Alla sorters 3D
Att fotografera och filma i 3D
Att ta en 3D-bild är enkelt. Man tar en bild av något stillastående. Ett lugnt vattendrag då det inte blåser går bra.
Sedan tar man ett steg i sidled. Omkring 3 dm är lagom. Man tar en bild till av samma motiv.
Det är en liten skillnad mellan de två bilderna.
Vi kan till exempel se på träden till vänster, att det är en liten skillnad mellan de båda bilderna.
Att filma är lika lätt. Här bör man använda stativ och rikta mot ett fjärran objekt. Man tar scen 1 ett visst antal sekunder.
Sedan flyttar man stativet med kamera cirka 3 dm i sidled, riktar lika noga igen och filmar lika många sekunder som föregående.
Att se en 3D bild
Att se det du fotograferat och filmat är inte lika lätt.
Spelar du in ljud med två mikrofoner, en för vänster och en för höger kanal, och återger ljudet i två högtalare eller i hörlurar, får man ett stereoljud.
Men att se 3D-bilder eller 3D-film är inte lika lätt.
Vi måste göra, så att vänster öga ser vänster bild och höger öga ser höger bild.
Hör du till dem som tränat upp din skelning, kan du se bilderna ovan som en 3D-bild. Men bara omkring 10% av befolkningen har sådan kontroll över ögonmusklerna. Det du tränat upp till tvåårsåldern, med korsseende och fokusering, ska nu tränas bort.
3D-bilderna eller stereobilderna ovan är annars utmärkta: de går att se på vilken TV eller monitor som helst och de går att trycka.
Förutom nackdelen att du måste träna upp din skelning, kan bilderna inte göras bredare än 60 mm, eftersom du inte kan skela mer. Så någon panoramabild får man inte.
Skillnaden mellan vänster och höger öga
Det är en enda skillnad mellan vänster och höger öga, nämligen den blinda fläcken. Att den har benämningen blind förklarar också varför den är olämplig att använda som skillnad mellan höger och vänster öga. Dessutom är inte den blinda fläcken likadan från person till person.
Någon annan skillnad mellan höger och vänster öga finns inte. Så vi får ta till andra lösningar.
I princip kunde man tänka sig att ha två TV-apparater, en som visade vänster bild och en som visade höger bild.
Problemet är att få vänster öga att se den vänstra TV:n, höger öga den högra TV:n. Men det kan man kanske lösa med speglar som är fästade i glasögonen. Nackdelen är att det är svårt att gå med sådana glasögon och att alla som ska se 3D-TV måste ha sådana glasögon.
Man kan också tänka sig att visa 3D-bilderna på glasögonen direkt.
Men återigen: det är svårt att gå med sådana glasögon samt att det måste finnas ett par sådana glasögon till alla som vill se 3D.
Jämför med hur enkelt det är att höra stereo från ett par högtalare! Jämför också med hur omgivande ljud och konversation kan blandas med ljudet från stereohögtalarna.
Men exemplen ovan visar svårighetsgraden av att se en 3D-bild: man behöver en speciell sorts TV och man vill gärna slippa speciella glasögon.
Dessutom vill man gärna se en 3D-bild uppstå i rummet, som i Star Wars eller som ett hologram.
Även dessa har sina nackdelar. Jag tar upp alla försök att återge 3D-bilder eller 3D-film nedan.
Olika sorters 3D-återgivning
Ritprogram och 3D-spel
Figuren är i 3D, men visas platt. Bilden visas lika för bägge ögonen. Figuren måste vridas för att man ska kunna se en annan vy. Det är inte denna typ av lösning vi söker.
Roterande skärm
Jag har följt utvecklingen av 3D-bilder de senaste 30 åren. Ett tag såg jag ett förslag på en lösning, där CAD-modellen roterade 360°, samtidigt som skärmen roterade synkront. För att se en annan del av CAD-modellen, flyttar man sig ett steg i sidled. Jag har inte sett något om denna senare. Av detta förstår vi att skärmen inte kan göras hur stor som helst, om man inte vill ha en fläkt i rummet. Samtidigt anar man en viss oskärpa. Bilden ska ju ritas om en gång för varje grad skärmen vrids. Men man hade faktiskt en bild för vänster öga och en för höger.
Man kan ju tänka sig att TV-skärmen hemma vickade i sidled, så att en bild visades för vänster öga, varpå skärmen vickade 1° och visade en bild för höger öga. Fast fullt så enkelt är det inte. Något måste hindra höger öga för att se vänster bild och omvänt.
