כל מה שרצית לדעת על תלת מימד… והעזת לשאול – חלק ה'

הפרק האחרון במאמר המקיף על טכנולוגיית תלת המימד.הסבר ברור על טכנולוגית התלת מימד במאמר פשוט וקריא לכל אחד.

7:00
  /  
31.07.2011
  
מאת: מוטי כהן
הקדמה: 3D במסכי CRT

מבוא

חלקו החמישי והאחרון של המאמר בנושא התלת המימד מתמקד בשיטות וביכולת לצלם, להקרין ולצפות בתוכן תלת מימדי באמצעות ציוד וידאו שנועד בעיקר למשתמש הביתי.

במערכות קולנוע מסחריות, ההשקעה הגדולה להוזלת מחיר ותחזוקת המשקפיים היא בציוד הנמצא בחדר ההקרנה. בשונה מכך, במסכים ביתיים תוספת הכסף נועדה בעיקר עבור הציוד הנלווה למסך הטלוויזיה.

למאמרים הקודמים בסדרה – כל מה שרצית לדעת על תלת מימד…והעזת לשאול
חלק א', חלק ב', חלק ג', חלק ד'

 

3D במסכי CRT

מסך טלוויזיה ביתי בתלת מימד הוא נושא ישן. מאז ומתמיד ניסו לשדרג את שידורי הטלוויזיה ע"י הוספת מנגנון תלת מימד טוב יותר ממשקפיים אדום-כחול צבעוניים כל שהם. הטלוויזיות הישנות, אלו המצוידות במסך CRT, הצליחו במשימה הודות לרעיון מבריק שרתם את אחד החסרונות של שיטת השידור האנלוגית הקיימת עד היום, ליתרון המאפשר צפייה בתלת מימד.

למסכי הטלוויזיה של פעם לא היה מעבד תמונה כל שהוא ולא זיכרון פנימי ובוודאי לא היה קשר דיגיטאלי בין תחנת השידור (או הכבלים) למקלט בבית. ובכל זאת, הצליחו ליישם מנגנון תלת מימד שהרעיון שלו היה אבן דרך למערכות התלת מימד שקיימות היום במסכים החדישים מרובי האלקטרוניקה.

 סרטי תלת מימד לא היו בנמצא. מי שצילם והקרין סרטים אלה היה קשור בעיקר לקבוצת ה-IMAX. חברה זו התמחתה באולמות גדולים עם מסכים ענקיים והקרנות של סרטי 3D ברחבי העולם. כדי להפיץ סרטים אלה לצפייה ביתית היה צורך בערכת תלת מימד מיוחדת שהתווספה לטלוויזיה. מה שכיום בלתי אפשרי עם המסכים החדשים, נעשה בעבר במסכי CRT. כל אחד היה יכול לשדרג את טלוויזיית ה CRT שלו בקלות ולהפוך אותה לכזו המאפשרת הקרנה תלת ממדית.

כל שצריך היה הוא לרכוש את הערכה הבאה:

 

חיבור הערכה די פשוט: אות הוידיאו נכנס לקופסה ויוצא ממנה לכיוון הטלוויזיה. לאותה הקופסה מחברים גם את המשקפיים. הקופסא מזהה את אותות הסנכרון בוידיאו ומעבירה אותות בקרה למשקפיים.

תקן הטלוויזיה קובע כי מספר התמונות המשודרות בשנייה (Frames) עומד על 30 בתקן האמריקאי ועל 25 בתקן האירופי והישראלי. מהירות תחלופה של כ-25 תמונות בשנייה היא מהירות נמוכה וגורמת לעין להרגיש תחושת הבהוב. כדי לבטל תחושה זו הוחלט להגדיל את קצב החלפת התמונות ל-50 פעם בשנייה, כאשר בצורה כזו תשודר תמונה מלאה בשני חלקים. למעשה, כל תמונה תורכב משורות צפופות של תאורה משתנה ובסיכום תתקבל תמונה שלמה ולכן תחילה תשודרנה השורות האי זוגיות ולאחר מכן תשודרנה השורות הזוגיות.

כל תמונת וידאו משודרת פעמיים (בחלקים) וזה מכפיל את קצב השתנות המידע על המסך והופך אותו מ-25 פעמים בשנייה לדימוי קצב של 50 פעמים בשנייה.

