Tento článek je jedenáctým dílem našeho seriálu Techbox, ve kterém postupně rozebíráme a vysvětlujeme fungování základních součástí telefonů a další mobilní elektroniky.
Když řekneme 3D film, tak si téměř každý představí speciální brýle. U smartphonů, jakými byl modely LG Optimus 3D, HTC Evo 3D a LG Optimus 3D Max, které přišly s 3D displejem v letech 2011 a 2012 nebo letošní novinka, tablet Colorovo CityTab Vision 3D, však ke sledování 3D žádné speciální brýle nepotřebují. Jak vlastně vzniká 3D obraz a jakým způsobem ho můžeme sledovat, odpoví náš článek.
Na úvod nezaškodí trochu historie. Pokud bychom hledali kořeny 3D, museli bychom skutečně hluboko do historie až před náš letopočet. Podle některých zdrojů s třetím rozměrem u obrazů experimentoval již kolem roku 300 př. n. l. řecký matematik a geometr Eukleidés, stejně jako na přelomu 15. a 16. století Leonardo da Vinci.
Prokazatelné počátky 3D obrazu však datujeme až do 30. let 19. století, kdy britský vynálezce Sir Charles Wheatstone přišel na to, že stačí sledovat z určité vzdálenosti dva obrázky stejné scény pořízené z různých úhlů, abychom ošálili mozek a viděli scénu plasticky. Pro demonstraci tohoto objevu vytvořil v roce 1838 jednoduché mechanické zařízení, které pojmenoval stereoskop, které ještě vylepšil francouzský vynálezce Louis Jules Duboscq. Stereoskopy si rychle získávají velkou popularitu ve všech vrstvách obyvatelstva. Jedním ze zlatých hřebů Světové výstavy 1851 (Great Exhibition of the Works of Industry of all Nations), která se konala v květnu 1851 v Londýně, byl slavný stereoskopický portrét britské královny Viktorie.
Od statických je jen skok k pohyblivým obrázkům. V roce 1855 přichází Američan Coleman Sellers II s Kinematoscopem, který dokázal 3D obrázky rozpohybovat. V roce 1889 si nechává metodu výroby 3D filmů patentovat britský fotograf a vynálezce William Friese-Greene, ale na první veřejně promítaný 3D film si však musíme počkat ještě několik desítek let. 10. června 1915 prezentují Edwin S. Porter a William E. Waddell publiku v newyorském Astor Theater svůj testovací snímek pořízený v červeno-zeleném anaglyfu, což je jedna ze stereoskopických technik, která nám umožňuje vnímat statické obrazy i filmy prostorově, čehož dosahuje rozložením obrazů pro levé a pravé oko na barevné složky.
První skutečný 3D celovečerním filmem je až Power of love, který měl premiéru 27. září 1922 v Ambassador Hotel Theater v Los Angeles. Předpokládá se, že 3D verze tohoto němého filmu je nenávratně ztracená. Později byl film uváděn v 2D pod názvem Forbidden Lover.
V té době zbývá už jen několik málo let do zrození stereoskopické 3D televize. Byla představena v Londýně 10. srpna 1928 a její tvůrce John Logie Baird použil při její konstrukci elektro-mechanické technologie a katodové trubice.
První velká vlna zájmu o 3D filmy se datuje do 50. let minulého století, kdy se 3D filmy snaží Hollywoodská studia bojovat se stále populárnější televizí. Mezi tehdy natočenými 3D filmy je i slavný film Alfreda Hitchcocka Vražda na objednávku z roku 1954, protože však existovalo pouze málo kin schopných promítat ve 3D byl tento film nakonec promítán ve 2D. Experimenty s 3D filmy však neprobíhají pouze na západě, ale i na východ od železné opony. V roce 1946 je například v Sovětském svazu natočený celovečerní 3D film Robinzon Kruzo. Širšímu rozšíření 3D technologie však v této době zabránily vysoké náklady.
Další příležitost dostávají 3D filmy v 70. a 80. letech, ale definitivně se jim daří prosadit až v roce 1986, kdy byl na výstavě Expo 86 v kanadském Vancouveru představen IMAX 3D. V druhé polovině 80. let, celých 90. letech a na počátku tohoto tisíciletí jsou 3D filmy zejména doménou IMAXu. Jedná se o většinou krátké 3D dokumenty, ale objevují se i hrané filmy.
