До недавнего времени термины «трехмерный» и «3D» применялись к компьютерной графике, которая стала основой для таких мультфильмов как «Шрек», «Корпорация монстров» и др. Это плоское изображение на плоском экране, воссоздающее эффект трехмерности за счет теней, бликов и других художественных эффектов. Но в киноиндустрии термин «3D» имеет совершенно иной смысл, в основу которого заложено стереоизображение. Более правильным определением того, что можно увидеть в кинотеатре после покупки билета на фильм  пометкой 3D, является стереоизображение. Под термином «3D кино» или «трехмерное кино» обычно подразумевается именно стереоскопическое изображение, поэтому такие понятия как «3D кино», «стереокино» и «трехмерное кино» будем считать синонимами. В основе стереоскопического изображения лежит бинокулярность человеческого зрения, которая обусловлена наличием двух глаз у человека, находящихся не некотором расстоянии друг от друга.

Каждый глаз видит предметы под своим углом, а мозг обрабатывает разные изображения от каждого глаза и формирует итоговое изображение для восприятия. Именно отличие изображения, которое дает левый глаз от изображения, которое дает правый глаз помогает видеть мир объемным. Блики, тени и другие оптические эффекты так же помогают восприятию удаленности и объемности предметов, но бинокулярность зрения играет решающую роль. Для показа стереоскопического кино, правый и левый глаз зрителя должен получить свою картинку. Именно цель разделить картинки для правого и левого глаза преследуется во всех методах формирования стереоизображения. К нынешнему моменту изобретено множество способов передачи видеоряда в стереоскопическом виде. Какие же существуют форматы 3D кино? В чем отличия и особенности, плюсы и минусы каждого способа передать зрителю в кинотеатре и дома трехмерную картинку в фильме? На эти вопросы мы постараемся ответить в этой статье.

Анаглиф.

Одним из первых способов создать трехмерную картинку, который мог бы применяться для кино, стал анаглиф (от греч. anagliphos - рельефный). Первый метод получения анаглифического изображения был разработан Вильхельмом Роллманном(Wilhelm Rollmann) в 1853 году в Лейпциге. В основе этого метода получения стереоэффекта для пары обычных изображений лежит цветовое кодирование изображений. Для получения эффекта необходимо использовать специальные анаглифические очки, в которых вместо диоптрийных стекол вставлены специальные светофильтры. Наибольшее распространение получила пара, состоящая из красного и сине-зеленого светофильтров. Стереоизображение представляет собой комбинацию двух изображений стереопары, в которой в красном канале изображена картина для левого глаза (правый её не видит из-за светофильтра), a в синем (или синем и зеленом — для голубого светофильтра) — для правого. То есть каждый глаз воспринимает изображение, окрашенное в цвет, соответствующий цвету светофильтра в очках. Основным недостатком это метода являются небольшие цветовые искажения вызванные светофильтрами. Огромным преимуществоманаглифического метода является простота реализации стереоэффекта, что в свою очередь предоставляет возможность просмотра 3D кино на домашнем кинотеатре, так как этот метод работает практически на любых современных телевизорах и мониторах. Но есть некоторые ньюансы, которые необходимо учитывать при желании посмотреть дома кино в 3D c помощьюанаглифического метода. Если телевизор, монитор или проектор подключен к источнику изображения с помощью композитного(один штекер типа «тюльпан») соединения или S-video, то возможно двоение объемных образов из-за дополнительных преобразований и других особенностей упомянутых типов соединений. Так же на возможность появления артефактов может повлиять дополнительная обработка изображения самим телевизором, поэтому перед просмотром лучше отключить в телевизоре все функции, предназначенные для улучшения обычного 2D изображения и функции шумоподавления.

Dolby 3D.