שידור השורות האי זוגיות ולאר מכן שידור השורות הזוגיות מכונה שידור שזור – Interlaced.התכונה של תקן שידור הקווים האי-זוגיים ולאחר מכן הקווים הזוגיים של התמונה נוצלה היטב בשיטת התלת מימד.
בתלת מימד משודרות (או מוקרנות) שתי תמונות שכל אחת נועדה לעין אחרת והמטרה של מערכת הפענוח לגרום לכל תמונה להגיע רק לעין המתאימה לה.
בתחנת השידור או בכותר ה-DVD מרכיבים את התמונה בצורה קצת שונה מהרגיל. מתמונת עין ימין מסירים את כל השורות הזוגיות ומתמונת עין שמאל מסירים את כל השורות האי-זוגיות. התוצאה מסוכמת לתמונה חדשה.

כמו בשידור רגיל, בתחילה משודרות השורות האי זוגיות שלמעשה מכילות את התמונה של עין ימין ולאחר מכן משודרות השורות הזוגיות שמכילות מידע של התמונה המתאימה לעין שמאל. כל מה שצריך עכשיו זה לדאוג שעין ימין תראה רק את השורות האי זוגיות ועין שמאל תראה רק את השורות הזוגיות.

 

כדי שכל עין תראה את התמונה המתאימה לה, ורק אותה, מרכיבים משקפיים אקטיביים שחוסמים את האור לעין אחת ונשארים שקופים עבור העין השנייה. כשהתמונה המוקרנת על המסך שייכת לעין ימין, המשקף שמונח מול עין ימין נשאר שקוף והמשקף שמול עין שמאל נאטם לאור.

בזמן זה, רק עין ימין רואה את התמונה שעל המסך.

המסך מחליף את התמונה לתמונת עין שמאל ולפי פקודה המשקף הימני במשקפיים האקטיביים הופך לאטום והשמאלי לשקוף.

בזמן זה, רק עין שמאל רואה את המוקרן על המסך.

התמונות על המסך מתחלפות בקצב גבוה, המשקפיים מחליפים צד בהתאם ולמעשה כל עין רואה רק את התמונה השייכת לה.
הפיקוד למשקפיים נעשה בעזרת מתקן שמחובר לאות הוידיאו בטלוויזיה. מתקן זה מזהה כשמוקרנות השורות האי זוגיות על המסך או השורות הזוגיות ומחליף את מצב המשקפיים בהתאם בעזרת משדר אינפרה אדום.

למעשה, זהו תלת מימד ללא מסכים מורכבים וללא מערכת עיבוד אות משוכללת. כל שצריך היא תוספת של משקפיים ויחידת מפריד סנכרון שיכולה להתחבר לכל טלוויזיה רגילה, אפילו אם היא עברה את גיל ה- 20 שנה.

המנגנון הקיים כיום במסכי טלוויזיה לא שונה במהותו ממה שהיה לפני שנים רבות….תמונות מתחלפות במסך ומשקפיים מהבהבים בהתאם.

הרבה סיבות גרמו לכך שבעבר זה לא הצליח:

  1. לא היו מספיק סרטים ולכן לא היה מספיק תוכן לשידור.
  2. כשהוקרן תוכן תלת מימד לא ניתן לראות אותו בצורה רגילה ולמי שלא היה מצויד בערכת התלת מימד ראה תמונה מטושטשת.
  3. תוכן התלת מימד הבהב בצורה בלתי נסבלת. הסיבה העיקרית לכך שהנושא נזנח במסכי טלוויזיה הוא קצב רענון התמונה. במקרה הטוב, בקצב החלפת שדות של 60 פעמים בשנייה כל עין הייתה "סגורה" במחצית מהזמן וזה גרם לקצב החלפת תמונה של 30 פעם בשנייה לעין. לכל הדעות מדובר על קצב נמוך מאד שאין אפשרות להתעלם ממנו.

 

הנושא נשאר מדשדש והעניין בו נשאר למשוגעים לדבר.