Přelomovým rokem je 2003, kdy režisér James Cameron přichází s dokumentem Ghosts of the Abyss (Tajemství Titaniku 3D), který natočil novými HD videokamerami, které si sám navrhl. V listopadu 2004 uvádí IMAX první celovečerní animovaný 3D film Polární express a zájem mezi hollywoodskými studii stále sílí. Nejen, že se natáčí nové filmy rovnou v 3D, ale dodatečně se převádí 2D filmy do 3D.
Jak si užít 3D filmy
Existuje celá řada metod, jak vytvářet 3D obsah. V případě statických obrázků, se jedná o již zmiňovanou od 19. století používanou metodu stereografie. Lidské oči jsou od sebe vzdáleny přibližně 6,5 centimetrů a každé z nich vidí trochu odlišný obraz, ze kterých pak mozek složí prostorový vjem. Pokud vyfotografujeme scénu dvěma objektivy, které jsou od sebe vzdálené stejně daleko jako oči, můžeme mozek oklamat a přinutit ho vytvořit prostorový vjem.
Nejstarší a nejjednodušší, ale zároveň nejméně kvalitní metodou tvorby 3D filmů, která se používá i pro statické obrázky, je anaglyf, který jsem již zmiňoval v souvislosti s prvním veřejně promítaným 3D filmem. Obraz se v tomto případě rozloží na barevné složky zvlášť pro pravé a pro levé oko a pro jejich prohlížení potřebujete speciální brýle s barevnými foliemi. To jsou ty barevné brýle, které má většina z nás zafixovány ve spojení s 3D filmy. Nejčastější anaglyf používá modrozelenou a červenou, ale existují i další méně rozšířené verze anaglyfu, které používají jiné kombinace barev - žluto-modrý, zeleno-červený atd.
Hlavní předností této metody je, že tyto anaglyfy snadno vyrobí na počítači i laik a snadno se šíří. Můžete si je prohlížet nejen na plátně kina, ale i na obrazovce televizoru, displeji počítače nebo jen vytištěné na papíře. Vše co potřebujete, jsou brýle s požadovanou kombinací barev. Tato jednoduchost však má i své nevýhody. Tím, že rozložíte barevné složky, tak vlastně zničíte barevnou informaci obrazu, kterou nejsou schopny brýle zrekonstruovat. Nejvíce to platí o barvách použitých na "skla" brýlí.
Další a kvalitnější metody, pak, stejně jako stereografy, pracují s dvojicí obrazů pro každé oko zvlášť. Také zde se používají brýle, ale ty jsou mnohem sofistikovanější než kus papíru a barevné folie používané u anaglyfu.
Metoda polarizovaného promítání, se kterou se můžete setkat například v IMAXu pracuje s promítačkou se dvěma objektivy, které jsou vybaveny speciálními polarizačními filtry. Stejnými polarizačními filtry jsou pak vybaveny i speciální brýle. Vtip je v tom, že oba polarizační filtry jsou vůči sobě jinak orientované. V případě filtrů s kruhovou polarizací ve směru nebo proti směru hodinových ručiček nebo u lineární polarizace pootočené o 90° či 45° nebo 135°.
Díky pootočení projde přes každý filtr trochu jiný obraz. Každé oko vidí něco jiného a mozek z toho pak vytvoří prostorový vjem. Nevýhodou této metody je nutnost použití plátna, které nerozbíjí polarizaci a skutečnost, že polarizační filtry celkově ztmavují obraz a zhoršují i kontrast.
Metoda polarizačních brýlí se, jako tzv. pasivní 3D, prosazuje i u domácích televizorů. V tomto případě je polarizace provedena na úrovni lichých a sudých řádků nebo v případě televizorů LG sloupců. Kromě ztmavení obrazu a zhoršení kontrastu je tak hlavní nevýhodou této metody, že se rozlišení obrazovky vlastně dělí na dvě poloviny pro dva různé obrazy. Takže, i když máte televizor s FullHD rozlišením (1920 × 1080 px), ve výsledku se v 3D režimu musíte spokojit s rozlišením 960 x 1080 pixelů.
