9. fejezet - Egyszerű és komplex optikai szűrőn alapuló, passzív sztereo technikák
A passzív sztereo megjelenítők csoportjába tartozik az úgynevezett színszétválasztásos multiplex berendezés, amely a közismert anaglif eljárás kibővített változatának tekinthető. Itt az egymásra nyomtatott két egyszínű kép jól elkülöníthető spektrummal rendelkezik, és a szemlélő a látványt a kép színeinek megfelelő színű szemüvegen keresztül vizsgálja. Ha például a képet piros-kék színkombinációban nyomtatták, akkor az egyik szeme előtt lévő piros szűrőn át csak a piros képet, míg a másik szem előtt lévő kék szűrőn keresztül csak a két képet látja, így a szemeibe más és más kép kerül, ami által megvalósulhat a térbeliség élménye. A módszer legnagyobb problémája, hogy az alkalmazott festékanyagok és a szemüvegekben elhelyezett szűrők széles spektrummal rendelkeznek, emiatt a képeket nem lehet teljesen elkülöníteni - itt is fellép az áthallás jelensége, illetve a látvány nem színhelyes.
Az anaglif megjelenítők működésének alapja tehát a színszűrés. Képernyős változatának alkalmazása során a két szembe két különböző kép kerül a képernyőről. Ezek a képek szemüveg nélkül szemlélve zavarosak és egybemosottak, azonban a különböző színszűrőkön szemlélve az egyik szembe az egyik pozícióból, míg a másik szembe a másik pozícióból készült kép kerül az objektumról. A gyakorlatban általában a vörös-zöldeskék szűrő kombinációt használják. Ez a változat terjedt el a 3D-s mozikban és a szórakoztatóipar egyéb területein is. Az ilyen egyszerű, az anaglifra épülő technikák olcsók, azonban valódi színes képek megjelenítésére alkalmatlanok. Gondot okoz továbbá a spektrális sávszélességből adódó áthallás, és a az egyes szűrők transzmisszós tényezőjének különbözőségéből adódó képvilágosság-különbség is.
Az alábbiakban olyan passzív rendszerekről lesz szó, amelyeknél a csatornajeleket optikailag választják szét, megfelelő színszűrők segítségével. Bemutatjuk többek között az egyik legősibb technikát (anaglyph - anaglif) és az egyik legújabb technikát (Infitec) is.
9.1. Az anaglif (anaglyph) technika
Az anaglif technika az egyik legrégebbi háromdimenziós élmény biztosítására alkalmas eszköz. Az anaglif képek előállításának eljárását elsőként Wilhelm Rollmann fejlesztette ki 1853-ban. Az anaglif csatornajel szétválasztására alkalmas szűrők kétszínűek (általában vörös és ciánkék, vagy más komplementer színek). Kezdetben, hogy csökkentsék a passzív szemüvegek költségét, papírból gyártották azokat. A technika lényege, hogy a háromdimenziós tartalmakat két különböző nézetből, két különböző színnel jelenítik meg a két szem számára. Ez az ingeranyag a kétszínű szemüvegeken áthaladva az ábrázolt tárgyról egy kvázi színtelen, háromdimenziós képet kelt az agyban. A csatornajel szétválasztása tehát két színben történik. Az anaglif technikát elterjedten alkalmazzák, illetve alkalmazták nyomtatott formában is.
Az anaglif képek kevésbé fárasztóak a szem számára, mint az autosztereogrammok, amelyek nézéséhez gyakorlat szükséges, viszont eléggé színtelenek (természetesen a két színszűrő színeinek megfelelő árnyalatok kvázi színhelyesen jelennek meg). Ezen hátrány kiküszöbölésének módját az interferenciaszűrős rendszereknél láthatjuk.
Az Infitec technika előtt számos változata létezett az anaglif technikának. A vörös-zöld és a vörö-kék változatok teljesen monokromatikusak voltak. A vörös-cián, az anachóm, a mirachóm, a trioszkóp és a magenta-cián változatok már sokkal jobb színélményt biztosítottak az eddigieknél. Az Inficolor és a ColorCode 3-D változatok pedig szinte teljes színélményt nyújtottak, még az Infitec szűrős eljárások előtt.
