I dette blogindlæg vil vi fokusere på "Den ultimative udvikling af 3D: Principper, begrænsninger og kommercialiseringsudsigter for brillefri 3D."

Baggrunden for brillefri 3D

I december 2009 imponerede filmen “Avatar” verden og tryllebandt publikum ikke kun med sin historie og skuespil, men også med sine spektakulære 3D-billeder. Publikum købte med glæde 3D-biografbilletter, som kostede omkring dobbelt så meget som almindelige billetter, og resultatet blev den mest indtjenende film nogensinde på verdensplan (2.8 milliarder dollars, cirka 3.1 billioner won). Mange var dog skuffede over, at de skulle bære ubehagelige, særlige polariserede briller for at se 3D-film.
På grund af ubehaget ved at bruge briller, som andre tidligere har brugt, eller ulempen for folk, der normalt ikke bruger briller, kan en forbedring af dette problem forbedre tilgængeligheden af ​​3D-indhold betydeligt. Faktisk, da de fleste tv-reklamer og demonstrationer bruger specielle briller, har den brede offentlighed en tendens til at forbinde 3D med at bruge briller.

Hvorfor mennesker opfatter 2D som 3D

Før vi forstår princippet om brillefri 3D, må vi først undersøge, hvordan mennesker opfatter 2D-billeder som tredimensionelle. Årsagerne til denne opfattelse kan bredt kategoriseres i psykologiske og fysiologiske faktorer.
Psykologiske faktorer omfatter perspektiv, teksturrepræsentation og skygger; selv i malerier eller fotografier kan disse elementer skabe en vis dybdefølelse. På den anden side omfatter fysiologiske faktorer de forskellige billeder, der faktisk ses af vores to øjne – det vil sige binokulær ulighed.
Binokulær disparitet er det fænomen, hvor billederne set af venstre og højre øje er forskellige. For eksempel, når et objekt bringes tæt på øjnene, ser billedet fra venstre øje og billedet fra højre øje forskelligt ud – dette kaldes binokulær disparitet. Ved at kombinere denne fysiologiske information bestemmer hjernen dybde og en følelse af tredimensionalitet.

Forskellen mellem brillebaseret og brillefri 3D og princippet bag brillefri 3D

Grundprincippet bag brillebaseret 3D er simpelt: det involverer at adskille billederne, så kun det venstre billede når det venstre øje, og kun det højre billede når det højre øje gennem brillerne. Selvom der findes forskellige metoder – såsom brug af farvefiltre som anaglyfmetoden, polariseret film eller aktive lukkerbriller – har de alle den fælles egenskab at bruge briller til at filtrere billederne.
Brillefri 3D sigter mod at levere forskellige billeder til hvert øje uden brug af briller, og den mest udbredte metode i dag er parallaxbarrieren. En skærm foran displayet viser en del af pixelsene til venstre øje og en anden del til højre øje, hvorved der leveres forskellige billeder.
Parallaksebarrieren muliggør oprettelse af flere synsvinkler ved at justere skærmens størrelse og position, og den kan designes til at vise forskellige billeder for hver synsvinkel. Derudover findes der andre metoder, såsom linseformede linser, der viser forskellige billeder afhængigt af seerens position, og det grundlæggende princip er det samme.

Begrænsninger ved brillefri 3D og kommercielle applikationer

Selvom princippet er simpelt, er hovedårsagerne til, at brillefri 3D ikke er blevet bredt anvendt, problemer med opløsning og lysstyrke. I tilfælde af brillebaserede systemer kan skærmopløsningen være den samme som 2D eller reduceres med halvdelen for at rumme to billeder. For at understøtte flere synsvinkler divideres opløsningen dog med antallet af synsvinkler. Hvis f.eks. 100 personer ser 3D samtidigt i en biograf, og der kræves en separat synsvinkel for hver person, reduceres opløsningen til 1/100 eller mindre.
Da betragtningsvinklerne desuden er forudbestemte, skal betragtningspositionen være fast, og billedet er kun korrekt synligt, når det ses fra den nøjagtige position. Parallaksebarrierer har også den ulempe, at de reducerer den samlede lysstyrke på skærmen, fordi de kun tillader en del af skærmen at være synlig for øjet. Dette resulterer i begrænsninger med hensyn til billedkvalitet og betragtningskomfort.
På den anden side er dette problem relativt mindre i produkter som smartphones, hvor kun én person ser skærmen fra en fast position, og der er allerede blevet lanceret kommercielle produkter uden briller. Et repræsentativt eksempel er 'LG Optimus 3D'. I omgivelser, hvor flere personer ser skærmen samtidigt, f.eks. på tv'er eller i biografer, bliver problemer med opløsning og lysstyrke dog betydeligt mere udtalte, efterhånden som antallet af seere stiger.
Disse tekniske begrænsninger kan gradvist overvindes, efterhånden som skærmopløsning og lysstyrke forbedres. I sidste ende, ligesom fotografier har erstattet portrætter, kan mange 2D-billeder blive erstattet af 3D, og ​​brillebaseret 3D vil sandsynligvis udvikle sig til brillefri 3D.