Германская компания Infitec разработала системы создания стереоскопического эффекта с помощью смешивания изображений с разными длинами волн. В 2006 году Infitec объединилась с Dolby Laboratories для разработки стандарта Dolby 3D, в основу которого были положены системы Infitec. Для показа кино в Dolby 3D используется обычный белый матовый экран, один проектор и установленный между экраном и проектором специальный вращающийся диск с двумя светофильтрами. При стандартной частоте фильма 24 кадра в секунду, диск вращается со скоростью 4320 оборотов в минуту, что при использовании соответствующего проектора обеспечивает частоту обновление картинки в 72Гц для каждого глаза. Для синхронизации частоты вращения диска и работы проектора используется специальное синхронизирующее устройство. Светофильтры диска поочередно сменяют друг друга и таким образом происходит разделение кадров для правого и левого глаза. Зрителю же необходимо одеть достаточно дорогие очки со спектральными светофильтрами.

Затворный метод.

Затворный метод формирования стереоскопического изображения основан на поочередном перекрывании каждого глаза. Левый глаз перекрывается в тот момент, когда на экране появляется изображение для правого глаза, а в момент появления изображения левого глаза перекрывается правый. Такой метод реализуется с помощью специальных очков и синхронизатора. В стекла очков встроены маленькие жидкокристаллические панели, которые затемняются в нужный момент. Синхронизатор с помощью беспроводного сигнала управляет затемнением каждой из двух ЖК панелей в очках. Преимуществом такого метода является полноцветное изображение, т.к. не используются цветовые фильтры. К недостаткам можно отнести более высокую стоимость реализации, ведь для каждого зрителя необходимо иметь достаточно сложные очки с ЖК панелями, приемником синхронизатора и элементом питания, что делает очки более тяжелыми, а также появляется необходимость периодической подзарядки очков. При недостаточном качестве ЖК панелей в очках может происходить не полное затемнение, что в свою очередь вызывает двоение картинки. Для комфортного просмотра при затворном методе для большинства людей необходима частота вертикальной развертки не ниже 100Гц, так как эту частоту нужно разделить на 2 чтобы получить реальную частоту для каждого глаза. При более меньшем значении частоты зритель может видеть мерцание картинки, что скажется на усталости глаз. Частота вертикальной развертки является субъективным параметром, так как некоторые люди могут не замечать мерцания при 30-40Гц, а некоторым будет некомфортно смотреть на изображение с частотой обновления 60Гц. На сегодняшний день данный метод реализован в беспроводных очках nVidia 3D Vision. Чтобы получить стереоизображение к этим очкам необходимо купить совместимый ЖК монитор или DLP проектор. Некоторые производители жидкокристаллических и плазменных телевизоров так же заявили о поддержке этой технологии и намерениях выпустить совместимые телевизоры. Затворный метод получения стереоизображения в кино также используется в технологии Xpand 3D, применение которой подразумевает достаточно тяжелых и дорогих(около 60евро) очков.

Метод линейной поляризации.

Так как свет является электромагнитным излучением, то ему присуще такое свойство, как поляризация. Существует 2 метода формирования стереокино на основе поляризации света: метод линейной поляризации и метод круговой поляризации. Так же как и в вышеописанных способах, зрителю необходимо использовать специальные очки, левая линза которых пропускает картинку, предназначенную только для левого глаза, а правая для правого. В случае с проектором в кинотеатре или дома разделение изображений в стереопаре происходит с помощью поляризационных фильтров, установленных после объектива проектора и в очках зрителя. При просмотре стереокино с помощью линейной поляризации любой наклон головы зрителя вправо или влево вызывает уменьшение или исчезновение стереоэффекта и двоение картинки, т.е. перестает работать фильтр линейной поляризации. Стоимость очков с поляризационными фильтрами очень мала, именно поэтому эта технология получила широкое распространение в кинотеатрах. Но помимо специальных очков  для метода линейной поляризации требуется либо 2 проектора с поляризационными фильтрами и специальный экран, либо специальный монитор. Для домашней реализации такие требования существенно увеличивают изначальную стоимость оборудования, но все же эта технология развивается и при большом желании возможно реализовать просмотр стереокино с разрешением 720p в домашних условиях и уложиться в $3000, а при наличии большей суммы возможна и реализации с разрешением 1080p. Метод линейной поляризации используется в ранних версия оборудования в кинотеатрах IMAX.