 

המשקפיים האקטיביים

 

המשקפיים האקטיביים

זהו הבסיס לצפייה בתלת מימד במערכת ביתית. בעבר המשקפיים היו מעוצבים בצורה פשוטה, אבל בימינו משקיעים גם באיכות וגם בעיצוב והמשקפיים נראים הרבה יותר מרשימים.

נראה שלא צריך להדגיש מי מהמשקפיים בתמונה הוא המודל הישן.

מטרת המשקפיים לבצע חסימת אור לעין אחת בעוד שהעין השנייה מקבלת את מלוא התאורה. בפקודה חשמלית המצב מתהפך ומסלול האור השקוף הופך במהירות לאטום בעוד השני עובר למצב שקוף. 

לכל חברה יש משקפיים בצורה ומבנה מכני שונה, אבל מנגנון השליטה על מעבר האור זהה. כל משקף בנוי להיות שקוף ובעזרת מתח חשמלי לעבור למצב אטום. הרעיון הטכנולוגי, בדומה למסכי LCD הגדולים, מבוסס על שינוי זווית קיטוב האור בעזרת גבישים הצפים בנוזל,  LC – Liquid Crystal .  בין שני משטחים של מסננים מקטבים מכניסים משטח של גביש נוזלי. המסננים המקטבים נמצאים בקיטוב זהה (להבדיל ממסכי LCD ששם המסננים נמצאים בזווית של 90 מעלות אחד יחסית לשני) ואור שעובר דרך המסנן המקטב הראשון הופך להיות אור מקוטב. אור מקוטב זה מגיע למסנן המקטב השני וחודר דרכו בקלות.

כל זמן שהגביש הנוזלי לא מקבל מתח, האור עובר דרך המסננים המקטבים והמשקפיים נראים שקופים. כשהגביש הנוזלי מקבל מתח, הגבישים בתוכו מסתדרים בצורה שונה וזה יוצר שינוי בזווית הקיטוב. האור שפוגש את המסנן המקטב השני מגיע בקיטוב אחר ולכן לא מצליח לחדור אותו. התוצאה, תחושה של זכוכית אטומה.

הסבר יותר מפורט על אור מקוטב אפשר לקרא בחלק השני בסדרת המאמרים על התלת מימד.

במצב המוגדר במשקף כשקוף, לא כל האור עובר ולכן זכוכית המשקפיים נראית אפורה כחלחלה ולפעמים עם צבע נוטה לירוק כמו שרואים בתמונת המשקפיים. במצב השני, המוגדר כאטום, לא קיימת חסימת אור מלאה וזכוכית המשקף לא נראית שחורה לחלוטין.

איכות המשקפיים תלויה בכמה גורמים:

  1. רמת חסימת האור במצב "סגור".
  2. רמת השקיפות במצב "פתוח".
  3. מהירות תגובת המעבר ממצב אחד למצב שני.
  4. סטיית הצבע הנגרמת לתמונה במצב שקוף.
  5. גודל פיזי, משקל כללי ושאר התכונות המכאניות.

בעבר, הפיקוד האלקטרוני על המשקפיים נעשה בעזרת כבל שחובר בצד אחד למשקפיים ובצד השני למתקן סנכרון. כיום, רוב המשקפיים הם משקפיים אלחוטיים ומצוידים בחיישן אינפרא אדום שמקבל את הפיקוד ישירות ממשדר אינפרא אדום המותקן בקדמת מסך הטלוויזיה. חלק מהמסכים מסנכרנים את המשקפיים בעזרת משדרי RF או בתקן שן כחולה (Bluetooth).
הכנסת חיישן במשקפיים האלחוטיים מחייבת הכנסת אלקטרוניקה לבקרת הגביש הנוזלי וזה מחייב הוספת סוללה.

במשקפיים אלחוטיים האיכות תלויה גם ב:

  1. משך זמן הסוללה.
  2. רגישות וזווית קליטת אות הסנכרון.
  3. היכולת לשמור על קצב הבהוב מתמשך גם כשמתעוררת הפרעה (חסימה) רגעית של אות הסנכרון המגיע מהמסך למשקפיים (הסתת ראש או תנועה בחדר).

