Tässä blogikirjoituksessa keskitymme aiheeseen ”3D:n lopullinen evoluutio: lasittoman 3D:n periaatteet, rajoitukset ja kaupallistamismahdollisuudet”.

Silmälasittoman 3D:n tausta

Joulukuussa 2009 elokuva ”Avatar” hämmästytti maailmaa lumoamalla yleisön paitsi tarinallaan ja näyttelijäsuorituksillaan myös upeilla 3D-visuaaleillaan. Yleisö osti mielellään 3D-elokuvalippuja, jotka maksoivat noin kaksi kertaa enemmän kuin tavalliset liput, ja tuloksena oli kaikkien aikojen eniten tuottanut elokuva maailmanlaajuisesti (2.8 miljardia dollaria, noin 3.1 biljoonaa wonia). Monet ihmiset olivat kuitenkin pettyneitä siihen, että heidän täytyi käyttää epämukavia erityisiä polarisoituja laseja katsoakseen 3D-elokuvia.
Koska aiemmin käytettyjen silmälasien käyttö on epämukavaa muille tai haittaa ihmisille, jotka eivät normaalisti käytä laseja, tämän ongelman ratkaiseminen voisi parantaa merkittävästi 3D-sisällön saavutettavuutta. Itse asiassa, koska useimmissa TV-mainoksissa ja esityksissä käytetään erityislaseja, suuri yleisö yhdistää 3D:n silmälasien käyttöön.

Miksi ihmiset havaitsevat 2D:n 3D:nä

Ennen kuin ymmärrämme lasittoman 3D-kuvan periaatteen, meidän on ensin tutkittava, miten ihmiset havaitsevat 2D-kuvat kolmiulotteisina. Tämän havainnon syyt voidaan karkeasti jakaa psykologisiin ja fysiologisiin tekijöihin.
Psykologisiin tekijöihin kuuluvat perspektiivi, tekstuurin esitys ja varjot; jopa maalauksissa tai valokuvissa nämä elementit voivat luoda tietynlaisen syvyyden tunteen. Toisaalta fysiologisiin tekijöihin kuuluvat kahden silmämme näkemät erilaiset kuvat – eli binokulaarinen ero.
Binokulaarinen dispariteetti on ilmiö, jossa vasemman ja oikean silmän näkemät kuvat eroavat toisistaan. Esimerkiksi kun esine tuodaan lähelle silmiä, vasemman ja oikean silmän näkymä näyttävät erilaisilta – tätä kutsutaan binokulaariseksi dispariteetiksi. Yhdistämällä tätä fysiologista tietoa aivot määrittävät syvyyden ja kolmiulotteisuuden tunteen.

Silmälasipohjaisen ja lasittoman 3D:n välinen ero ja lasittoman 3D:n periaate

Lasipohjaisen 3D-kuvantamisen perusperiaate on yksinkertainen: siinä kuvat erotellaan siten, että vain vasen kuva pääsee vasempaan silmään ja vain oikea kuva oikeaan silmään lasien läpi. Vaikka menetelmiä on useita – kuten värisuodattimien, kuten anaglyfimenetelmän, polarisoidun filmisuodattimen tai aktiivisuljinlasien, käyttö – niillä kaikilla on yhteinen piirre lasien käyttö kuvien suodattamiseen.
Silmälasiton 3D pyrkii tarjoamaan eri kuvan kumpaankin silmään ilman silmälaseja, ja nykyään yleisimmin käytetty menetelmä on parallaksi-ilmiö. Näytön edessä oleva näyttö näyttää osan pikseleistä vasemmalle silmälle ja toisen osan oikealle silmälle, jolloin kuvat ovat erillisiä.
Parallaksi-este mahdollistaa useiden katselukulmien luomisen säätämällä näytön kokoa ja sijaintia, ja se voidaan suunnitella näyttämään eri kuvia kullekin katselukulmalle. Lisäksi on olemassa muita menetelmiä, kuten linssimäisiä linssejä, jotka näyttävät eri kuvia katsojan sijainnista riippuen, ja perusperiaate on sama.

Lasittomien 3D-sovellusten ja kaupallisten sovellusten rajoitukset

Vaikka periaate on yksinkertainen, tärkeimmät syyt lasittomaan 3D:hen liittyvän laajan käyttöönoton hidastumiseen ovat resoluutioon ja kirkkauteen liittyvät ongelmat. Lasipohjaisissa järjestelmissä näytön resoluutio voi olla sama kuin 2D:ssä tai puolittunut kahden kuvan näyttämiseksi. Useiden katselukulmien tukemiseksi resoluutio jaetaan kuitenkin katselukulmien lukumäärällä. Esimerkiksi jos 100 ihmistä katsoo samanaikaisesti elokuvateatterissa ja jokaiselle tarvitaan erillinen katselukulma, resoluutiota pienennetään arvoon 1/100 tai vähemmän.
Lisäksi, koska katselukulmat ovat ennalta määrättyjä, katseluasento on oltava kiinteä, ja kuva näkyy oikein vain katsottuna tarkasta kohdasta. Parallaksi-esteillä on myös haittapuolena se, että ne vähentävät näytön kokonaiskirkkautta, koska ne sallivat vain osan näytöstä näkyä silmälle. Tämä johtaa rajoituksiin kuvanlaadun ja katselumukavuuden suhteen.
Toisaalta älypuhelimien kaltaisissa tuotteissa, joissa vain yksi henkilö katsoo näyttöä kiinteästä paikasta, tämä ongelma on suhteellisen pieni, ja kaupallisia laseja vailla olevia tuotteita on jo julkaistu. Tyypillinen esimerkki on LG Optimus 3D. Kuitenkin tilanteissa, joissa useat ihmiset katsovat näyttöä samanaikaisesti, kuten televisioissa tai elokuvateattereissa, resoluutio- ja kirkkausongelmat korostuvat huomattavasti katsojamäärän kasvaessa.
Nämä tekniset rajoitukset voidaan vähitellen voittaa näytön tarkkuuden ja kirkkauden parantuessa. Lopulta, aivan kuten valokuvat korvasivat muotokuvat, monet 2D-kuvat saattavat korvautua 3D:llä, ja silmälaseihin perustuva 3D kehittyy todennäköisesti lasittomaksi 3D:ksi.