Bild uppstår i tomma luften
Omkring 1975 såg jag på Liseberg ett spel, där en bild uppstod i tomma luften. Projektorn fanns undertill, riktad uppåt. Via en konkav spegel lutad utåt, fokuserades en bild i luften. Man kunde sticka fingret genom bilden. Den var inte 3D, men kunde uppfattas som 3D. Kanske ett försök att skapa ett hologram i luften, typ Star Wars?
Star Wars hologram
Tanken är att hologrammet ska uppstå i luften och att man ska kunna gå runt hologrammet och se andra sidan av figuren. Detta finns bara på film, inte i verkligheten.
Däremot har man kommit en bit på väg genom att spela in scener med 64 kameror, monterade i åtta rader och åtta kolumner (länk). Man kan se olika versioner av filmen om du flyttar dig vertikalt eller horisontellt. Men än finns inte ett hologram som du kan gå runt.
Interaktiv 3D-bild
Som inledningsbilden. Man måste ha tränat upp skelningen för att se en 3D-bild.
Prickar. Däremot kan man bredda bilderna med 4-6 cm breda remsor i det oändliga,
där varje ny remsa är grundad på den föregående, aningen förvrängd.
Förvrängningen sker genom att man tänjer eller krymper vissa partier i sidled.
Finns i gråskala eller färg. Färgen har ingenting med någon verklighetsåtergivning att göra, förutom att vissa bilder prickar in färgerna ganska bra.
Blommorna nedan är en naturlig färgåtergivning, men denna bild gjorde jag genom att ta ett steg i sidled för varje exponering av buketten.
Denna typ av bilder kallas ibland "Interaktiv". Länk
Bilden måste innehålla en hel del brus, så att man har något att fästa blicken på. Tar vi inledningsbilden, går den att förvränga en hel del, men det blanka vattenpartiet saknar 3D-information. I bilden nedan har jag utgått endast från den vänstra bilden, kopierat den och förskjutit den en bit till höger. Därpå har jag valt vissa delar, som jag krympt eller sträckt. Den uppstådda bilden till höger har jag kopierat en gång till och förskjutit igen och så vidare.
Anaglyf
Ett par stereobilder i gråskala omvandlas till grön respektive röd och slås samman. Med röd-gröna glasögon kan man se en stereobild i gråskala. Vi utgår från första bilden igen, vänster respektive höger. Först omvandlas allt till gråskala. Den ena omvandlas därefter till en röd bild, den andra till en grön bild. Därpå slås bilderna samman.
Tittar vi på ett spektra, som innehåller alla färger vi kan uppfatta, mellan infrarött och ultraviolett, kan vi se varför ett par röd/gröna glasögon fungerar. Genom det röda filtret uppfattas alla röda bilder som vita, medan alla gröna uppfattas som svarta. Omvänt gäller om man ser genom det gröna filtret.
Här ser vi också standarden för färgade glasögon: grönt glas för vänster öga, rött för höger.
Eftersom rött och grönt släcker ut varandra fullständigt och tar bort all färginformation, uppfann man röda+blåa glasögon. Här ser vi standarden, att det röda filtret ska vara för vänster öga, det blå för höger.
Härmed filtrerar man inte bort all färg, utan får en svag uppfattning om färgen. Man omvandlar inte bildparet till en gråskala, utan man tar det röda skiktet från den ena färgbilden och byter ut den mot det röda skiktet i den andra bilden.
Här har vi fått en grön gräsmatta, mest på grund av att gräsmattan täcker en stor del av bilden, medan 3D-bilden i övrigt inte är mycket att hurra för.
Som nämnt ovan slås röd och grön bild samman, eller röd och blå, om man ska trycka bilden, visa den på en monitor eller på en duk.
Infitec
Genom att dela upp spektrumet i sex delar, och tar röd1, grön1 och blå1 till vänster glasöga, och röd2, grön2 och blå2 till det andra glasögat, kan man få äkta färgåtergivning i 3D.
Här är fördelen, att man slipper spökbilder. Den 3D-film man ser på bio använder polarisationsfilter till glasögonen, vilket beskrivs längre ner. Men polarisationsfilterna släcker inte ut varandra helt. En man i en vit skjorta mot en svart bakgrund kan uppstå som spöke på fel ställe på filmen. Filmskaparna känner till nackdelen med polariserade glasögon och undviker kontrastrika scener. Men Infitec-filtren släcker ut varandra helt, så att inga irriterande spökbilder uppstår.
Eftersom filtren har olika delar av spektrum, verkar vänster öga se en grönare bild, medan höger öga ser en rödare bild. Denna oangelägenhet kan dock justeras i bilderna genom färgbalansering.
