Объёмное изображение в телевизорах TV 3D

В 2012 году бурно продолжали развиваться телевизоры с возможностью просмотра объёмного изображения, телевизоры с 3D или как ещё называют TV 3D. Сам принцип просмотра 3D был разработан ещё в начале 20 века, доступен просмотр фильмов в 3D был только в стерео кинотеатрах. С развитием технологий производства телевизоров и началом массового выпуска 3D телевизоров (2010год) стало возможно смотреть фильмы и передачи в формате 3D TV дома.

  Медицинское предупреждение (вред здоровью от просмотра 3D TV).

Некоторые зрители жалуются  на головную боль и утомление глаз после просмотра 3D-фильмов.  Существует несколько ограничений , особенно для пожилых людей. Это, возникновение укачивания  (морская болезнь),  которая в свою очередь может обострить  другие болезни мигрень, расстройства зрения, расстройства психики. Телевизоры  3D  TV имеют два основных дефекта, которые являются неестественными для человека:

• перекрестные помехи между глаз, вызванные несовершенным разделением образа
• несоответствие между конвергенцией (Конвергенция в физиологии — движение парных органов друг к другу: напр., конвергенция глаз) и аккомодацией (от лат. accommodatio — приспособление, приспособление органа либо организма в целом к изменению внешних условий.Чаще всего термин применяется при описании изменений преломляющей силы оптической системы глаза для ясного восприятия объектов, расположенных на разном расстоянии).

аккомодация глазаконвергенция глаз

                Считается, что около 12% людей не могут правильно видеть 3D изображения, в силу различных медицинских условий. По итогам другого эксперимента до 30% людей имеют очень слабое стереоскопическое зрение. Это сводит на нет или значительно уменьшает эффект погружения в 3D TV.

  Технологии 3DTV 

  Чтобы создать картинку 3DTV на телевизоре необходимо выполнить несколько условий:

1. 3D телевизор имеет специальную матрицу экрана.
2. Частота обновления картинки на экране должна быть не менее 120 кадров секунду, если частота меньше человек замечает мерцание экрана телевизора.

По состоянию на начало 2013года наибольшее распространение получили в телевизорах две технологии создания 3D изображения.

• метод поляризации
• метод активного затвора

существует и третья технология автостереоскопический метод это метод создания объёмного изображения и его просмотр без специальных очков, данный метод получил путёвку в жизнь и ведущие компании выпустили  телевизоры по данной технологии. В автостереоскопическом методе для формирования трехмерного изображения используется система линз для проецирования трехмерных изображений, а если более детально то поверх ЖК матрицы наложен слой микролинз, каждая из которых отклоняет свет от пикселей панели под различными углами. В результате, часть пикселей зритель видит одним глазом, а часть другим, благодаря чему и формируется эффект трехмерности. Для такого метода большую роль играет угол просмотра изображения (аналог такого экрана открытка с изменяющимся рисунком в зависимости от угла просмотра). Сочетая разные уровни светимости соседних пикселей матрицы экрана, формирующих один пиксель Full HD картинки, можно менять точку фокуса в  широких пределах. Производители рекомендует соблюдать дистанцию до телевизора с размером экрана 55 дюймов- 2,2 м, а эффективным рабочим диапазоном является дистанция от двух до пяти метров. Фокусировку 3D картинки можно регулировать вручную, с помощью специальных шаблонов,  в меню настройки, но также реализовано автоматическую настройку. В телевизор встроена камера, отслеживающая движение глаз зрителей. Aвтостереоскопический метод имеет свои недостатки:

• малый угол просмотра телевизора
• из-за линз 2D изображение теряет чёткость.