Az anaglif technika előnye, hogy olcsó és nem érzékeny a fejdőlésre. Hátránya viszont, hogy a színvisszaadás tekintetében gyenge a teljesítménye.
9.2. Interferenciaszűrős rendszerek (Infitec)
Az emberi szem trikromatikus elven működik - a beérkező fényt a szem érzékelői spektrálisan három tartományban érzékelik. A kék-zöld-vörös receptorok érzékenységi görbéinek maximumai rendre 450, 550 és 600 nm-es hullámhossznál vannak, és félértékszélességük – azaz a maximális érték felénél átölelt tartomány mérete – 60, 80 és 70 nm. A színkeverés alaptörvénye alapján, a szem érzékelőinek félértékszélességén belül több – keskeny spektrális szélességű – monokromatikus színkombinációból is kikeverhető az eredő szín. Ha tehát az egymásra vetített két képet eltérő monokromatikus összetevőkből állítjuk elő, és azokat a nekik megfelelő szűrőkön keresztül szétválasztva juttatjuk a jobb és a bal szembe, akkor színhelyes térhatást érhetünk el.
Sajnos a módszer nem igazán terjedt el, ugyanis az ilyen képességekkel és paraméterekkel rendelkező vetítők drágák, illetve a képek vizsgálatához alkalmazható keskeny félértékszélességű szűrők előállítása szintén bonyolult és drága. A módszer nagy előnye viszont, hogy színhelyes képet ad.
Az interferenciaszűrős technikánál a csatornajeleket olyan speciális három- vagy 4-csatornás színszűrőkkel oldják meg, amelyeknél rendelkezésre áll a valós színek létrehozásához szükséges három RGB színkomponens. Egy hagyományos kivetítőnél a teljes színtartomány három részre bontható, ezek a kék, a zöld és a piros tartományok. Az interferenciaszűrős technikánál két projektorból vetítenek tartalmat. Ezek elé olyan szűrőket helyeznek, amelyek az előbb említett, hagyományos elrendezést képviselő három színtartományt felosztják egyenként két résztartományra. (Létezik olyan megoldás is, ahol egy projektor elé váltakozva helyeznek különböző szűrőket. Továbbá létezik 3-csatornás szétválasztás is.
(Infitec EX® tanulmány)
Ennél a három bázistartományt nem két, hanem három résztartományra osztják, amelyeknél egyenként a középső az egyik, míg a két szélső a másik interferenciaszűrőbe kerül. Ezzel a megoldással kiegyenlítettebb és hasonlóbb színeket képesek előállítani a két interferencia szűrőn keresztül. Létezik végül 4-csatornás szétválasztás is, ahol a résztartományok száma bázistartományonként négy. Ez tovább finomítja a konzisztenciát a két interferenciaszűrő között.)
(Infitec EX® tanulmány)
Ebben az esetben némi színkorrekcióval elérhető, hogy a mindkét projektor képes legyen a teljes színtartomány azonos színeit reprodukálni. (A színkorrekcióra azért van szükség, mert a kettévágott színtartományok két része nem azonos intenzitású fényt enged át. Ezért például az egyik szűrő piros tartományánál a szűrő réteg transzmissziós képességét fokozni kell, mert abban a tartományban már viszonylag kicsi az alap fényforrás spektrális erőssége.)
A passzív szemüveg két lencséje is ezeknek a résztartományoknak a függvényében tartalmaz interferenciaszűrőket, amelyek így csak az aktuális szemnek szánt képet engedik át, és az anaglif technikával szemben mégis megőrzik a tényleges színeket.
Az Infitec 3D technológiát eredetileg a Daimler Chrysler német autógyártó cég fejlesztette ki autótervezéshez. A projekt neve hullámhossz-multiplex vizualizációs rendszer volt. 2006-ban a Dolby Laboraries segítségével létrehozták a Dolby 3D-t a háromdimenziós mozifilmekhez. 2009-ben pedig az Infitec egy új vállalkozást alapított Infitec Dualcolor3D néven.
Az interferenciaszűrős technika előnye, hogy jó a színvisszaadása és nem érzékeny a fejdőlésre. Hátránya viszont, hogy az interferenciaszűrők előállítása sokkal drágább, mint az egyszerű színszűrőké.