Filtren på Infitec-glasögonen är helt transparenta, så glasögonbäraren kan obehindrat växla mellan att se skärmen och omgivningen. Men fortfarande måste alla som ska se 3D bära speciella glasögon.
Glasögonen har också nackdelen, eftersom de fungerar som ett slags gitter, att de är ganska tjocka, samt om man tittar snett genom dem, att de inte har förmågan att filtrera färgerna så som det är tänkt.
Här måste man ha en projektor med två objektiv, och ha motsvarande filter innan eller efter objektiven, för att kunna visa bilderna.
Bilderna visas på duk. En monitor har bara tre sorters färgpixlar, vi behöver sex olika sorters färgpixlar.
View master
Ett par stereobilder placeras i en pappskiva, vilken placeras i en slags kikare. Här är fördelen att optiken är justerad, så att ögonen är mera avslappnade än vid skelande. Länk
Chroma Depth
Glasögonen ger en 3D-bild, oberoende om man tittat på en tryckt bild, en filmduk eller TV. Naturligtvis finns det nackdelar med denna teknik: inget kan trolla fram en 3D-bild från en 2D-bild. Bilderna eller filmerna måste innehålla mycket blåljus, det vill säga lämpligtvis har man röda eller gula blommor i förgrunden och blåa berg i bakgrunden. Blåsticket får man normalt vackra dagar utomhus, beroende på att det blå ljuset sprider sig i atmosfären. Undervattensbilder fungerar ännu bättre!
Men eftersom inte alla bilder eller film tas utomhus i vackert väder, eller under vatten, faller en del bilder. En blå blomma i förgrunden mot en orange bakgrund fungerar inte alls.
Glasögonen fungerar så, att det ena glaset är en normal plastskiva, medan det andra är ett prisma, format som en plan plastskiva. Ett prisma bryter upp ljuset i alla regnbågens färger. Eftersom ljuset bryts olika för vänster och höger öga, beroende på våglängden, uppfattas röda och gula föremål ligga närmare än gröna och blå.
Hologram
Endast ljus från lasrar kan användas. Omgivande ljus måste tas bort. Då hologrammet var uppfunnet, trodde man att det skulle bli 3D-TV. Men så blev det inte.
Exponeringen sker i mörklagda lokaler. Ett hologram är en tjock fotoemulsion. länk
Man kan bara se ett hologram om man lyser på det med en laser eller spotlight.
Fotot är ett inferensmönster mellan direkt belysning från lasern samt från objektet reflekterande laserstrålar. Under exponeringstiden, som kan röra sig om minuter, får uppställningen inte ens vibrera en hal våglängd av ljuset: då släcks interferensmönstret ut. Således får man inte under exponeringen slå i dörrar eller tillåta trafik på närliggande gator.
Porösa material som tyger och tänder kan man inte fotografera som ett hologram.
Med tre lasrar (R+G+B) kan man ta hologram med äkta färgåtergivning, eller ganska naturlig färgåtergivning.
Men hologram är så vanligt i dag, att man köpa och experimentera hemma. länk
Eftersom en laserstråle ska täcka motivet, låter man en konkav lins sprida strålen. För att inte effekten ska avta alltför mycket, och att exponeringstiden ska bli för lång, fotograferar man objekt som är max ett par dm höga.
Poträtt går bra: laserljuset är så pass utspritt att det är ofarligt för ögonen.
Fungerar bara på stillbilder. Alltså inte TV och inte på bioduk.
Polariserad 3D
Då det gäller att skilja vänster bild från höger, och samtidigt ha en naturlig färgåtergivning, kom man på att använda polarisationsfilter. Om man håller ett par polaroidglasögon framför sig och ännu ett par polaroidglasögon framför dessa, kan man se rakt igenom glasögonen. Men vridet man ena paret 90°, släcks bilden ut.
Man har därför glasögon med vågrät polarisation på ena glaset och lodrät polarisation på det andra. Projektorn har två objektiv och har motsvarande vågrät polarisation framför ena objektiver och lodrät framför det andra. Länk
Eftersom det inte går att polarisera TV-bilden, krävs projektor och duk.
Då de två bilderna läggs över varandra på filmduken, försvinner en del av polarisationen och därmed separeringen mellan höger och vänster bild. Som ovan nämnt kan spökbilder uppstå, eftersom vänster och höger bild inte blir helt separerade. En man i en vit skjorta mot en svart bakgrund kan uppstå som spöke på fel ställe på bilden.
Nackdelen med vågrät polarisation, är att om man vickar på huvudet en aning, faller 3D-bilden.
Biografer använder därför cirkulär polarisation.
