BEST OF - Euronics

2 I 3D-TV
Trends, Technik & Know-how
BEST OF
ELECTRONICS
Faszination 3D:
Der neue Trend
für Zu hause
GewuSSt wie:
So Entsteht der
3D-Effekt
perfekte Kombi:
Das brauchen
Sie für 3D
FASZINATION
3D
Seit dem Kinospektakel „Avatar“ ist 3D der Trend in der Unterhaltungselektronik.
Das neue, räumliche Fernseherlebnis ist mittlerweile dank 3D-tauglicher Fernseh- und
Abspielgeräte auch für Privatanwender zum Greifen nahe.
Leuchtende Farben, lebendige Bilder, enorme Plastizität: Wer zum ersten Mal einen Film in 3D sieht, ist
von der Bildgewalt fasziniert. Er erlebt Entertainment
in einer Weise, die in 2D nicht möglich war und ist
mitten im Geschehen statt außen vor. Spätestens seit
James Camerons Kinoerfolg „Avatar“ befindet sich
3D auf einem echten Siegeszug durch die Lichtspielpaläste der ganzen Welt. Entertainment erlebt eine
Revolution und wird durch die jetzt wirklich funktionierende 3D-Technik aufregender denn je.
Der neue Trend fürs
Wohnzimmer: 3D-TV
Die Begeisterung für 3D hört nicht mit dem Kino
auf. Auch in der Unterhaltungselektronik für das
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Wohnzimmer ist 3D DER Trend. Möglich machen
das vor allem die modernen Flachbild-TVs. Die
neuen Fernsehgeräte liefern brillantere Bilder denn
je und bieten auch von der Bildschirmdiagonale
ausreichend Größe, um auch zu Hause ein echtes
Kinoflair zu erleben.
Bereits Anfang 2010 haben die ersten Hersteller
3D-fähige Fernseher und Abspielgeräte auf den
Markt gebracht, die das dreidimensionale Erlebnis für zu Hause salonfähig machen. Je größer
das Display des Fernsehers, desto intensiver wird
das 3D-Erlebnis. Denn bei Bildschirmdiagonalen
von 50 Zoll aufwärts fühlt sich der Zuschauer in
eine echte 3D-Umgebung versetzt. Auch das Bildformat von 16:9 trägt zum Erfolg von 3D bei.
Der Bildhorizont ist weiter als beim alten 4:3Format, der Zuschauer muss einen weiteren Horizont überblicken und hat so die Vision eines
„realen“ Horizonts ohne seitliche Begrenzung.
Mit all diesen Voraussetzungen und integrierter
3D-Technologie bringen die neuen TVs die Faszination 3D in die Wohnzimmer. Sie verfügen über
die technischen Voraussetzungen, im Zusammenspiel mit Abspielgerät und passender Brille den
Zuschauer wirklich in eine dreidimensionale virtuelle Welt zu versetzen.
Doch nicht nur für 3D sind die neuen Fernsehgeräte bestens geeignet. Auch normales zweidimensionales Programm wird zu einem neuen Erlebnis, da die neuen Geräte Bilder brillanter und
detailreicher denn je liefern und über vielfältige
automatische Funktionen verfügen, die immer das
anamorph
… bezeichnet die Eigenschaft einer optischen
Abbildung, die mit einer Zylinderlinse oder einem
Zylinderspiegel erzeugt wird. So entsteht ein Bild,
das auf einer Achse verzerrt ist. Ein anamorphes
Bild ist in der Breite gestaucht und in der Höhe
unverändert.
Optimum eines Bildes anzeigen. So wird visuelle
Unterhaltung sowohl in 2D als auch in 3D zu
einem ganz neuen Erlebnis. Für die 3D-Darstellung
gibt es zwei Verfahren: die zirkuläre Polarisation
(RealD) sowie Dolby 3D.