 

3D במסכי פלזמה ו LCD

3D במסכי פלזמה ו LCD

המעבר למקרנים דיגיטאליים באולמות הקולנוע ופריצת הדרך של חברת Dolby להקרנה בתלת מימד הכשירו את הקרקע להשקעה בסרטי תלת מימד. מפיקי הסרטים תמיד חיפשו דרך להוציא את הקהל מהבית ולגרום לו ללכת לראות סרט באולמות הקולנוע. ה"תלת מימד" התאים בדיוק לדרישה הזו, הרי אם כבר יש תוכן של סרטי תלת מימד, די ברור שיצרני מסכי הטלוויזיה ינצלו את פריצת הדרך וישדרגו גם הם למסכים המסוגלים להקרין בתלת מימד כך שתהיה אפשרות ליהנות גם בבית מההשקעה בפורמט חדש זה.

לקריאה נוספת – על מיתוסים ואמונות טפלות

אולם, הטכנולוגיה של Dolby לא מומשה במסכי ה-3D החדשים. הטכנולוגיה ליישום תלת מימד במקרני קולנוע מסובכת ליישום במסכים ביתיים ולכן המסכים הביתיים מפיקים את תמונת התלת מימד בדומה מאד לשיטה שיושמה במסכי CRT – החלפת תמונות בשילוב עם משקפיים אקטיביים.
כיום, כדי להתעלות מעל החיסרון הגדול ביותר של מערכת התלת מימד, הלא הוא ההבהוב, מתוכננים המסכים החדשים להחליף את התמונה בקצב של לפחות 120 פעמים בשנייה. גם האפשרות לעבור מ-3D ל-2D בלחיצת כפתור פתרה את החובה של הרכבת המשקפיים.

בכל שיטת תלת מימד צריך להקרין שתי תמונות ולדאוג שכל תמונה תגיע לעין המתאימה לה, ורק אליה. לצורך כך יש לרבב באות הווידיאו שתי תמונות, אחת ששייכת לעין ימין ואחת ששייכת לעין שמאל. ישנן כמה שיטות לערבול שתי תמונות התלת מימד בתוך מסגרת אחת. לרוב, מכשיר ההקרנה (DVD, Blu-ray, מחשב וכו') מתפקד כרגיל ומעביר למסך את רצף התמונות בלי לדעת שהתוכן שעובר מכיל יותר מתמונה אחת. מי שמפענח את המתקבל כתמונת תלת מימד הוא המסך וכמובן מגיב בהתאם.

לא כל המסכים מכירים את כל שיטות הקידוד של תמונת תלת המימד. מסכים אלה חייבים להתחבר לנגן (Blu-ray) היודע לפענח אותות 3D ולשדר אותם בפורמט קבוע המוכר למסך. בעבר בתעשיית הקולנוע פיתחו במשך השנים שיטות שונות להטמעת שתי תמונות ה-3D לתוך תמונה אחת לפי הצורך בהתאם לצורת ההקרנה. בתחילה, ההטמעה הייתה קשורה ליכולת ההקרנה עם סרט הצילום (Film) ומאוחר יותר נוצר צורך להתפתח לתלת מימד גם באות וידאו. ריבוי השיטות השאיר ריבוי קידודים ולפיכך קיימות שיטות לא מעטות לדחוס שתי תמונות במקום שהיה מיועד לתמונה אחת בלבד. אין תקן ברור ולכן רצוי שמכשיר הטלוויזיה או הנגן יכירו את כל השיטות הבאות כדי לאפשר למסך להקרין את מירב חומר התלת מימד הקיים. 

שיטות הקידוד

Over/Under

שיטת ה Over/Under, או בכינוי אחר Up/Down, נוצרה עבור סרטי קולנוע ישנים כשעוד ניסו לעניין את קהל הצופים בסרטי תלת מימד. כדי להקל על הקרנת הסרט בבית הקולנוע ניסו להישאר עד כמה שאפשר עם מערך ההקרנה הקיים ולכן חילקו את משטח התמונה המוקרנת לשני אזורים. תמונת עין אחת בחלק העליון ותמונת עין שנייה בחלק התחתון של מסגרת התמונה הרגילה.

כל תמונה נדחסה אנכית בעזרת עדשות לחצי מגודלה ועדשה מתאימה פרסה את הדחיסות לגודל המתאים. למעשה זה אפילו עזר בהקרנת סרטי סינמסקופ שבו היה צורך לפרוס את התמונה בציר האופקי.

