכת.

אפשר להשתמש במשקפיים פסיביים מקטבים.

 

בשיטת RealD אפשר להקרין עם שני מקרנים כמו בשיטת ה IMAX אבל עם מסננים מעגליים. אפשר גם להשתמש במקרן אחד כשלפניו מוסיפים את המסנן המיוחד שיודע להחליף קיטוב. המעבר במקרנים ביתיים לשיטת ההקרנה של חברת Dolby 3D יותר מורכב כי אין עדיין ערכה מסודרת אבל אין זו בעיה טכנית להכניס את "גלגל הקבוצות" כחלק מגלגל הצבעים שיש במקרני ה DLP.

מקרן LCD פועל אמנם בטכנולוגיה של קיטוב, אבל כחלק מתהליך יצירת התמונה, מבצעים ערבוב של שלושת הצבעים (ה- RGB) לפני שהם עוברים דרך העדשה. בערבוב, הקיטוב נעלם ולכן ישנה אפשרות גם במקרנים אלו להשתמש בכל הטכנולוגיות שתוארו.

אז מה כן אפשר לעשות כדי להביא את התלת מימד הביתה על גבי מסכי ה LCD או הפלאזמה?

3D ללא משקפיים

הכי טוב לא להשתמש במשקפיים.
על בסיס משפט זה תוכננו מסכים ביתיים לצפייה בתלת מימד ללא אביזרי עזר כל שהם. הרעיון, כמו בכל מערכת תלת מימד, שהצופה יראה בכל עין רק את התמונה המתאימה לה ללא מנגנוניי קיטוב, הבהוב או טיפול בצבעים.

תכנון מסך 3D ללא שימוש במשקפיים הוא אתגר לא קטן. התוצאה נכון להיום לא אידיאלית אבל מתאימה למתלוננים על חוסר נוחות ובעיקר לאלו שרגישים להבהוב הקיים במערכות התלת מימד הקיימות.

ישנן שתי שיטות להמחשת התלת מימד ללא משקפיים אך בסיס הרעיון של שניהם זהה. בשתי השיטות על המסך מוקרנות בצורה משולבת תמונה של עין ימין ושל עין שמאל ביחד. הרעיון הוא לחלק את המסך לעמודות (מלמעלה למטה) כך שכל עמודה היא פס אנכי צר מתמונה של עין ימין ולצידה עמודה שהיא פס אנכי צר מהתמונה של עין שמאל. את החלוקה לעמודות מבצעת תוכנת המסך כך שרוחב כל עמודה הוא כרוחב פיקסל (שלושת צבעי ה RGB).

במסך HD מלא שבו מספר העמודות שווה ל 1920 עמודות, נלקחות 960 העמודות האי זוגיות מהתמונה של עין שמאל ו 960 העמודות הזוגיות מהתמונה של עין ימין. התוכנה משלבת את העמודות וביחד מתקבלת תמונת פסיפס מבולבלת המכילה חלקי תמונה של עין ימין וחלקי תמונה של עין שמאל.

לוגו האתר בתלת מימד יראה על המסך בצורה הבאה:

 

העמודות באיור נראות גסות אבל זה רק לצורך ההמחשה, במציאות רוחב הפיקסל מאד קטן ולכן גם העמודות צרות מאד וממרחק צפייה סביר, קשה להבחין בהן. התהליך הבא נועד לדאוג שכל עין תראה רק את התמונה המתאימה לה. במילים אחרות, שעין שמאל תראה רק את העמודות האי זוגיות של המסך ועין ימין תראה רק את העמודות הזוגיות של המסך.

אחת משיטות ההפרדה בין התמונה לעין נקראת שיטת ה- Parallax barrier.

הרעיון הוא להוסיף בין הפיקסלים של המסך לעין הצופה עוד מסכה העשויה מפסים אנכיים של חוסמי אור כך שבמרחק נתון מהמסך כל עין תראה רק את פס הפיקסלים המתאים לה.

האיור הבא ממחיש את החסימה שהוכנסה במסכי תלת מימד הפועלים ללא עזרת משקפיים. ממבט עליון זה נראה כך:

עמודת הפיקסלים של עין שמאל מסומנת בכתום ועמודת הפיקסלים של עין ימין מסומנת בסגול. כשהעיניים מתבוננות במסך כשהן בנקודה אופטימאלית, עין שמאל רואה רק את הפיקסלים הכתומים ועין ימין רק את הסגולים. קרני האור של הפיקסלים הסגולים לא יגיעו לעין שמאל (מומחש באיור בקו סגול מקווקו). וכמובן האור היוצא מהפיקסלים המסומנים בכתום לא יגיע לעין ימין.

