3D Technik – wie funktioniert es – welche Voraussetzungen gibt es?

3D Technik – ein neuer Trend macht sich breit!

Berichte über 3D Fernsehen oder neue 3D Welten am heimischen PC bekommt man in letzter Zeit immer öfters hören. Scheinbar macht sich langsam aber sicher ein neuer Trend breit – oder sollte man besser sagen eine neue Technik hält Einzug? Doch wie funktioniert diese Technik? Was muss man darüber wissen? Ich habe für Euch ein paar Grundlagen zusammen getragen.

3D Technik im Detail

Das Gehirn erhält visuelle Information durch unsere Augen. Sind diese nicht eingeschränkt, vermitteln sie immer zwei Bilder ein und desselben Objekts. Da die Augen einen durchschnittlichen Abstand von etwa 7 cm haben, besteht ein kleiner Unterschied zwischen diesen beiden Aufnahmen: Sie werden aus einem unterschiedlichen Winkel – dem Blickwinkel – aufgenommen. Das linke Auge sieht Dinge aus einer anderen Perspektive, als das rechte. Hält man sich beispielsweise einen Finger vor die Nase und schließt abwechselnd ein Auge, sieht man diesen Effekt. Lässt man beide geöffnet, berechnet das Gehirn eine Tiefeninformation und somit entsteht die dreidimensionale Sichtweise.
Dieser Effekt der Natur entspricht genau dem, wie ein digitales 3D-Bild erzeugt wird. Es werden zwei Einzelbilder eines Motivs aus einem leicht unterschiedlichen Aufnahmewinkel benötigt. Am PC werden diese beiden Aufnahmen zusammengesetzt und ein 3D-Bild entwickelt.
Bisher alle Verfahren, um ein dreidimensionales Bild zu erzeugen, basieren auf diesem Effekt, bis auf dem der Holographie. Hierbei werden nämlich dreidimensional dargestellte Szenen in einem Film auf die Blickrichtung des Betrachters eingeschränkt. Mit einer Kamera, die die Augenbewegungen verfolgt, muss dadurch nur ein kleiner Bruchteil der holografischen Daten errechnet werden. Für dieses "Viewing Window" berechnet ein Computer für jeden Pixel, also jeden Bildpunkt, einer 3D-Szene ein Subhologramm, welche wie virtuelle Linsen wirken und beim Betrachter ein holografisches Bild erzeugen.
Eine weitere Technik zur Erzeugung eines 3D-Bilds ist zugleich auch die älteste: Das Stereobild-Verfahren, welches es schon seit über hundert Jahren gibt. Hier werden zwei Bilder im Abstand von etwa 7 cm aufgenommen und nebeneinander gelegt. Diese werden über ein sogenanntes Stereoskop, welches zwei Linsen im Augenabstand hat und deren Brennweite dem Abstand der Bilder dahinter entspricht, einzeln von den Augen betrachtet. Sieht man nun durch das Stereoskop, nimmt jedes Auge das entsprechende Bild wie durch eine Lupe wahr. Eine dreidimensionale Wahrnehmung wird erzeugt.
Bei der Analgyphentechnik wird eine Trennung zweier, wie oben beschriebener leicht unterschiedlicher Bilder durch Farbe bewirkt. Ein Bild wird beispielsweise rot, das andere grün eingefärbt. Alternativ ist auch die Kombination rot/blau möglich, diese kommt jedoch seltener vor. Die beiden farbigen Bilder werden überlagert und durch eine Brille mit einem roten und einem grünen Glas ist nur das passende Bild zu sehen, das andere wird ausgeblendet.
Beim Polarisationsverfahren werden zwei Projektoren benötigt, welche Polarisationsfilter besitzen, deren Richtungen senkrecht zueinander stehen, meistens in einem Winkel von 45 Grad nach links und 45 Grad nach rechts. Die hierfür benötigte Brille besitzt ebenfalls Polarisationsfilter mit den selben Neigungswinkeln, die das linke Auge nur die ungeraden (erste, dritte, fünfte,…) und das rechte Auge die geraden Zeilen (zweite, vierte, sechste,…) eines Bilds sehen lässt.
Im schnellen Wechsel werden bei der Shutter-Technik das linke und rechte Bild abwechselnd auf dem Bildschirm dargestellt. Durch die dazugehörige Brille, der Shutterbrille, wird das Auge abgedeckt, dessen Bild gerade nicht gezeigt wird. Der Wechsel bei dieser Technik erfolgt so schnell, dass das Gehirn dies nicht als Bilderfolge ansieht, sondern als einen dreidimensionalen Film.