כיום משתמשים בשיטה זו גם בסרטי וידאו HD. תמונת וידאו דיגיטאלית מורכבת מעמודות ושורות וכדי להכניס שתי תמונות במקום תמונה אחת בתוך מסגרת רגילה של אות HD, נאלצים לצמצם שורות.

כל תמונת תלת מימד מוקטנת במספר השורות לחצי ושתי התמונות מחוברות ביחד לתמונה אחת מלאה. כמובן שהקטנת כמות השורות גורמת להקטנת איכות (Resolution) של כל תמונה לחצי פיקסלים יחסית לתמונה דו ממדית. 

Side By Side

תמונה ליד תמונה, או בשם המקוצר SBS. בשיטה זו צולמו כמה סרטי Film אבל ללא הצלחה מרובה, לעומת זאת השיטה נפוצה מאד במערכות וידאו. 
גם כאן יצרו דחיסה של התמונה המצולמת וכל תמונה נדחסה אופקית לחצי מגודלה:

כשהרעיון עבר למערכות וידאו, זה נראה כך:

 

מכל תמונה הוסרו חצי מהעמודות והעמודות הנותרות נדחסו לתמונה אחת קטנה יותר בכמות הפיקסלים. שיטת דחיסה זו מקובלת במערכות וידאו לתלת מימד מאחר ותהליך הפריסה לתמונה מלאה קל למעבד התמונה יחסית לשיטות האחרות.

 

שורות

כמו בשידור אנלוגי ישן, חיבור תמונות לפי שורות (Interlaced). התמונה של עין אחת נמצאת בשורות האי זוגיות והתמונה של העין השנייה נמצאת בשורות הזוגיות.

הסרטן בתמונה יראה מטושטש במסך דו ממדי אבל בעזרת משקפי התלת מימד כל עין תקבל את התמונה המתאימה לה והמוח ישלב את שתי התמונות למראה תלת מימדי.
מאחר וכל תמונה מכילה רק חצי ממספר הפיקסלים יש ירידה באיכות הכללית המתקבלת. 

עמודות

שתי התמונות מופרדות לעמודות שונות. תמונה אחת בעמודות האי זוגיות והשנייה בעמודות הזוגיות.

גם בשיטת קידוד זו כל תמונה מיוצגת בחצי מהפיקסלים ולכן גם כאן יש ירידה באיכות. 

Checkerbord

שיטת "לוח הדמקה" (Checkerboard) כמעט והפכה לפורמט סטנדרטי. השיטה מאפשרת למסך המחשב להקרין תלת מימד ללא עיבוד תמונה מיוחד. מבנה הפיקסלים המרכיבים את שתי התמונות מפוזר על פני כל המסך והן משלימות זו את זאת לתמונת תלת מימד מלאה. הרעיון הוא לבנות את התמונה הסופית מפסיפס של תמונת עין ימין ותמונת עין שמאל.

הפיקסל הראשון בשורת המסך הראשונה נלקח מהפיקסל הראשון של תמונת עין שמאל.
הפיקסל השני נלקח מהפיקסל הראשון של תמונת עין ימין.
הפיקסל הבא שייך לפיקסל השני של תמונת עין שמאל.
וכך חוזר חלילה לכל אורך השורה……..

הפיקסל הראשון בשורת המסך השנייה נלקח מהפיקסל הראשון של תמונת עין ימין.
הפיקסל השני נלקח מהפיקסל הראשון של תמונת עין שמאל.
הפיקסל הבא שייך לפיקסל השני של תמונת עין ימין.
וכך חוזר חלילה לכל אורך השורה……..

מסך הטלוויזיה מסדר את כל פיקסלים של שתי התמונות במקומם ומדליק לסירוגין את קבוצת הפיקסלים של עין שמאל (הכתומים) ולאחר מכן את קבוצת הפיקסלים של עין ימין (הצהובים). קצב ההחלפה עומד על 120 פעם בשנייה כך שכל תמונה מוצגת 60 פעם בשנייה. גודלם הקטן של הפיקסלים ומרחק הצפייה מהמסך לא מאפשר לראות את ה"חורים" השחורים בין פיקסל לפיקסל והתמונה נראית הומוגנית על מסך מלא.

