Nové šance trojrozměrného obrazu

Televizní obrazovky a monitory nás klamou, nevidíme na nich předměty jak skutečně vypadají.Televizní obrazovky a monitory nás klamou, nevidíme na nich předměty jak skutečně vypadají.

Chybí jim totiž třetí rozměr – prostor, hloubka, perspektiva. Jaké vlastně jsou dnes možnosti prostorového zobrazení? Jaké jsou další šance jeho rozvoje?

Oklamaný mozek

Jsme obklopeni pokročilou zobrazovací technikou, ale skvělé rozlišení a miliony barev monitorů a displejů kolem nás jsou oproti očím a lidskému pohledu na svět kolem stále ubohé. Chybí jim totiž třetí rozměr, hloubka a prostorovost, s níž lidský mozek přirozeně pracuje.
„Viníkem“ stereoskopického vidění jsou naše dvě oči, vzdálené od sebe průměrně 6 centimetrů. Mozek tak zpracovává dva rozdílné obrazy a složitým způsobem konstruuje prostorový obraz a perspektivu. Většina metod, které zobrazují prostorový obraz (3D, 3 dimensions) vlastně jen mozek klamou, protože nevytvářejí reálnou perspektivu zobrazených věcí. Nutí mozek, aby si ji na základě dvou různých obrazů v levém a pravém oku vytvořil sám.

 
Kouzlo v kině

Moderní metoda zobrazování 3D využívá pro rozklad obrazů polarizace světla. Takový způsob promítání používá systém IMAX 3D, ale vlastní princip je znám poměrně dlouho – první polarizovaný film byl uveden v roce 1939. IMAX 3D posiluje prostorový dojem diváka obrovskými rozměry plátna a dokonalým prostorovým zvukem. Poprvé byl uveden do života na výstavě EXPO v roce 1985.
Při polarizovaném promítání přichází obraz filmu na plátno ze dvou promítaček, před každou z nichž je vsunuto polarizační sklo. Jedno propouští pouze světlo kmitající ve vertikální rovině, druhé v rovině horizontální. Nastavení těchto filtrů odpovídá sklům brýlí, které mají při projekci diváci na očích. Do každého oka se tedy dostává obraz pouze z jedné promítačky. Neztrácí se tak barevnost a pokud je obraz dostatečně velký, je iluze perspektivy velmi věrná. Toto řešení je technicky náročné, v domácích podmínkách prakticky nerealizovatelné.

Kouzlo v obýváku

Další způsob prostorového promítání ale můžete při nevelkých investicích provozovat i doma. Bude vám k tomu totiž stačit běžný monitor. Brýle, které si na nos nasadíte tentokrát, jsou totiž aktivní a samy vám zakrývají střídavě levé a pravé oko. Na monitoru běží film s dvojnásobnou snímkovou frekvencí (120 Hz), ve kterém jsou střídavě proloženy snímky pro levé a pravé oko. Očnice brýlí pokrývají jednoduché LCD panely, které střídavě levé a pravé oko zakrývají. S počítačem jsou přitom spojeny kabelem či infračerveným paprskem. Prostorového efektu tak můžeme dosáhnout relativně za pár korun, bohužel však tento způsob promítání není vhodný pro více diváků, protože jsme omezeni počtem brýlí, které lze k počítači připojit.

Monitor, který vás vidí

Autostereoskopické systémy, tak se říká zařízením, která jsou schopna vyvolat prostorový dojem obrazu bez speciálních brýlí, jsou malé zobrazovače – specializované monitory. Zajímavý je působ tvorby obrazu i technologie rozdělení snímků pro levé a pravé oko.  
Monitory mají v horní části dvě kamery, které jsou schopny odlišit a zaměřit vaše zornice. Pokud se pohybujete v určitém omezeném prostoru, jsou oči stále zaměřeny. Proč? Výrobcům LCD displejů je již před několika lety podařilo vyrobit 3D monitory, v nichž po přepnutí do 3D režimu speciální vrstva zajistí, že do levého a pravého oka se dostávají obrazy z lichých a sudých sloupců monitoru zvlášť. Jakmile však uhnete hlavou z místa, kde se nachází tzv. „sweet spot“(sladké místo), prostorový efekt zmizí. Firma SeeReal proto vyvinula monitory, jejichž kamerový systém podle polohy vašich oči upravuje masku před monitorem tak, aby se očím ani při výrazném pohybu hlavy 3D obraz neztratil.