עין שמאל תראה רק את העמודות האי זוגיות ועין ימין רק את העמודות הזוגיות.

למעשה כל עין רואה רק חצי מהתמונה אבל העמודות כל כך דקות שהמרווחים השחורים קשים להבחנה והמוח משלים את שתי התמונות לתמונה תלת ממדית שלמה.

כל הנאמר נכון רק אם העיניים ממוקמות במרחק שתוכנן ע"י יוצרי המסך. גודל כל פיקסל, מרחק המסכה ממשטח הפיקסלים ורוחב פסי חסימת האור במסכה קובעים את המיקום האופטימאלי לצפייה. אפשר לראות באיור הקודם איך תגיב העין במקרה של התרחקות מנקודת הצפייה המתוכננת. עדיין כל עין תראה את הפיקסל המתאים אבל לא בצורה אידיאלית. תזוזה לצד תשבש את התלת מימד לחלוטין.

החיסרון בשיטת ה- Parallax barrier שתמונה טובה תתקבל רק באזור צפייה מוגבל. חיסרון נוסף הוא הפסד רזולוציה וגם ירידה בעוצמת האור.

שיטת ה- Parallax barrier חביבה על הרבה חברות כי בעזרת בניית המסכה ממשטח LCD בר שליטה, אפשר להפעיל את המשטח כ LCD חוסם או לא חוסם ובכך להפוך את המסך בקלות ממסך רגיל למסך תלת ממדי ולהפך.

הסבר על מנגנון LCD המשנה את תכונתו משקוף לאטום יורחב בחלק הבא של המאמר.

השיטה השנייה להובלת אור הפיקסלים לכיוון העין המתאימה מכונה – Parallax Lenticular.

לפני שנים היו נפוצות גלויות משעשעות שאפשר היה לראות בהן תמונה תלת ממדית או שתי תמונות שונות בהתאם לזווית הצפייה בגלויה. מבנה גלויות אלו הוא בסיס הרעיון למסכי טלוויזיה ביתית בתלת מימד ללא משקפיים בשיטת ה- Parallax Lenticular.

כדי להוביל לכל עין את התמונה המתאימה, הגלויה הודפסה כששתי התמונות מחוברות כמו שהוסבר בתחילת הפרק הזה – פסים אנכיים ש"נגזרו" מכל תמונה משולבים ביחד לתמונה אחת. ההפרדה התרחשה בעזרת פסי עדשות פלסטיק זעירות שהורכבו על הגלויה. אוסף עדשות אלו הוביל את פס התמונה המתאים לכיוון העין הנכונה.

מבנה מסכי הטלוויזיה דומה. שורת עדשות Lenticular מורכבות על המסך. כל עמודת עדשה מכסה שתי עמודות – עמודה אי זוגית ועמודה זוגית.

 

האור מכל צמד פיקסלים מובל לכיוון העין כך שכל עין רואה רק את עמודת הפיקסלים המתאימה. מנגנון העדשות בעייתי פחות בצפייה ממרחקים שונים אבל גם הוא מגביל את הצופה לזווית צפייה קטנה. איכות הפרדת התמונות משתבשת מנקודת צפייה שלא מרכזית ואיכות תלת המימד יורדת פלאים.

משטח עדשות ה Lenticular המורכב על המסך נראה כך:

שיטת ה- Parallax Lenticular יותר יעילה בשינוי מרחקי הצפייה ויש לה יתרון נוסף של בהירות. מכיוון שאין מסכה החוסמת חלק מהאור, כמות האור שמקרין המסך גבוה. הבעיה במסך זה היא חוסר היכולת לעבור בקלות ממסך תלת מימד למסך דו מימד. כדי לבטל את תלת המימד יש צורך לבטל את השפעת עדשות ה Lenticular וזה נעשה ע"י הרכבה של משטח עדשות "הפוך" על המשטח הקיים.

למרות שבפתיחת פרק זה נכתב שהכי טוב לא להשתמש במשקפיים, אפשר להבין כי פתרון הצפייה במסכי תלת מימד ללא משקפיים הוא פתרון מוגבל ולא ישים בכל המצבים. לצורך שיפור מנגנון התלת מימד והגדלת איכות הפרדת התמונות במסכים ביתיים מוסיפים למסך כחלק בלתי נפרד משקפיים אקטיביים והתוצאה המתקבלת מחזירה הביתה את איכות התלת מימד שבקולנוע.

התפתחות הטכנולוגיה של המסכים הביתיים עם המשקפיים האקטיביים תורחב בחלקו הבא (החמישי) של המאמר.

להמשך דיון על Dolby 3D ותלת מימד במסכים ביתיים.


6:00
  /  
12.9.2010
  
מאת: מוטי כהן

1