Пассивная поляризационная технология 3D.

В этой статье мы поговорим с вами об одной из пассивных технологий 3D, а в частности о поляризационной технологии 3D. Здесь я постараюсь осветить все моменты присущие современным телевизорам, использующим этот метод формирования 3D изображения, а также специфику, отличающую их от других устройств использующих особенности поляризации света для достижения стереоэффекта.

Для начала давайте попробуем разобраться, что лежит в основе пассивной поляризационной технологии 3D. В основе самой поляризации лежит способность световых волн приобретать однонаправленное движение, проходя сквозь какой-то материал, либо отражаясь от определенной поверхности. То есть колебания всех частиц в такой волне происходят в одной плоскости.

Этот эффект достаточно хорошо известен в физике и именно он еще в 1963 году стал основой для Советской системы СТЕРЕО70, которая впоследствии стала прообразом современных кинотеатров IMAX. Давайте сразу оговоримся, что даже сейчас применяемых пассивных технологий 3D не одна, и мы подробно остановимся на каждой из них.

Технология линейной поляризации в 3D.

Данная технология легла как раз в основу IMAX кинотеатров. Для формирования изображения 3D используются две картинки, накладывающиеся на один и тот же экран через ортогональные поляризационные фильтры, обычно на 45 и 135 градусов в вертикальной плоскости. Как видно из нижеприведенного рисунка фильтр свободно пропускает волны света в вертикальной плоскости, отсекая все остальные.

Принцип работы линейной поляризационной технологии 3D.
Принцип работы линейной поляризационной технологии 3D.

Экран отражает полученные изображения и проецирует их в глаза зрителю. Благодаря тому, что прошедший через разные фильтры свет поляризован как бы в разной фазе, изображения не накладываются одно на другое, сливаясь, а передаются параллельно друг другу.

Зритель надевает специальные очки, которые тоже имеют пару ортогональных фильтров, один для каждого глаза, ориентированных также как и фильтры проектора. Получается так, что левый глаз видит изображение пропущенное через один фильтр, а правый глаз видит изображение прошедшее через другой фильтр. В результате того что каждый глаз видит разные изображения и достигается 3D эффект. Для формирования такого изображения в кинотеатре используют два проектора, которые через разные фильтры подают отдельные синхронизированные картинки для каждого глаза.

Принцип формирования изображения в линейной поляризационной технологии 3D.
Принцип формирования изображения в линейной поляризационной технологии 3D.

Большим недостатком такого метода стали очень серьезные требования к положению зрителя относительно экрана, так например малейший поворот или наклон головы приводит к разрушению всего изображения полученного при помощи линейной поляризационной технологии 3D. Помимо этого для отражения света требуется очень качественный и дорогой экран. В кинотеатрах избежать первой проблемы позволяет огромный размер экрана, который как бы нейтрализует смещение зрителя, в домашних же условиях это сделать гораздо тяжелее, поэтому была разработана следующая пассивная технология 3D.

Круговая поляризационная технология 3D.

В основе метода круговой поляризационной технологии 3D лежит, как и следует из названия, принцип круговой поляризации света, когда световой поток при прохождении через фильтр проектора приобретает разнонаправленное вращение вектора поляризации, как бы закручивается против часовой стрелки для левого глаза, и по часовой для правого. В результате этого снова получаются два изображения, которые не накладываются друг на друга, а передаются параллельно. Немного нагляднее это покажет приведенный ниже рисунок.

Принцип работы круговой поляризационной технологии 3D.
Принцип работы круговой поляризационной технологии 3D.

Зритель опять же использует очки, каждая линза которых представляет отдельный круговой поляризующий фильтр, установленный в обратном порядке. Проще сказать, что свет с левой круговой поляризацией блокируется фильтром с правой круговой поляризацией и наоборот. В результате на каждый глаз поступает разное изображение. Преимуществом такого подхода является меньшая чувствительность к повороту головы влево/вправо, но все еще сохраняется огромная восприимчивость к наклону.

Для проецирования такого изображения требуется только один проектор и достаточно сложный поляризационный фильтр. Воплощение такая технология приобрела благодаря компании Sony и получила применение в RealD Cinema кинотеатрах. К слову сказать, что почти все кинотеатры в нашей стране сейчас работают именно на этой пассивной технологии 3D.

Но опять же все это еще не применимо для использования в домашних условиях и требует серьезной аппаратуры. Революцию (можно сказать и так) в поляризационной технологии 3D совершила компания LG, сумев применить круговую поляризацию на экранах телевизоров в своей технологии FPR (Film-type Patterned Retarder).

Для того как компания сумела реализовать это следует понять отличие формирование изображения на экране телевизора и в кинотеатре. А разница достаточно простая, в кинотеатре мы видим свет испускаемый проектором и отраженный от экрана, в то время как в телевизоре источником света является сам экран. Поэтому и поляризующая линза должна находиться на нем. Для обеспечения работы круговой поляризационной технологии 3D на экран телевизора наносится специальная пленка, которая обеспечивает чересстрочную круговую поляризацию изображения.

Принцип работы круговой поляризационной технологии 3D в телевизорах.
Принцип работы круговой поляризационной технологии 3D в телевизорах.

Ключевым словом здесь является чересстрочную, то есть первая строка формирует первую строку изображения для левого глаза, вторая строка снова первую, но уже для правого, третья вторую строку для левого и так далее. Результатом такого преобразования становится уменьшение вдвое количества строк, видимых каждым глазом, и соответственно уменьшение во столько же раз разрешения телевизора, но человеческий мозг сложная штука, поэтому в большинстве случаев он как бы додумывает недостаточную информацию и восстанавливает полное качество картинки, хотя с этим можно и поспорить :).

Общим недостатком, как и у любой технологии 3D, у поляризационной технологии 3D является некоторая степень падения яркости изображения, связанная с прохождением света через поляризующий фильтр. Больше всего это заметно при применении линейной поляризации, меньше при использовании круговой. Но идеальных вещей не бывает, тем более что данный недочет легко компенсируется настройками яркости до приемлемого уровня.

Вот вкратце и все что требуется знать о применении пассивной поляризационной технологии 3D в современных телевизорах. Надеюсь, прочитанная информация поможет облегчить Вам выбор 3D телевизора.