телевизор Toshiba 55ZL2 Такого плана телевизор выпустила компания Toshiba, это модель Toshiba 55ZL2 стоимость  телевизора около 7500$ что непомерно дорого и как показывает практика цена реально завышена, через несколько лет стоимость такого телевизора уменьшится в разы. Fhilips также разрабатывал аналогичную технологию в 2010 году  но маркетологи компании приняли решение о нецелесообразности дальнейших разработок в связи с медленным переходом пользователей с 2D на 3D. Только ведущие компании по производству телевизоров предлагают модели с поддержкой 3D TV по состоянию на начало 2013 года это такие как бренды:

• Samsung
• LG
• Philips
• Sony
• Thomson
• Panasonic
• Loewe
• Sharp
• Toshiba

Другие компании не имеют технологий производства 3D матриц экранов и не могут конкурировать с лидерами рынка.

Поляризационные 3D технологии

В  производстве телевизоров довольно широко применяют метод поляризации для создания 3D эффекта.

Принцип состоит в том что изображение на экране телевизора поляризуется, (перед экраном устанавливается специальная плёнка), чтобы было понятней изменяется угол распространения световых волн от экрана телевизора, в пассивной технологии это как правило реализовано через строчно, на рисунке видно что изображение состоит из чередующихся строк. В очках также стоит поляризационная плёнка которая пропускает только те строки которые идут под нужным углом для  правого и левого глаза.  Правый глаз видит свои строки изображения, левый свои. Благодаря этому и создаётся объёмное изображение по пассивной технологии. Такие технологии применяются в кинотеатрах 3D.

изображение для левого и правого глаза на рисунке видим какое изображение будет видеть левый и правый глаз человека. но благодаря  инерции восприятия зритель не замечает что ему показывается не полная картинка. Эта технология имеет недостаток в том что телезритель видит при 3D изображении картинку с уменьшенным количеством строк по горизонтали ровно в 2 раза вместо 1080 строк видит  540. Хотя это и не заметно для телезрителя.    

Активные 3D технологии

В активных 3D TV технологиях очки и телевизор связаны между собой (синхронизированны)  например с помощью инфракрасного излучения. Попеременно затемняется стекло в очках для левого и правого глаза. Стекло в очках содержит жидкие кристаллы которые при подаче напряжения поляризуются и не пропускают свет к глазу зрителя. Затемнение происходит синхронно с демонстрацией на экране телевизора изображения, и выходит что левый глаз видит картинку предназначенную для левого глаза, а правый для правого. Поскольку каждый глаз при просмотре видит  только свою картинку то при просмотре 3D TV частота обновления картинки на экране телевизора уменьшается вдвое, при частоте смене   кадров 120 в минуту реально телезритель  смотрит телевизор с частотой обновления 60 кадров в секунду. Этого вполне достаточно чтобы не замечать мерцание картинки.

активные 3D очки 
Первоначально активные очки были очень массивны, так как в них встроена схема и источник питания для работы очков,  в современных телевизорах благодаря развитию технологий активные очки внешне  практически ни чем не отличаются от пассивных.  

Какая технология лучше активная или пассивная

Однозначно сказать тяжело обе технологии применяются значит в принципе они по качеству близки друг другу. Общее в них то как и для всех систем 3D TV уменьшение светового потока (яркости изображения) при просмотре 3D TV но в современных телевизорах производители этот дефект практически побороли и телезритель практически не замечает при переходе просмотра  с 2D на 3D уменьшение яркости. Телезритель буквально через 10-20 секунд привыкает и не ощущает дискомфорта. Телезрителю не надо напрягать зрение для просмотра картинки.

Другое дело физиологические особенности при просмотре активного 3D TV происходит обман мозга для создания объёма, можно приставить что человек сидит и попеременно закрывает глаза.  Хотя при просмотре  человек не замечает попеременного  затемнения  стёкол очков, но  подсознание замечает и как показывают исследования  глаза устают больше и быстрее  ощущается дискомфорт при просмотре активного TV 3D.

Одни эксперты заявляют о том что будущее за пассивной технологией, другие что активная усовершенствуется и за ней будущее, третьи что будущее за автостереоскопическим методом создания TV 3D.