Dlouhá cesta k 3D televizi

Ale vraťme se zpět do přítomnosti. Asi není reklamního letáku nějaké prodejny s elektrospotřebiči, kde by nebyla 3D televize nebo dokonce kamera. Holografickou televizi ale nečekejte, na tu si budeme muset ještě „nějaký ten pátek“ počkat, zato televize s podobně působivými technologiemi už je k mání... v ceně od cca 21 000 Kč za nejnižší modely po beta prototyp 103“ laserové 3D HD TV HID za 100 000 USD (plus cena za transport z Kalifornie). Existuje však i starší způsob zobrazení 3D videa, vytvořený na sklonku 19. století.

Základem všech stereoskopických projekcí je poznatek, že každé oko vnímá svět z trochu jiného úhlu neboli paralaxy. Toho si všiml i Sir Charles Wheatstone v roce 1838, kdy vynalezl stereoskop, který později zmenšil Sir David Brewster výměnou zrcadel za čočky. Nešlo o nic bůhvíjak složitého – základem stereoskopu byly dva kotoučky s fotkami (obrázky) lišícími se v detailech daných odlišnou perspektivou každého oka. V podstatě přímo ze stereoskopu vychází brýle nebo přilby virtuální reality s dvojicí LCD/(O)LED obrazovek. Bohužel, jejich rozlišení nebývá nejvyšší, a stejně jako u stereoskopu na jedny brýle připadá jen jeden uživatel.

Tento problém však neexistuje u anaglyfu. Anaglyf (starořecký výraz pro poloreliéf) je ten podivný rozmazaný obrázek, který má rozdvojené obrysy vybarvené např. červeně a tyrkysově. Většinou už je vám jasné, že stačí nasadit papírové brýle s příslušnými barevnými sklíčky (např. červeným a tyrkysovým) a „vykoukne“ na vás třeba dinosaurus. Červený filtr totiž propouští jen červené světlo a modrozelený jen modré a zelené. Proto tato varianta umožňuje sledování barevného filmu, na rozdíl od kombinace červená/modrá nebo červená/zelená.

Někdy se uvádí, že poprvé vytvořil anaglyf nějaký Wilhelm Rollman roku 1853 v Lipsku. První stereoskopické projekce se pak objevovaly už od začátku 20. století. Natáčelo se souběžně na dvě kamery umístěné vedle sebe, film se pak promítal souběžně dvěma projektory přes odlišná barevná skla a diváci jej sledovali přes brýle se stranově prohozenými filtry příslušných barev. V té době však nebyla vizuální technika na takové úrovni, aby bylo možné promítat komerčně (obraz byl mlhavý a třásl se). K tomu došlo až ve 20. letech 20. století (většinou se uvádí r. 1922), 3D televizi pak demonstroval 10. srpna 1928 John Lagie Bard.

Dle některých pramenů dokonce už v roce 1935 vznikl první barevný 3D film. Pak však anaglyfická metoda pomalu ustoupila do pozadí, i když už nikdy nezmizí. Papírové brýle totiž stojí pakatel, takže bývají přílohou všelijakých časopisů (komiksy, „stereo-fotografie“). Není problém je pak vzít a pustit si anaglyfický film na normální televizi nebo počítači. Je však nutné počítat s horší věrohodností barev, nedokonalým filtrováním druhého obrazu („háže to duchy“), méně ostrým obrazem (obzvlášť při sledování zblízka) nebo s nutností moc nenaklánět hlavu.

To poslední bohužel platí v různé míře u všech dnešních 3D TV, holt to může být trochu horror, pustit si horror na dobrou noc. Co však zatlačilo do ústraní onu anaglyfickou metodu?

Polarizovaný stereoskopický film se zrodil v roce 1936 pod rukama Edwina H. Landa a využívá sofistikovanější princip, než předchozí metoda. Film je zde opět promítán souběžně dvěma projektory, ale v jednom je obraz polarizován vertikálně a v druhém horizontálně. Každý filtr brýlí pak propouští obraz, který je polarizovaný buď vertikálně, nebo horizontálně. Navíc je nutné, aby projekční plocha neměnila polarizaci odraženého světla, proto se využívá stříbrného plátna, a to doslova (ještě lepších vlastností však dosahuje hliník). Dnes je tato metoda známá jako lineární polarizace a využívají ji např. kina IMAX.