Метод круговой поляризации.

В отличие от метода линейной поляризации, метод круговой поляризации может быть реализован с помощью одного проектора, но наличие у зрителя недорогих специальных очков тоже необходимо. Метод круговой поляризации лишен недостатка, из-за которого при наклоне головы зрителя теряется стереоэффект и возникает двоение картинки. Проектор попеременно проецирует кадры для каждого глаза и благодаря установленному перед объективом проектора поляризационному фильтру кадры проецируются в круговым способом поляризованном свете — по часовой стрелке для правого глаза, против часовой - для левого. Такой метод применяется в технологии RealD, которой владеет одноименная компания. Для ее реализации между экраном и проектором устанавливается специальный светофильтр Z Screen.  RealD XL - это модификация технологии RealD, предназначенная специально для киноэкранов больших размеров шириной до 24м, в то время как стандартная RealD обеспечивает размер проекции для экранов не шире 13,7м. В Москве кинофильмы в формате RealD XL можно встретить под названием SuperD. Основной проблемой методов получения стереоэффекта на основе поляризации света является немного пониженная яркость изображения, так как поляризационные фильтры частично поглощают свет. Эту проблему призвана решить другая модификация RealD, называемая RealD XLS, применение которой возможно на экранах шириной до 15м. Отличие этой модификации - в увеличенной яркости изображения за счет применения запатентованной системы управления световым потоком, которая должна повысить качество изображения. Применение технологии RealD возможно и на более широких экранах, но в этом случае необходимо использовать два проектора. В случае, когда технология RealD применяется на более широких экранах, чем предписано стандартом, существенно теряется яркость изображения. Это же относится ко всем методам формирования стереоизображения, основанным на поляризации света. Все  методы, основанные на поляризации света, предъявляют высокие требования к экрану, который не должен менять поляризацию падающего на него света. Поэтому в технологии RealD используется экран с серебряным покрытием. На сегодняшний день в продаже нет устройств отображения, поддерживающего технологию RealD, которое можно применять в домашних условиях. Но RealD заключила партнерские отношения с компаниями Samsung, Sony, JVC Kenwood Holdings и Toshiba, результатом которых должны стать телевизоры для массового рынка с поддержкой RealD. На выставке CES 2010 компания Samsung уже представила публике телевизоры, поддерживающие эту технологию. Кроме того для небольших экранов шириной до 5м компания RealD выпустила аксессуарRealD LP для проекторов, который способен переключатся между режимами 3D и 2D. Для получения стереоэффекта совместно с RealD LP также необходимо использовать очки с поляризационными фильтрами и специальный экран. Данное решение поддерживает частоту обновления картинки 120Гц для 2D и 60Гц для 3D. RealD LP совместим с некоторыми существующими проекторами и позиционируется как решение для конференц-залов, выставок и тому подобных. Но ничего не мешает установить его в домашних условиях при наличии достаточно большой комнаты и финансовых средств. Существует достаточно оснований полагать, что технологии RealD в будущем могут быть доступны для многих любителей домашнего кино.

Метод круговой поляризации использует технология MasterImage. Отличие MasterImage от RealD заключается в том, что вместо Z Screen между проектором и экраном устанавливается специальное вращающееся колесо с фильтрами круговой поляризации.

В более новых версиях оборудования для кинотеатров IMAX также используется метод круговой поляризации.

Информационный источник: http://hdsofa.ru/Stati/Tehnologii-3D-kino-IMAX-RealD-SuperD-Dolby-3D-XpanD-MasterImage.html