Die Entwicklung der 3D-Technik
An sich ist die 3D-Technik keine neue Erfindung. Bereits vor ca. 200 Jahren entdeckte Charles Wheatstone die Stereopsie und damit die
Funktionsweise des räumlichen Sehens. Seine einfachen Zeichnungen waren die ersten 3D-Bilder, die man auf einem flachen Papier bewundern konnte. Schließlich gab es in der Vergangenheit immer wieder Versuche, dreidimensionales Fernsehen zu etablieren. Vor allem in
den 50er-Jahren, in denen die ersten 3D-Filme ins Kino kamen. Der erste abendfüllende 3D-Streifen dieser Zeit war beispielsweise „Bwana
Devil“ von Arch Oboler.
Die 3D-Aufnahme funktionierte damals mittels zweier Filmkameras, die in Augenabstand voneinander entfernt parallel aufzeichneten. Um
den 3D-Effekt nun für das menschliche Auge sichtbar zu machen, wurde eine sogenannte Anaglyphenbrille eingesetzt, die aus einfachen
Farbfiltern bestand und jedem Auge ein anderes Bild von der Kinoleinwand übermittelte. Das Bild auf der Leinwand kam von zwei gewöhn­
lichen Kinoprojektoren, die ebenfalls durch Farbfilter jeweils einen Film für das rechte und einen anderen für das linke Auge abspielten.
Die Anaglyphentechnik wurde trotz technischer Probleme ständig weiterentwickelt. So kam 1961 mit „The Mask“ der erste Film in die Kinos,
der zur Anaglyphentechnik nur einen Projektor benötigte, da die Rot-Grün-Trennung schon beim Mastering des Films stattfand. 1970 wurde
schließlich „Stereovision“ entwickelt, ein ähnliches System, das die Bilder nebeneinander auf den Film brachte und sie bei der Wiedergabe
durch anamorphe Linsen (siehe oben) auf Widescreen verbreiterte. Mit dem Kinospektakel „Avatar“ von James Cameron (2010) schaffte 3D
schließlich den endgültigen Durchbruch im Kino und löste eine regelrechte Euphorie unter den Zuschauern aus.
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dreidimensionale
bilder erleben
Wo entstehen eigentlich Bilder in 3D? Moderne Geräte im Zusammenspiel und das
Simulieren des menschlichen Sehens lassen dreidimensionale Welten in den eigenen vier
Wänden entstehen.
Menschen sehen Bilder normalerweise stereoskopisch, also räumlich, weil sie Impulse von zwei
Lichtrezeptoren, den Augen, erhalten. Diese Impulse sind winkelabhängig unterschiedlich und
werden im Gehirn zu einem einzigen räumlichen
Bild verrechnet.
Die meisten Displays verwenden daher eine stereoskopische Technik für die 3D-Darstellung. Jedes
Auge soll nur das sehen, was ein räumliches Bild
erzeugt. Das linke Auge ein Bild, das von links aufgenommen wurde – das rechte Auge dementsprechend ein Bild aus der Rechtsperspektive. Moderne TV-Geräte können im sehr schnellen Wechsel
die unterschiedlich perspektivischen Bilder zeigen.
Die Technik steht jetzt noch vor der Herausforderung, dem jeweiligen Auge das passende Bild zu
übermitteln. Hierzu greift man auf ein Hilfsmittel
zurück – eine spezielle Brille, die die Bilder dem
jeweiligen Auge zuordnet und so beim Zuschauer
den 3D-Effekt auslöst. Diese Brille gibt jeweils nur
den Blick für das Auge frei, dessen Bild gerade
angezeigt wird, also etwa das linke Auge, wenn
am TV-Gerät ein Bild für das linke Auge angezeigt
wird. Dies funktioniert unmerklich und schnell.
3D in ihrem Wohnzimmer
Das brauchen Sie, um auch zu Hause in den Genuss des
dreidimensionalen Fernsehens zu kommen:
• eine geeignete Datenquelle
• einen 3D-tauglichen TV
• ein 3D-taugliches Abspielgerät (z.B. Blu-ray Player,
Spielekonsole)
• eine 3D-Brille
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Jedes Auge registriert ein jeweils winkelversetztes
Bild. Das Gehirn rechnet das in ein dreidimensionales Szenario um.
