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Stereoskopie: Forschungen und Perspektiven

3D-Brille (XpanD) Die Hauptkritik am „3D-Fernsehen“ und anderen stereoskopischen Anwendungen wie BluRay-Videos richtet sich gegen die Brillen. Eine Alternative sind sog. autostereoskopische Displays, für die das leidige (und gelegentlich teure) Zubehör nicht notwendig sind. Verschiedene Forschungsprojekte sollen solche Bildschirmen reif für den Massenmarkt machen. Dabei werden unterschiedliche Konzepte verfolgt.

„3D ohne Brille“ - autostereoskopische Displays mit MVC

Das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) arbeitet seit langem an „brillenlosen“ Systemen auf Grundlage von LCD-Bildschirmen. Das Verfahren nutzt eine spezielle Folie vor dem Display, um die Bildanteile zu trennen. Das Ergebnis sind derzeit (Herbst 2010) bis zu neun ideale Zuschauerpositionen („Views“) auf denen dem Betrachter ein optimaler „3D“-Bildeindruck geboten wird.

3DTV ohne Brille - am IFA 2010-Stand von Vestel. Foto: Dehn Für bestimmte professionelle Anwendungen mag diese Einschränkung passabel sein. Für Zuhause, wo man es sich bequem macht und z.B. seine Sitzposition ändert, ist das zu wenig. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die gesamte Bildauflösung des ursprünglichen HDTV-Materials auf alle Views verteilt werden muss. Neun „Views“ bedeutet also: Pro „View“ steht, rein rechnerisch gesehen, nur 1/9 der Bildauflösung zur Verfügung. Damit ist eine akzeptable Bildqualität nicht gegeben.

„3D ohne Brille“ - mit der auch auf dem kleinen Foto deutlichen reduzierten Auflösung. Auf der IFA 2010 wurde das auch am Stand der türkischen TV-Firma Vestel gezeigt.

Einen Ausweg aus dieser Auflösungs- und Bandbreitenmisere bietet Multiview Video Coding (MVC), ein Verfahren aus der MPEG-4-Familie. Dabei wird nur das linke Bild vollständig ausgestrahlt. Dieser „Base-View“ entspricht damit dem heute üblichen HDTV-Signal, das mit MPEG-4 komprimiert ist. Von den weiteren Ansichten (bis zu 16 „Views“ sollen möglich sein) werden nur die Unterschiedsinformationen übertragen. Werden diese zusätzlichen Daten in einen zweiten, parallel laufenden Datenstrom integriert, sei „ein kostensparendes und voll rückwärtskompatibles Aussetzen eines 3D-Stereo-Services oberhalb eines existierenden 2D-Services“ möglich, so das HHI. Dieser Idee kommt das DVB-Verfahren Variable Coding Modulation (VCM) entgegen. Es erlaubt, mehrere Datenströme mit unterschiedlichen Parametern in einem DVB-Multiplex zu senden.

Im Ergebnis würden die heute handelsüblichen HDTV-Settopboxen oder -Fernseher nur das linke Referenzbild erkennen und als HDTV-Bild darstellen. Eine künftige Generation autostereoskopischer „3D“-Displays mit MVC-Option wäre geeignet, alle „Views“ einer „3D“-Sendung wiederzugeben.

Eine weitere MVC-Perspeketive liegt im Mobilfunk. Das wurde Anfang 2011 vom HHI auf der Fachmesse Mobile World Congress im Zusammenhang mit der Mobilfunkübertragung nach dem LTE-Standard präsentiert. Dabei ist es möglich, den Datenbedarf um bis zu 40 Prozent zu reduzieren. Für den Mobil-Bereich könnten 3D-Anwendungen besonders interessant sein: Da in der Regel nur ein Nutzer die Videos ansieht, entfällt das beschriebene Problem mit den Views; so können auf den kleinen Geräten autostereoskopische Displays verbaut - und auf die lästige Brille verzichtet - werden.

Weitere Informationen:
Interview mit Thomas Schierl (HHI) zu MVC vom 12.10.2010.

Prinzessin Leia lässt grüssen

Sony stellte auf der Siggraph 2010 einen Prototypen vor, der „wie von vielen Science Fiction-Filmen bekannt“ den Rundumeindruck eines Objektes wiedergibt. Das autostereoskopische 360 Graddisplay „Ray Modeler“ mißt 13 Zentimeter in der Breite und 27 in der Höhe. Es benutzt LED-Lichtquellen, die jeweils um ein Grad versetzt angeordnet sind. Damit erscheinen die gezeigten Objekte - abhängig vom Standpunkt des Betrachters - von vorne, von der Seite, von hinten usw. in Rundumsicht.

Für die Visualisierung von Objekten werden diese auf einem Drehteller bewegt, aus unterschiedlichen Positionen aufgenommen und das Ganze mit üblicher 3D-Visualisierungssoftware bearbeitet. Für Videoaufnahmen werden acht Kameras im 45 Grad-Winkel um das Objekt herum gruppiert.

Die Zuspielung für den Prototypen erfolgt vom Computer aus. Gezeigte Objekte können durch Handbewegungen gesteuert werden. damit sei der „Ray Modeler“ laut Sony unter anderem für Präsentationen, Spiele, Konstruktions-Aufgaben oder 3D-Bildtelefonie geeignet.



Quelle: Präsentations-Video von Sony (YouTube, ca. 5 Minuten).


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