Das Nuoptix-Verfahren, auch Pulfrich-Verfahren genannt, ist eine recht simple Technik. Benötigt wird hierbei nur eine Brille, bei der ein Glas dunkler als das andere ist. Wird nun die Kamera geschwenkt, wurde die Bildinformation des Auges hinter dem hellen Glas schon vom Gehirn verarbeitet, während es noch mit der Verarbeitung der Information des anderen Auges beschäftigt ist. Es wirkt nun dreidimensional. Einzige Voraussetzungen hierbei ist ein Film, bei dem die Kamera oft bewegt wird, denn steht diese still, ist kein Effekt sichtbar.
Das Bildmultiplex-Verfahren ähnelt dem der Shutterbrille mit dem Unterschied, das hier die Bildfolge wesentlich verlangsamt wird. Die Bilder wechseln sich in etwa dreimal pro Sekunde ab, was eine räumliche Wirkung zur Folge hat.
Um sich die 3D-Technik ins Wohnzimmer zu holen, benötigt man ein geeignetes TV-Gerät, welches in der Lage ist, zwei Bilder für das linke und rechte Auge in schneller Abfolge zu liefern. Hierfür muss das Fernsehgerät über die neue Schnittstelle High-Definition Multimedia Interface in der Version 1.4 – kurz HDMI 1.4 – verfügen. Nur durch diese ist eine Übertragung von 3D-Bildern möglich.
Bei einigen Fernsehgeräten kommt das Polarisationsverfahren zum Einsatz, doch bei den meisten Geräte nutzt man die Shuttertechnik. Eine 3D-Brille, also eine Polarisations- bzw. Shutter-Brille, ist bei beiden Verfahren somit essentiell.
Man sollte sich auf eine Firma beschränken, denn Shutterbrillen der einen Hersteller sind nicht mit Fernsehgeräten der anderen Hersteller kompatibel.
Weiter ist für die Wiedergabe von 3D-Filmen neben passenden Filmen ein 3D-tauglicher Blu-ray-player nötig. Die jüngste Generation der Geräte unterstützt die Videoausgabe von zwei parallelen Full-HD-Streams (2 x 1.080 Pixel). Auch hierfür wurde der HDMI-Standard 1.4 entwickelt, der von allen Geräten unterstützt werden muss.
Die PlayStation 3, wie auch die XBOX 360, wird durch Updates tauglich für eine Übertragung dreidimensional wirkender Bilder gemacht. Es können dann nicht nur Spiele in dritten Dimensionen dargestellt werden, sondern diese Geräte dienen auch als Alternative zu Blu-ray-player.
Um auch am PC die 3D Technologie nutzen zu können, braucht man eine 3D-Brille, einen Receiver und ein USB-Kabel, welche man als „Starterkit“ zusammen erwerben kann. Weiter benötigt man einen PC mit einer kompatiblen Grafikkarte, mindestens 1 GB RAM (Arbeitsspeicher) und ausreichend Speicherplatz auf der Festplatte (in etwa 100 MB), auf dem man bestimmte Treibersoftware lädt. Außerdem ist ein 120 Hertz Bildschirm oder Projektor Voraussetzung.
Hierfür aufgerüstete Laptop- und PC-Modelle sind bereits auf dem Markt.
Beim Heimkino muss man ebenfalls darauf achten, dass alle Geräte, auch das Surround System, 3D-kompatibel sind und über HDMI 1.4-Anschlüsse verfügen.
Noch befindet sich die 3D-Technik am Anfang der Möglichkeiten, ist bereits dennoch auf einem hohen Standard, welchen man im Kino findet. Hollywood kündigt viele neue Filme in 3D an. Das normale Fernsehprogramm soll in 3D-Bildern verfügbar werden. In Großbritannien sind seit kurzem bereits Übertragungen eines großen Bezahlfernsehens möglich. Hierfür wurde ein spezielles System entwickelt, bei dem zwei Kameras nebeneinander aufgestellt sind und so die menschlichen Augen simulieren. Diese Aufnahmen werden dann zusammengeschnitten. In Zukunft sollen auch durch autostereoskopische Bildschirme Darstellungen dreidimensionaler Welten ohne Brille umgesetzt werden. Dies ist auch jetzt schon möglich, aber unter geringen Komfort, denn neigen Zuschauer ihren Kopf und sind die Augen somit im falschen Winkel zur Leinwand, wirkt das Bild verschwommen. Wissenschaftler arbeiten an diesen Umsetzungen und Hersteller versprechen baldige neue Technologien.