3D aus jedem 2D-Signal
Einige 3D-TVs stellen jegliches Quellmaterial dreidimensional dar. Äußerst komplexe Algorithmen
in den Geräten versuchen dabei, eine Tiefenstaffelung des normalen 2D-Bildes zu erkennen. Nimmt
man eine Vielzahl von räumlichen Hinweisen zusammen (etwa Unschärfe, Mattheit, Bewegungsgeschwindigkeit etc.), kann das erstaunlich gut
funktionieren und 2D-Bilder erhalten eine dreidimensionale Anmutung.
So entsteht der 3D-Effekt
Schritt 1
Dem menschlichen räumlichen Sehen liegt zugrunde,
dass man alle Motive aus
zwei Perspektiven betrachtet.
Entsprechend fangen 3D-Kameras ihre Bilder mit zwei,
dem Augenabstand ähnlich
platzierten Linsen ein.
Schritt 2
Die beiden von der Kamera
aufgenommenen Blickwinkel
gibt der Bildschirm oder
Projektor mit jeweils eigener
Technik (siehe rechts) wieder. Dabei werden die Bilder
entweder nacheinander oder
gleichzeitig gezeigt.
Schritt 3
Ohne Hilfsmittel sieht man
die beiden Blickwinkel als
zwei sich überschneidende
Bilder. Sie werden mittels
Filterbrille voneinander
getrennt und dabei jeweils
dem linken oder rechten
Auge zugeordnet.
Schritt 4
Den letzten Beitrag zum
räumlichen Sehen leistet
das Gehirn. Es fügt die zwei
Blickwinkel zu einem dreidimensionalen Bild zusammen.
Es entsteht immense Bildtiefe
oder die Motive scheinen aus
dem Schirm herauszuragen.
Diese möglichkeiten bietet die 3d-technik
TV-Sendungen in 3D
Bei 3D-TV-Übertragungen werden zwei 3D-Teile zu einem normalen Full-HD-Bild kombiniert – horizontal (side by side) oder vertikal (top-bottom)
gequetscht. Dieses Format besitzt nur noch die halbe Auflösung, es kann aber mit jedem TV-Kanal gesendet und mit jeder 3D-fähigen Set-Top-Box
empfangen werden. Der einzige Trick, den die Geräte erlernen müssen, ist, dass die Kennzeichnung in Signale für HDMI umgewandelt wird.
3D-Blu-rays
... speichern die Ansicht für das zweite Auge als neuen integrierten Datenstrom. Der Player errechnet daraus zwei Filmbilder, die er hintereinander
zum TV schickt. Dafür müssen TV und Player die neuen Timings nutzen, die
in HDMI 1.4a festgelegt wurden. Frei verkäufliche Filme in 3D sind derzeit
noch Mangelware im Regal. Doch die Filmstudios rüsten auf. In den nächsten
Monaten werden zahlreiche Filmtitel in der 3D-Version erscheinen.
3D via PC
Seitdem Games am PC in 3D-Grafiken dargestellt werden, wünschen sich
Spieler, diese Spiele auch echt dreidimensional zu erleben. Die deutsche
Firma ELSA war mit der „Revelator“-Shutterbrille bereits vor zehn Jahren
Vorreiter, jetzt erobert NVIDIA mit „3D Vision“ den Markt. Mit diesen
Shutterbrillen, guten Grafikkarten und schnellen Monitoren klappt das
Spielen in 3D auch mit älteren Spielen ohne Probleme.
HDMI
HDMI (High Definition Multimedia Interface) ist
eine volldigitale Schnittstelle, die sowohl digitale
Video- als auch Audiodaten über ein Hochgeschwindigkeitskabel überträgt. HDMI liegt derzeit in der
Version 1.4a vor und unterstützt u.a. die Wiedergabe aller unkomprimierter 3D-Verfahren, den
Audio-Rückkanal (damit kann die Audiospur direkt
über das HDMI-Kabel an den Receiver über­­tragen werden), die automatische Bildeinstellung
unabhängig von der Quelle sowie 4k-Displays.