Výrazně kvalitnější obraz nabízí tzv. aktivní 3D. I zde máte brýle. Ty však nepracují s polarizací, ale jsou vybaveny tekutými krystaly, které střídavě ztmavují a zprůhledňují jednotlivá skla. Je proto nutné, aby film neměl klasických 24 snímků za vteřinu, ale minimálně dvojnásobek, pro každé oko polovinu (většinou se používá ještě víc snímků 60 neb 75). Výhodou je, že se nepůlí rozlišení, takže si můžete užít plného FullHD. Aktivní brýle jsou však také mnohem dražší a také těžší, protože v sobě obsahují elektronické součástky a baterie, které je pohánějí. Je také nutné, aby se bezdrátově synchronizovaly s frekvencí televizoru nebo projektoru.
Speciální a méně rozšířenou metodou, jak si vychutnat 3D obraz, pak představují speciální brýle HMD (Head Mounted Displej), které mají místo skel dva miniaturní LCD displeje, na kterých se zobrazují obrazy pro každé oko zvlášť.
Jak můžeme sledovat 3D bez brýlí
Použití speciálních brýlí u menších zobrazovačů, jako jsou právě displeje smartphonů nebo tabletů, by bylo více než nepohodlné. Simulaci 3D rozměru bez speciálních brýlí umožňuje autostereoskopie, která k dosažení tohoto výsledku používá dvě různé metody.
Rozšířenější z nich, která byla použita v LG Optimus 3D, HTC Evo 3D, LG Optimus 3D Max a v Colorovo CityTab Vision 3D, funguje na principu paralaxní bariéry. V podstatě se jedná filtr, který je umístěný před displejem, a který se skládá z řad přesných štěrbin, díky nimž každé oko vidí jinou sadu pixelů a mozek tak vytvoří dojem prostorovosti.
Hlavní nevýhodou této technologie však je, že tím, jak štěrbiny zakrývají část pixelů, klesá jas obrazu. Navíc se musíte na displej dívat pouze v úzce vymezeném úhlu, jinak 3D vjemu nedosáhnete.
Méně rozšířená metoda pracuje s tzv. lentikulárními čočkami. Jedná se o tenkou vrstvu drobných pravidelně uspořádaných válcových čoček, které při pohledu lámou obraz vpravo a vlevo, takže oko vidí pouze svou polovinu obrazu.
Výhodou proti paralaxní bariéře je, že díky tomu, že čočky nic nezakrývají, nedochází ke ztrátám jasu. Metoda navíc nabízí i širší pozorovací úhly. Důvody, proč se navzdory svým výhodám, neprosadila mnohem více tato metoda, jsou prosté. Displeje s lentikulárními čočkami jsou mnohem náročnější na výrobu a tudíž i dražší a o peníze jde bohužel v tomto případě především.
K jejímu rozšíření nepomohla ani Pic3D, speciální fólie s čočkovým rastrem, kterou v červenci 2011 představila na veletrhu Virtual Reality Expo v Tokiu společnost Global Wave. Fólii stačilo nalepit na libovolný displej a mohli jste si užít 3D efektu. Cena se přitom pohybovala kolem 25 dolarů v případě iPhonu, ale mohla se vyšplhat až na 185 dolarů v případě 23" displeje.
Jakou mají budoucnost 3D filmy
Přesto však v posledních letech dochází, co se týče 3D filmů, k určitému vystřízlivění. 3D filmy rozhodně nepřeválcovaly 2D filmy a nevytlačily je do zapomnění, jak někteří optimisté předpokládaly. Třetí rozměr i nadále zůstává doménou především kin a do domácností proniká, i díky zpočátku velice vysoké ceně 3D televizorů, jen zvolna.
Ani výrobci mobilních telefonů a tabletů houfně nezačali vybavovat své přístroje vybavovat 3D. Až do letoška, kdy Colorovo oprášilo 3D displej ostatně zůstávaly již zmiňované smarpthony LG a HTC osamoceny a představovaly jen takovou hříčku pro geeky. V tuto chvíli se nezdá, že by nějaký výrobce chtěl Colorovo, LG nebo HTC následovat a na globální trh 3D telefon nebo 3D tablet uvést. Je to podle vás škoda nebo 3D nemá v tabletech a smartphonech zatím své místo?
