История развития технологий 3D кинематографа

Разбираемся в технологиях 3D-видео, вспоминаем взлеты и падения стереокино, а также заглядываем в будущее объемных визуальных повествований.

Дивный новый мир

История развития технологий 3D кинематографа
Привет, сегодня у нас не совсем IT-шная тема. В то время как VR и AR переживает бум популярности, игры напичканы высокополигональными 3D моделями, видеокарты наперебой зашиваются отрисовывать трассировку лучей, а профессия 3D-шника считается одной из самых престижных, мы кажется начали забывать с чего все начиналось. Я говорю про 3D-кинематограф, который, между прочим, зарождался еще в конце 19-го века, а свой «золотой век» пережил в 50-ых годах прошлого столетия.

Для тех кто в танке, 3D или стереокино это направление в кинематографе, где при помощи эффекта параллакса достигается иллюзия глубины и объема картинки в видео. Принцип основан на бинокулярном зрении человека и применяется во множестве отраслей. В 3D-кинематографе для достижения эффекта глубины чаще всего используются специальные очки, транслирующие слегка отличную картинку на каждый глаз, тем самым достигается тот самый эффект глубины и погружения.

3D очки
Если пока не вдаваться в нюансы, а к ним мы вернемся позже, чтобы снять 3D-фильм нужно 2 камеры. У человека есть два глаза, расстояние между ними позволяет нам определять расстояние до предметов. Расстояние между двумя глазными яблоками составляет около 65 мм. Установка 3D-камеры повторяет это, размещая две камеры на одинаковом расстоянии друг от друга. Если бы ваши глаза были ближе друг к другу, меньшее расстояние привело бы к меньшему 3D-эффекту, тогда как более широкое расстояние увеличило бы его. 

Чтобы добиться глубины в видео на экран проецируются две копии фильма. Одна сделана с точки зрения левого глаза, а другая – правого. Левая линза 3D-очков пропускает свет из левой проекции в левый глаз, но предотвращает попадание света из правой проекции. Правая линза делает обратное. Затем ваш мозг объединяет два изображения, чтобы создать одно изображение с глубиной и трехмерным эффектом. И вуаля, вы уже на носу Титаника ну или что там еще вы смотрите.

История развития технологий 3D кинематографа

Вроде с основами разобрались, едем дальше.

Немного истории и поезд

Недавнее распространение трехмерных фильмов многими расценивается как революционное. Однако, с самого начала истории кино режиссеры и операторы искали новые способы раздвинуть границы реальности и 3D было одним из таких направлений.

Эксперименты с 3D-технологией начались еще в конце 19 века и были впервые запатентованы в начале 1890-х годов Уильямом Фризом Грином. В то время это было известно как стереоскопическое 3D, при котором две равные полосы пленки проецировались одна за другой. Аудитория смотрела на экран через стереоскоп, который объединял два изображения в одно, создавая иллюзию 3D.

За Уильямом последовал другой пионер, Фредерик Юджин Айвз, который зарегистрировал свой патент в 1900 году. Патент Фредерика был на установку для стереокамеры, которая соединяла две линзы друг с другом на расстоянии 4,45 см.

В 1895 году братья Люмьер начали демонстрировать кино в том виде, в каком оно были представлены в ХХ веке. Развитие кинофильмов также привело к быстрой стандартизации методов производства и показа движущихся изображений, таких как использование гибкой 35-миллиметровой пленки с двойной перфорацией и скоростью движения 16 кадров в секунду. Разработка и внедрение стандартов были важны для эволюции киноиндустрии. Но все это были лишь первые шаги к полноценным глубине и объему.

Анаглиф и «Сила любви»

Анаглиф и «Сила любви»

В 1922 году, в театре отеля Ambassador в Лос-Анджелесе состоялась премьера 3D-фильма «Сила любви» Гарри Файролла и Роберта Элдера. Картина вошла в историю как самый ранний фильм, в котором использовалась двойная проекция и анаглифические очки. К сожалению, фильм утерян.

Анаглифный 3D
Анаглифный 3D – это стереоскопический эффект, достигаемый при помощи хроматических фильтров противоположных цветов.

История развития технологий 3D кинематографа

В настоящее время качество компьютерных дисплеев и удобные для пользователя программы редактирования стерео открывают новые возможности для экспериментов с анаглифным стерео.

Поляризация и «Бвана Дьявол»

В начале 1930-х годов Эдвин Лэнд, соучредитель кинокомпании Polaroid, разработал новый трехмерный процесс, который уменьшал блики за счет использования поляризованного света и синхронизации двух разных изображений. В 1932 году он представил пленку Polaroid. Этот новый процесс был более надежным и визуально эффективным, чем предыдущие трехмерные процессы, и сделал возможным коммерческое использование трехмерных пленок.

Бвана Дьявол

В конце 1952 года вышел первый цветной стереоскопический фильм «Бвана Дьявол». Для показа использовался метод поляризованного света Polaroid, но двухполосная проекционная система Natural Vision потребовала внесения существенных изменений в проекторы кинотеатра и обеспечения его экрана специальной поверхностью. Именно с «Бвана Дьявол» началась «золотая эра» 3D-кинематографа 50-х годов.