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Perfektes
Zusammenspiel
Das Zusammenspiel 3D-fähiger TV-Geräte und der dafür konzipierten 3D-Brillen
macht die Tiefenwirkung für das menschliche Auge sichtbar. Dabei gibt es
unterschiedliche Methoden.
3D entsteht, wenn der TV jedes Auge mit einer anderen Ansicht der aufgezeichneten Szene versorgt.
Damit die Information immer passend beim jeweiligen Auge ankommt, benötigt das Gerät noch eine
Hilfe in Form einer speziellen Brille. Um die Bilder
auf die Augen zu verteilen, gibt es technisch derzeit zwei Möglichkeiten. Hersteller wie Panasonic,
Samsung, Sony oder LG verwenden eine Technik
mit aktiver Shutterbrille. LG bietet darüber hinaus
auch einen TV mit Polarisationstechnik an.
Shutter-Technik
Die meisten TV-Hersteller bevorzugen die ShutterTechnik. Sie zeigt die beiden Kameraperspektiven
schnell nacheinander. Ein TV liefert bis zu 120 Vollbilder pro Sekunde, jeweils abwechselnd für das
rechte und das linke Auge. Passend im Rhythmus
öffnet eine per Infrarot mit dem Bildschirm synchronisierte LCD-Brille abwechselnd das linke oder rechte Glas und dunkelt das gerade nicht benötigte Glas
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Für 3D via Shuttertechnik ist eine spezielle,
sogenannte Shutterbrille Voraussetzung, eine
batteriebetriebene LCD-Brille, die in Kombination
mit einem 3D-tauglichen Fernsehgerät benutzt
wird. In den Gläsern ist eine Flüssigkristallschicht
untergebracht, die das Glas undurchsichtig macht,
wenn Spannung anliegt. Die Gläser werden für
eine 3D-Darstellung abwechselnd abgedunkelt,
sodass jeweils nur das linke oder das rechte Auge
das Monitorbild oder die Projektionsfläche sieht.
Moderne Shutterbrillen arbeiten über Infrarot-Steuerung, die vom Monitor oder Fernsehgerät ausgeht
und den Shuttervorgang bildgenau steuert.
ab. Damit die Augen die Perspektiven eindeutig
voneinander trennen können, schieben LCD-Fernseher noch ein Schwarzbild dazwischen. Die dafür notwendige hohe Bildwechsel-Geschwindigkeit
erzielen im LCD-Lager nur moderne 200-Hertz-TVs.
Dabei soll jedem Auge schließlich eine flimmerfreie
Bildabfolge von mindestens 60 Hertz zur Verfügung
stehen. Plasma-TVs sind noch schneller als neue
LCDs und benötigen dank der kurzen Reaktionszeit
keine Schwarzphase.
Polarisationstechnik
Diese Technik wird auch Polfiltertechnik genannt
und kommt vor allem in Kinos zum Einsatz. Sie nutzt
aus, dass sich Lichtwellen unterschiedlich ausgerichtet ausbreiten – etwa senkrecht oder horizontal.
Im Kino werden zwei Projektoren eingesetzt, die
den rechten und linken Filmkanal liefern. Die Linsen der Projektoren sind dabei mit Polarisations­
filtern bestückt.
Auch in manchen TV-Geräten wird diese Technik
verwendet. Ein über den Bildschirm gelegter Filter
kann lediglich einzelne dieser Lichtwellen passieren lassen – er „polarisiert“ diese. Als einfache
Polfiltervariante zeigt der Bildschirm zum Beispiel
die linke Kameraperspektive mittels senkrecht
polarisierten Lichts. Die rechte Perspektive wird
durch waagerecht polarisierte Wellen dargestellt.
Da auch die Brille des Betrachters Filter aufweist,
dringt zu jedem Auge nur die passende Variante
durch, das linke Auge sieht die senkrechten und
das rechte Auge nur die waagerechten Lichtwellen. Bei dieser linearen Polfiltervariante darf man
den Kopf nicht neigen, um ein klares Bild zu bewahren. Daher gibt es auch die zirkulare Vari-
Diese 3D-Brille mit Polarisationsfilter kommt in
Kinos für 3D-Vorführungen zum Einsatz. Die
Brille besitzt im Gegensatz zur Shutterbrille
keine Elektronik, sondern funktioniert rein passiv
durch aufgebrachte Folien. Dadurch ähnelt sie
einer Sonnenbrille, auf deren Brillengläsern
jeweils um 90° versetzte Polfilterfolien sitzen.