 
Konec triků

Dostáváme se k prostorovému obrazu, který nepracuje s žádným optickým „podvodem“, ale vytváří reálný obraz o třech rozměrech. Vývoj těchto zařízení je v počátcích a úměrně tomu je vysoká jejich cena.
Prvním takovým experimentálním zařízením je „křišťálová koule“ firmy ActualitySystems. Kouli můžete obcházet, dívat se ne ni z kterékoliv strany a zobrazený prostorový předmět v ní stále uvidíte. Používá se pro zobrazení radiologických nálezů nádorů, užitečná může být i při zobrazování prostorových modelů chemických sloučenin. Koule funguje vlastně podobně jako známé pouťové hodiny, které čas zobrazují pomocí kmitajícího raménka s diodami. Zde se uvnitř koule rychle otáčí destička, na níž se zobrazují jednotlivé body. Při rychlé rotaci se rozsvěcuje vždy jen bod viditelný z daného úhlu. Obraz může pozorovat více lidí a každý ho vidí z té správné strany. Takové zobrazení klade vysoké nároky na rychlost otáčení a rychlost spínání zobrazení jednotlivých bodů. Actuality Systems uvádí rozlišení 768×768 na samotné rotující destičce, která je schopna zobrazit 198 obrázků během jedné otáčky. To je přes 100 miliónů obrazových bodů za sekundu.

Reklama v prostoru

Zobrazovací technologie americké firmy Provision ale překračuje všechny vžité představy o možnostech elektronických zobrazovačů. Její přístroje jsou schopny zobrazovat předměty přímo v prostoru, mimo skleněnou či plastovou plochu. Mohou mít až 40 cm v průměru, přičemž „divák“ pohybem joysticku předmětem otáčí – je nasnadě, že systém nazvaný HoloVision se používá především pro reklamní účely. Stojany s tímto zařízením jsou již umístěny v několika desítkách amerických prodejen a restaurací a mají zde obrovský úspěch. Podle výzkumů jsou pro zákazníky až pětkrát přitažlivější než dvourozměrné reklamy. V nejbližší době plánuje Provision spustit v Evropě síť HoloVision stanic, které budou z jednoho místa řízeny centrálním serverem. 

„Předchůdce“ televize

Prvním pokusem o vytvoření iluze prostorovosti byly stereografy. Jedna scéna je vyfocena dvakrát s malinko odlišným úhlem – tak se simuluje rozdílný pohled dvou očí na scénu. Na tyto dvě fotky se musí divák dívat skrz stereoskop, který do očí odděleně dopraví dva rozdílné obrazy.
Stereoskopy byly na konci 19. století nesmírně populární. Fotografové cestovali po světových památkách a jejich stereoskopické snímky pořízené na těchto místech se dobře prodávaly. Stereoskopy měli lidé doma, tento druh zábavy tak bývá považován za první rodinnou „multimediální“ zábavu, za předchůdce rádia a televize.

Ve 30. letech minulého století popularitu stereoskopů vystřídaly tzv. sterokoutoučky. Na kotoučku bylo několik prostorových obrázků, které se prohlížely pomocí speciálního prohlížeče. Dnes tyto hračky pravděpodobně nezaujmou ani děti, ale ve své době byly velmi oblíbené, využívaly se dokonce pro vojenské účely při odhalování ukryté vojenské techniky (na stereografických fotkách je její kamufláž viditelnější). V letech 1962 až 1985 vyráběla stereokotoučky i česká Meopta –  celkem vytvořila 1300 různých druhů. Fotoaparáty „Meopta stereo“ pro tvorby steroskopických obrázků patří dnes k chloubě mnohých historických sbírek.

V časopisech i na Marsu

Nejjednodušším řešením prostorového obrazu v jednom obrázku jsou anaglyfy. Obrazy snímané z odlišných úhlů jsou sloučeny v jediném snímku a jsou odlišeny barevně. Pozorovatel musí mít nasazeny brýle, jejichž skla jsou zabarvena totožnými barvami, jimiž je anaglyf tvořen. Bývá to červená a modrá, přičemž červené sklo skryje červené kontury na obrázku a do oka se dostanou jen tvary modré barvy. Na druhém oku dojde ke stejnému jevu s druhou barvou.
Anaglyf je nejlevnější metoda prostorového zobrazování, ale také nejméně kvalitní, protože pozorovatel zcela ztrácí původní barevnost scény. Anaglyf si můžete doma vyrobit sami – freewarový program Anaglyph maker sloučí dvě fotografie vyfocené s několikacentimetrovým posunem a obarví je. Právě metodou anaglyfu byl vytvořen první prostorový film, krátký snímek Audioscopiks, promítaný v roce 1935 v New Yorku. I když anaglyfy najdte dnes sporadicky v časopisech, není to vůbec zapomenutý způsob prostorového obrazu. Když v roce 1997 přistála na Marsu sonda Mars Pathfinder, vyfotil její duální fotoaparát na 16 000 stereografických fotek.