שיטה זאת מאד מקובלת על מסכי הטלוויזיה כי בזמן ההבהוב לא צריך להחליף את תוכן הפיקסלים, רק לסגור ולפתוח את האור של הקבוצה המתאימה.
אם נוריד את קצב החלפת התמונות, המסך יקרין את התמונות:

 

כשמתבוננים באנימציה מרחוק, התמונה נראית יותר הומוגנית ואפשר להבחין בקלות אילו חלקים בתמונה הם הגורם לתחושת התלת מימד וכיצד הם שונים בין תמונת עין ימין לתמונת עין שמאל.

המשקפיים האקטיביים מתואמים לקצב הפסיפס, מתחלפים בהתאם ובכך דואגים שכל עין תראה רק את התמונה המתאימה לה.
מקרני DLP "אוהבים" את שיטת ה Checkerboard ופועלים היטב בהקרנת תמונה תלת ממדית בשיטה זו, בייחוד אם נגן ה Blu-ray מתרגם להם את התמונה לצורת הפסיפס הנכונה.  

3D בתקן HDMI 1.4

תקן התקשורת הוותיק HDMI 1.3  עבר שינויים ושיפורים והתקדם לתקן HDMI 1.4. התקן החדש מגדיר יכולות העברת תקשורת קווית (Ethernet), מעבר צליל (Audio) בין סוגי הציוד לשני הכיוונים ("ערוץ אודיו חוזר"), תחום צבע משופר ויכולת לרזולוציה גבוהה של 4K פיקסלים.
השינויים שהוכנסו לתקן החדש כוללים גם התייחסות להקרנת קבצי וידאו בשלושה מימדים. מכשיר המתהדר בעבודה בתקן HDMI 1.4 אמור להכיר את ההגדרות שהוכנסו עבור הקרנה בתלת מימד ועליו להפעיל אוטומטית את כל הפורמטים הידועים להטמעת שתי תמונות ב Frame אחד.

חסרונה העיקרי של כל שיטה שהוזכרה עד כה היא הקטנת מידע שבתמונה, או במילים אחרות, רזולוציה נמוכה יותר יחסית לתמונה דו ממדית. התקן החדש הגדיר סוג קידוד נוסף ללא איבוד רזולוציה: Full HD 3D, או בקיצור FHD3D. ה-Frame הוגדר מסוג Over/Under והשתנה לכפול מתמונת Full HD (אפילו קצת יותר):

כל תמונה משודרת במלואה בקצב של 24 תמונות לשנייה בגודל של HD מלא (1080X1920). התמונה הראשונה היא המתאימה לעין שמאל ולכן נמצאת בחלק העליון של ה Frame והתמונה השנייה המתאימה לעין ימין הוכנסה לחלק התחתון של ה Frame. בין התמונות השאירו מרווח של 45 שורות לצורך מידע נוסף וסנכרון.

בשיטת השידור האנלוגית בארה"ב, מספר השורות המעשי הוא כ 470 שורות ודומה למספר השורות שיש בתקן ה-DVD, בסה"כ 480. בעבר, כששודרה תמונה תלת ממדית בשיטת שידור זו, 240 מהשורות הכילו את מידע התמונה של עין ימין ו 240 נוספות הכילו מידע תמונה של עין שמאל. המעבר למערכות דיגיטאליות ובעיקר ליכולת לשדר ברמה של HD והיכולת לבצע רענון המסך בקצב גבוה גרמו לשיפור ניכר בתוצאה הסופית. מספר השורות גדל ובעקבותיו גדלה כל רמת הפירוט בתמונה וההבדל המעשי בין תמונה דו ממדית לתמונה תלת ממדית הצטמצם להבדל זניח.   

 לקריאה נוספת – ידיעות בתחום ה-3D מתערוכת CES2011
3D במסכים ביתיים

השימוש במשקפיים אקטיביים

תפקיד מסך ביתי להקרנת סרטי תלת מימד הוא לחלץ את שתי התמונות המסתתרות באות הוידיאו ולהקרין בזמן נתון את אחת התמונות. במקביל עם החלפת התמונות המסך משדר אות למשקפיים האקטיביים ודואג להבהוב בקצב החלפת התמונה המוקרנת על המסך.