Auf diese simp­le, jedoch wirkungsvolle Weise
wird erreicht, dass das linke Auge nur das linke
Bild sieht und das rechte Auge nur das rechte.
Polfilter beim Ausgabegerät sorgen im Zusammenspiel mit der Brille dafür, dass beide Augen
unterschiedliche Bilder erhalten.
ante, die bei 3D-Fernsehern zum Einsatz kommt.
Hier wird das Licht rotierend polarisiert, weswegen man den Kopf schräg halten darf. Der Polarisationsfilter am Bildschirm ist dabei zeilenförmig
strukturiert, wobei alle ungeraden Zeilen die eine
Kameraperspektive wiedergeben, alle geradzahligen die andere.
Bei der TV-Wiedergabe gibt es anders als im Kinoeinsatz, wo zwei Quellen die Bilder liefern, Qualitätsverluste wie Pixelspalten bzw. -zeilen. Da nur
eine Quelle Bilder ausstrahlt, kann nicht die volle
Bilderzahl wiedergegeben werden. Jedes Auge
erhält nur ca. 50 Prozent der Bildinformation und
damit weit weniger als im Kino.
3d-effekt ohne brille
Ohne zusätzliche 3D-Brille kommen autostereoskopische Flachdisplays aus. Das Problem dabei ist, dass sie trotzdem zwei unterschiedliche
Bilder für die beiden Augen liefern müssen. Die meisten Geräte arbeiten hier entweder mit einem Lentikularlinsensystem, ähnlich den
„Wackelbildern“, oder einer Parallaxenbarriere. Bei Single-User-Displays wird ein sogenanntes Eye-Tracking-Verfahren eingesetzt, um die
Position des Betrachters zu erfassen und ihm eine korrekte 3D-Darstellung zu liefern. Beim Eye-Tracking werden mithilfe technischer Hilfsmittel die Augen- bzw. die Blickbewegungen aufgezeichnet und ausgewertet.
Bei Multi-User-Displays (also für mehrere Betrachter geeignet) wird das Bild in mehrfacher Ausfertigung nebeneinandergelegt.
Abhängig vom Betrachtungsstandort werden dann an die beiden Augen die passenden Sichten geliefert, um den 3D-Eindruck zu erzeugen.
Zwar klingt es zunächst komfortabel, 3D ganz ohne zusätzliche Brille zu sehen, jedoch haben die autostereoskopischen TV-Geräte noch
einige Nachteile: Zum einen muss der Zuschauer sehr ruhig in seiner Position verharren, um ein dreidimensionales Bild zu sehen, zum
anderen sind die TV-Geräte noch verhältnismäßig teuer.
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3D
3D-Brille
3D ist eine verbreitete Abkürzung für dreidimensional und ein Synonym für räumliche Körper.
Eine 3D-Brille ist eine spezielle Brille, die bei einigen stereoskopischen
Verfahren (z.B. ein 3D-Film) verwendet wird, um die räumliche Tiefenwirkung für das Auge sichtbar zu machen.
3D-Film
3D-Display
Ein Film, der durch stereoskopische Verfahren ein bewegtes Bild mit
dem Eindruck echter räum­licher Tiefe bietet.
Ein 3D-Display ist ein spezieller Bildschirm oder Projektor plus Leinwand, der dem Betrachter stereoskopisches ­Sehen ermöglicht.
Stereoskopie
3D-Echtzeit
Stereoskopie ist ein Verfahren zur raumtreuen Abbildung, bei dem
paarweise Bilder, getrennt für jedes Auge, erzeugt werden.
Damit wird die Darstellung von computergenerierten Szenerien
bezeichnet, die den Eindruck von realen Welten vermitteln und in
Echtzeit generiert werden.
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