Projektor pro třetí prostor

„Udělat velkoformátové prostorové promítání, při němž byste nemuseli mít nasazeny žádné brýle, to je sen každého odborníka, který v tomto oboru pracuje,“ řekl nám zástupce jedné z českých společností, která se prostorovým zobrazováním zabývá. Bohužel se to stále nedaří. Velkým pokrokem je ovšem první počítačový projektor, specializovaný na 3D promítání s aktivními brýlemi. InFocus DepthQ umí pracovat s vysokou snímkovou frekvencí, zároveň má dobrý kontrast i rozlišení, obraz může mít úhlopříčku až 6,5 metru. Projekci ve 3D je samozřejmě možné kombinovat s dvourozměrným promítáním. Firemní prezentace se mohou (konečně) stát zajímavějšími. Prostorové zobrazení je skvělé i pro designéry, architekty, chemiky. Projektor stojí okolo sta tisíc korun, což není vzhledem k jeho univerzálnosti mnoho.

Rubriky:  Technologie
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Drony budou hlídat žraloky

Drony budou hlídat žraloky

Cílem Austrálie je nasadit drony, které budou vybavené kamerami, které se...
Po dvaceti letech otestován třetí blok v Dukovanech

Po dvaceti letech otestován...

Specialisté od sobory testovali v jaderné elektrárně Dukovany hermetický box...
Nákladní vozy v USA bude pohánět vodík

Nákladní vozy v USA bude pohánět...

Jednou z automobilek, která zaznamenala výrazného pokroku s vodíkovými...
Nesmrtelný Hummer

Nesmrtelný Hummer

Není snad nikdo, kdo by neznal legendární vojenský Humvee,...
Do roku 2030 uzavře Nizozemsko uhelné elektrárny

Do roku 2030 uzavře Nizozemsko...

Postupně se začíná šířit informace, že vyspělé země chtějí v budoucnu...
General Motors představil vodíkovou platformu 4×4

General Motors představil...

Na zasedání Asociace armády Spojených států (AUSA 2017) představila...
DARPA vyvinula nový radar

DARPA vyvinula nový radar

Ozbrojenci islámského státu, syrští povstalci a další mají trik, jak čelit...
Největší český autosalón probíhá v Praze

Největší český autosalón probíhá...

Více než 40 renomovaných značek můžete od čtvrtka 5.10. až do neděle 8.10....
Volokoptéra poprvé oficiálně vzlétla v Dubaji

Volokoptéra poprvé oficiálně...

Bezpilotní osobní taxi již není pouhé sci-fi. V Dubaji totiž proběhl...
Nový mikročip s funkcí mozku

Nový mikročip s funkcí mozku

Univerzitní tým specialistů z Oxfordu a Exeteru vytvořil fotonický počítačový...

Nenechte si ujít další zajímavé články

První moderní genocida: Víte, kdy k ní došlo?

První moderní genocida: Víte, kdy...

Osmanská říše bývala silným hráčem na evropském poli. V druhé polovině 19....
Johann Gregor Mendel: Málem zapomenutý génius!

Johann Gregor Mendel: Málem...

Genetika je v současnosti uznávanou vědou, bez které se biologové či lékaři...
Blíží se den, kdy dojde… ROPA?

Blíží se den, kdy dojde… ROPA?

Říká se jí výměšek ďáblův – el excremento del diablo. Taky se jí...
Konspirace: Potopil se Titanic kvůli pojistnému podvodu?

Konspirace: Potopil se Titanic...

Tragédie Titaniku je jedna z nejznámějších lodních katastrof. Dodnes je...
Beethovenova Eliška: Je slavné dílo plodem zakázané lásky?

Beethovenova Eliška: Je slavné dílo...

Německý hudební génius Ludwig van Beethoven sedí u klavíru. Opakovaně do jeho kláves...
Šílená výzva na Facebooku: 1000 lajků, nebo pustím dítě z okna!

Šílená výzva na Facebooku: 1000...

Drží rok a půl staré dítě v okně bytu v 15. patře věžáku. Pod ním se...
Co jste určitě nevěděli: Největší tajemství Karlštejna!

Co jste určitě nevěděli: Největší...

Karlštejn. Český skvost tyčící se nad Berounkou. Hrad, který byl pokladnicí...
Sodíkové baterie: Budoucnost energie?

Sodíkové baterie: Budoucnost...

Shromažďování energie je v současnosti jedno z největších vědeckých témat. Klíčové...
Proč Stalina pohřbili tajně u zdi? Odpověď vás překvapí!

Proč Stalina pohřbili tajně u zdi?...

I dnes se najde v Rusku spousta lidí, kteří vám budou tvrdit, že Stalin...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.