צורת ההקרנה של תמונה תלת ממדית לא קשורה לדרך שבה התמונה מקודדת באות הוידיאו, היא מתבצעת בדרך שבה יצרן המסך החליט מה לעשות עם רצף הפיקסלים שבונה את תמונת עין ימין ותמונת עין שמאל. מאחר ובדרך כלל כמות הפיקסלים לתמונה היא חצי מיכולת המסך, רוב היצרנים מפזרים את הפיקסלים על פני המסך ומקרינים כל תמונה ברמת הרזולוציה שהיא קיימת. ישנם יצרנים שמעבד התמונה מכפיל כל פיקסל בעצמו ובכך הופכת כל תמונה לתמונה מלאה. על אף שכמות הפיקסלים גדלה מלאכותית כמות הפרטים בתמונה נשארת כשהייתה.

אות הוידיאו מחליף כל זוג תמונות בקצב של 24 או 30 תמונות בשנייה והמסך מהבהב תמונות אלו בקצב של כ-120 פעם בשנייה. קצב החלפה של 120 תמונות בשנייה הוא קצב די גבוה ומאלץ את יצרני המסכים לתגובת מסך מהירה כדי לא לגרום לתופעת ה Ghosting, כלומר, תמונת עין אחת לא תעלם מספיק מהר כשהתמונה השנייה כבר מוקרנת. במקרה שקיים Ghost התמונה תראה קצת מטושטשת ותחושת התלת מימד תאבד מאמינותה.

כדי להתגבר על תופעה זו, בייחוד במסכי LCD ששם תגובת המסך לא מהירה כמו במסכי פלזמה ובפועל אין אפשרות להגיע לתלת מימד ברזולוציה של 1080p, רוב היצרנים מקרינים את שתי התמונות על המסך בצורת פסיפס כמו בשיטת ה-Checkerboard, ומדליקים רק את הפיקסלים המתאימים ובכך מבטלים את הצורך בהחלפה מסיבית של כל הפיקסלים בקצב גבוה.

גם כששתי התמונות מתקבלות מנגן Blu-ray והן בתקן HD תלת מימד מלא כדוגמת תקן HDMI 1.4, עדיין לא כל המסכים מסוגלים להחליף את כל הפיקסלים במסך במהירות הנדרשת ובפועל הקרנת סרטי ה- 3D טרם הגיעו לאיכות HD מלאה.

 

לקריאה נוספת – בעיות ונושאים מתקדמים ב-3D (כי לא הכל מושלם…)

 

 

השימוש במשקפיים פסיביים

למרות שרובם הגדול של המסכים הביתיים נעזר במשקפיים אקטיביים לצורך סנכרון התמונה לעין, מתחילה מגמה של מסכי תלת מימד הפועלים עם משקפיים פסיביים.

מגמה זו התחילה אחרי פיתוח חדש, ה-Xpol. זהו משטח הבנוי מרצועות פלסטיק שקופות ברוחב פיקסל אשר תפקידו להסיט את קיטוב האור היוצא ממסך LCD. יכולת שינוי הקיטוב מאפשר לבנות מסכי תלת מימד בעזרת משקפיים מקטבים פסיביים כמו בהקרנת סרט בבית הקולנוע.

למשקפיים הפסיביים יתרונות לא מעטים יחסית למשקפיים האקטיביים:

  1. מחירם נמוך
  2. משקל קטן
  3. קיימים בגדלים שונים כולל מצבתות להרכבה על משקפי ראיה
  4. אין צורך בהחלפת סוללה
  5. אין צורך במשדר סנכרון בטלוויזיה ולכן אין בעיה של קו ראיה מתמיד
  6. אין שינוי בצבע התמונה
  7. תואמים למסכים מחברות שונות כי אין להם צורך בקידוד אלחוטי  

אין ספק שיתרונות אלו גורמים ליצרני המסכים להשקיע בפיתוח מסכי תלת מימד בתפיסה שונה כזאת שלא מחייבת משקפיים אקטיביים.   