поляризация

Системы поляризации проецируют два изображения с наложением через поляризационные фильтры. Фильтр пропускает свет с соответствующей поляризацией, и блокирует противоположный.

Поляризация

Активный затвор

Teleview

В 1922 году трехмерная система Teleview была установлена ​​в кинотеатре Нью-Йорка. Было продемонстрировано несколько короткометражных и один полнометражный фильм. Эта форма проецирования быстро меняла кадры с двух кинопленок. Процесс состоял из двухполосной трехмерной камеры с двумя объективами, двойных проекторов и вращающегося устройства обзора с электрическим затвором, прикрепленного к каждому сиденью и подключенного к проектору. Электрический затвор открывался и закрывался для правого и левого глаза, зритель сначала видел левое изображение левым глазом, а затем правым глазом, это происходило очень быстро и было синхронизировано с затвором.

Система активного затвора использует механизм, поочередно блокирующий свет для каждого глаза, когда изображение для второго глаза проецируется на экран.

Активный затвор
В современных 3D-системах с активным затвором используются очки с жк-дисплеем. Стекло каждого глаза содержит жидкокристаллический слой, который становиться непрозрачным при подаче напряжения. Очки управляются синхронизирующим сигналом, который синхронно с частотой обновления экрана блокирует один глаз, а затем другой.

ЖК-затвор

В отличие от анаглифа, очки с ЖК-затвором позволяют просматривать 3D в полном цветовом спектре. Они также сохраняют полное разрешение видео в отличие от систем поляризации. Однако, такие очки тяжелее и дороже поляризационных. К тому же могут обладать недостатками связанными с синхронизацией изображений или недостаточной частотой смены кадров. В наше время эта технология активно развивается производителями видеоигр. Метод, используемый nVidia, XpanD 3D и более ранними системами IMAX.

Несмотря на некоторые преимущества в визуальном плане, технология не получила широкого распространения в киноиндустрии.

Технология фильтра помех

Dolby 3D

Технология использует различные длины волн основных цветов для каждого глаза. По сути технология, также известная как спектральная гребенчатая фильтрация или визуализация с мультиплексированием по длинам волн, является продолжением анаглифа и применяется в Dolby 3D. Фильтры делят видимый цветовой спектр на шесть узких полос – две в красной области, две в зеленой и две в синей.

Эффект Пульфриха

Особенность восприятия, когда горизонтальное движение объекта интерпретируется мозгом как имеющее компонент глубины из-за разницы во времени прохождения сигнала между глазами.

Эффект Пульфриха

Поскольку эффект Пульфриха зависит от направления движения и не может использоваться в качестве стереоскопической техники. С его помощью невозможно показать неподвижный объект, выходящий на экран или за его пределы. Движение по вертикали не будет иметь того же действия.

Эффект использовался во время трансляции сериала «Доктор Кто» 1993 года.

Доктор Кто

Автостереоскопия

Автостереоскопия

Это любой метод отображения стереоскопических изображений без использования очков.

Технологии линз и барьеров параллакса используют наложение двух изображений на один и тот же лист узкими чередующимися полосами и использование экрана, который либо блокирует одну из них, либо использует одинаково узкие линзы, чтобы изгибать полосы изображения и создавать впечатление, что оно заполняет все изображение.

Лентикулярность

Лентикулярность использовалась для представления многочисленных короткометражек, а в 1946 году – для полнометражного фильма «Робинзон Крузо».

Робинзон Крузо

На текущий момент самыми популярными методами 3D кинематографа является поляризация, активный затвор и технология фильтра помех.

История развития технологий 3D кинематографа

Часто, чтобы сократить расходы, производители фильмов используют анимацию и компьютерную графику.

За пределами технологий

История развития технологий 3D кинематографа

3D имеет богатую историю, восходящую к истокам кино. Текущий период 3D-кино просуществовал дольше и произвел больше фильмов, чем любой из предыдущих. Успех таких фильмов, как «Беовульф» и «Аватар», показал потенциал кассовых сборов хорошо написанных и снятых 3D фильмов. Однако они были скорее исключением на рынке, насыщенном низкокачественными 3D фильмами.

Трехмерная технология по-прежнему страдает от проблем, с которыми она всегда сталкивалась: неестественность, вынужденная перспектива и громоздкие очки. Технологии всегда были проклятием трехмерного кино. Однако с цифровыми проекторами, которые могут легко переключаться с 3D на 2D, отказ публики от стереоскопического кино не повлияет на революцию в кинематографе. 3D был троянским конем, благодаря которому цифровое кино стало стандартом.

Стереоскопические технологии всегда существовали за пределами основного кино. Хотя некоторым фильмам удалось включить трехмерность в свое повествование, зрелище глубины и очевидности никогда не заменит хорошую историю. Хотя стереоскопия снова не смогла превратиться из зрелища в норму, наследием нынешнего бума станет вытеснение целлулоида цифровым кино.

Комментарии