Poprvé byla lineární polarizace použita během „zlaté éry 3D“, která v USA odstartovala r. 1952 projekcí filmu Ďábel z Bwany (Bwana Devil, napsal a režíroval Arch Oboler). Ďábel byl prvním opravdovým 3D filmem, ne jen kratičkým „shotem“, a jako většina filmů této éry využíval filtry od Polaroidu. Většina následujících 3D filmů byly horrory, jako o rok později uvedený Dům voskových figurín (House of Wax) se stereo zvukem, nebo na dlouhou dobu poslední 3D film Pomsta Netvora (Revenge of the Creature) z r. 1955 s širokoúhlým formátem a jakýmsi tehdy neznámým nováčkem jménem Clint Eastwood. Nejen kvůli komplikacím kolem zařízení (jako synchronizace projektorů) pak došlo k útlumu 3D a rozvoji širokoúhlého formátu (např. CinemaScope 2,35:1).

Dalším důvodem byly nevýhody lineární polarizace, které jsou platné dodnes. Polarizační filtry způsobují snížení jasu až na polovinu původní úrovně, což ve výsledku třeba působí dojmem, jakoby se film natáčel za podmračeného počasí, i když bylo slunečno. U polarizace se využívalo prokládaných řádků, kdy např. sudé řádky odpovídaly pravému oku a liché levému. Dnes se využívá také prokládaných pixelů, kdy např. sudé pixely odpovídají pravému oku a liché levému (ale může to být i naopak).

Tento princip však snižuje celkové rozlišení na polovinu (řádků nebo bodů) a zvyšuje aliasing. Špatně synchronizované projektory jsou ještě větší pohromou než naklonění hlavy. Nakloněním hlavy do strany totiž selhává polarizace, objevují se duchové a obě oči vidí to, co mělo být odfiltrováno. Tento nedostatek se podařilo napravit teprve nedávno – v roce 2008, díky metodě cirkulárně polarizovaných brýlí (RealD 3D).

U cirkulárně polarizované projekce je na plátno současně promítáno ze dvou opačně cirkulárně polarizovaných projektorů (tj. po směru a proti směru hodinových ručiček), divák sleduje plátno s brýlemi obsahujícími reverzně umístěné filtry (analyzéry) opačné orientace. Pravotočivý analyzér blokuje levotočivě polarizované světlo a levotočivý analyzér naopak pravotočivé. Při natočení hlavy se pak obrazy nemíchají.

V praxi se toho využívá, jak už bylo uvedeno, od r. 2008 v zařízeních firmy RealD Inc. Systém projekce RealD 3D Cinema využivá buď projektor DLP (Digital Light Processing) od Texas Instruments nebo reflektivní LCD projektor od Sony.

U původní technologie RealD se využívá jednoho projektoru a filtru, který mění polaritu u každého snímku. Každá dvojice snímků (L-R) se navíc promítá třikrát za sebou („triple flash“) pro snížení blikání. Při 24 snímcích za sekundu na oko pak projektor promítá celkem 144 snímků za sekundu (FPS). Z toho plynou možné nežádoucí vedlejší efekty způsobené méně plynulým obrazem, jako jsou únava očí, nebo dokonce bolesti hlavy či závratě. Tyto problémy se ale vyskytují už asi od počátků polarizovaného 3D zobrazování.

Později přišla společnost Sony s vylepšením ve formě RealD XLS, jehož základem je projektor se dvěma objektivy, které promítají zároveň oba snímky rozměru 2K (dvojnásobek FullHD) nad sebou (formát top and bottom) a přes sebe (přitom se využívá „triple flash“). Výsledkem je realistických 60 FPS a menší námaha očí.

Bohužel dnes neexistuje mnoho televizorů, u nichž by se tohoto typu polarizace využívalo, někdy se uvádí např. u LG 47LD950 a v dokumentaci prototypů televizorů HID. V následujícím roce by měly přibýt třeba televizory Sony. Nyní se s tímto typem projekce setkáte spíše v 3D kinech (včetně dovybavených kin IMAX), důvodů je totiž hned několik. V oblasti 3D filmů se cirkulární polarizace využívá teprve tři roky, dochází ke snížení rozsahu barev a celkové světlosti filmu a navíc se vynořila technologie využívající zatmívací brýle místo pasivní polarizace a došlo k renesanci anaglyfu.