בחלק מבתי הקולנוע משתמשים בטכנולוגיה של קיטוב האור כדי להפריד בין תמונת עין ימין לתמונת עין שמאל. פריצת דרך טכנולוגית זו מאפשרת לנצל את טכנולוגיית הקיטוב גם במסכים ביתיים בעיקר במסכי LCD. כדי לשפר את התוצאה הסופית יצרו קשר עם ממציאי רעיון ה-RealD והוסיפו את טכנולוגיית הקיטוב הסיבובי ביחד עם המצאת ה-Xpol. התוצאה, שורות של פיקסלים שכל אחת מהן מקטבת את האור היוצא ממסך ה-LCD לאור מקוטב סיבובית.

הסבר מפורט על הפעולה של הקיטוב הסיבובי אפשר לקרא בחלק השלישי בסדרת מאמרי התלת מימד.

כדי לייצר קיטוב סיבובי יש צורך בתחילה לקטב את האור לקיטוב רגיל (אנכי או אופקי) ורק לאחר מכן לגרום לו לשנות כיוון ולנוע בצורה סיבובית. במסכי LCD חצי מהפעולה כבר קיימת – האור תמיד יוצא מקוטב. מה שנדרש זה להוסיף מנגנון לשינוי הקיטוב מקיטוב רגיל לקיטוב סיבובי, ואת הפעולה הזאת מבצע משטח ה-Xpol.
משטח Xpol מוצמד למסך ה-LCD כך ששורת פיקסלים ראשונה ב-Xpol תואמת בדיוק את שורת הפיקסלים של המסך. השורה השנייה תואמת את שורת הפיקסלים השנייה וכן הלאה. האור שיוצא ממסך ה LCD יוצא כאור מקוטב אנכית, חודר את משטח ה-Xpol שמשנה את הקיטוב לקיטוב סיבובי. האור בשורה הראשונה יוצא בסיבוב עם כיוון השעון ובשורה השנייה נגד כיוון השעון. האור שיוצא מהמסך בשורות האי-זוגיות יוצא בקיטוב הפוך לקיטוב האור שיוצא מהמסך בשורות הזוגיות.

  

בשידור תלת מימד מקרין מסך הטלוויזיה את התמונה של עין שמאל רק בשורות האי-זוגיות ושל עין ימין רק בשורות הזוגיות. למעשה המסך מקרין שתי תמונות בו זמנית (ללא צורך בהבהוב) כאשר כל אחת מוקרנת בקיטוב שונה. כמו בקולנוע, הרכבת משקפיים פסיביים של RealD גורמת לסינון כל תמונה לעין המתאימה לה ובעקבות כך לתחושת התלת מימד.

מספר השורות לתמונה בשיטה זו הוא רק חצי ממספר השורות של המסך ולכן צפייה בתלת מימד תקטין תמיד בחצי את מספר הפיקסלים לתמונה, אפילו אם המקור הוא HD מלא.

 

סיכום

אם זה לא טוב, עשה זאת בתלת מימד

אין טוב יותר מהאמרה הנ"ל לסכם את כל נושא תלת המימד. בדומה לכך שצליל היקפי נכנס כחלק משולב קבוע בהפקת סרטים, כך כנראה העתיד יראה עם תלת המימד.
תלת המימד התחיל כגימיק למשוך אנשים לאולמות הקולנוע ובמהירות הולך והופך לחלק טבעי מהפקת הסרטים. תחילה הופיעו סרטי תלת מימד רק באנימציה אבל היום הטכנולוגיה לא פוסחת גם על ההפקות הטובות והמושקעות ביותר בתחום. אין ספק שכמות סרטי התלת מימד וכמות החומר המשודר בערוצים המסחריים הולכת וגדלה דבר שמעלה את רצון הצרכן לרכוש מסכים אלה.

התלת מימד לא יכול לכסות בימוי חלש, משחק עלוב או תסריט רדוד אבל אין ספק שיש לו ערך מוסף גבוה לתחושת המציאות והנאת הצופה, מעבר למה שהורגלנו בסרטי הדו מימד. 

לדיון בנושא: כל מה שרצית לדעת על תלת מימד… והעזת לשאול – חלק ה'


7:00
  /  
31.7.2011
  
מאת: מוטי כהן

1