Det är också en nackdel att tvingas ha två objektiv intill varandra, antingen bredvid eller ovanför. Vänster och höger bild kommer inte att överlappa varandra perfekt på duken, beroende på parallaxfel mellan objektiven.
Men det finns projektorer som har löst problemet och skickar ut vänster och höger bild genom ett objektiv.
Blinkande glasögon
Visas på 3D-TV eller 3D-monitor. Man använder dubbla visningsfrekvensen. Då vänster bild visa på skärmen, görs höger glas på glasögonen ogenomskinligt. Omvänt ske då höger bild visas: då görs vänster glas på glasögonen ogenomskinligt. Glasögonen är synkroniserade (trådlös eller med kabel) med monitorn eller TV:n.
Lysdioder
Om man monterar många lysdioder som en kub, får man en slags 3D-bild. Nackdelen är, att de måste monteras ganska glest.
Integral
Här slipper man glasögon.
3D-bilder som kräver glasögon kallas stereoskopiska. Krävs det inte glasögon, kallas de autostereoskopiska.
Man utgår ifrån en stereobild, således vänster och höger bild. Här kallade V respektive H.
Därefter skärs lodräta remsor av varje bild. Minst 1000 remsor får det vara av varje bild, för att det ska uppfattas som en bild längre fram. Remsorna kallas V1, V2, V3 o s v respektive H1, H2, H3 o s v.
Sedan sätter man samman dem som V1, H1, V2, H2, V3, H3 o s v.
Med hjälp av lodräta transparenta prismor, som man sätter framför bilden eller skärmen, kan man se en 3D-bild.
Varje prisma är lika bred som två remsor på bilden. Vänster öga kan bara se remsor V1, V2, V3 o s v, medan höger öga bara kan se remsor H1, H2, H3 o s v.
Detta förutsätter att man sitter på rätt plats, nämligen mitt för monitorn och på lagom avstånd.
Jag har en 3D-kamera, där displayen på baksidan visar en sådan 3D-bild. Det fungerar, då du alltid är mitt för displayen och på ett visst avstånd. Men det fungerar inte hemma i TV-soffan.
Att bilden faller på vissa ställen, kan man se på 3D-kamerans display.
Fotograferar man ett vitt papper i 3D, och sedan tittar på kameran i en liten sned vinkel, uppstår mörka fläckar där bilden faller. Men det är ju inte meningen, för man ska titta rakt fram på displayen.
Nu kan man pressa in mer än två remsor under varje prisma. Säg att man fotograferar med sex kameror i bredd, synkroniserade. På nytt skär vi lodräta remsor, helst 1000, från varje bild. Nu monterar man sex remsor under varje prisma.
Fördelen med detta är att bilden inte riskerar falla lika ofta som är nämnt ovan. Denna typ har också fördelen, att om man flyttar sig närmare bilden, får man ett starkare 3D-intryck.
På 60-talet fanns 3D-vykort. De har ungefär 1000 lodräta plastprismor. Under dessa lyckades man pressa in kanske sex olika bilder. Normal tryckmetod hade tillräcklig upplösning. Eller nästan: fokus fick läggas på intressanta detaljer, medan andra detaljer blev lite suddiga.
Här har fokus lagts på ankan, medan bergen är suddiga. Man kan till och med se att bilden faller, för man kan se en spökbild av bergstoppen.
Sök på "Toppan stereo", så hittar du sådana 3D-vykort på Internet.
Men i stort sett är det en klar fördel med Integral-metoden. Man uppfattar en 3D-bild utan glasögon.
Den fungerar på ett vykort och den fungerar på skärmar. Den fungerar inte på bio, för man har inte löst hur man ska montera de lodräta prismorna på bioduken.
Så denna metod verkar komma som 3D-TV hemma. Tyvärr är dessa skärmar dyra. Enligt tidningen Monitor april 2012 går de på närmare 100 000.
Fuji har dock en 3D-skärm för 3000. Den är enklare uppbyggd och fungerar bara för en person, som är placerad rakt framför skärmen.
Nu kan man inte få in hur mycket information som helst i TV-nätet. För att lösa detta, gjorde man en uppfinning, att ett smart program kan lägga till två bilder på varje sida om ett par 3D-bilder. I själva verket kan man stoppa in ett sådant smart program i TV-skärmen. Programmet är ganska bra på att gissa vad som skyms bakom en figur, men det handlar ju inte om mer än gissningar.
Om man ersätter prismorna med små runda linser, monterade i rader och kolumner, eller som ett bikakemönster, får man en mer äkta 3D-bild, då informationen även ändras om man förflyttar sig vertikalt.
Observera att bilden är suddig, utom där fokus är lagt. Man kan inte få allt.
Samt att även denna bild faller vid taskiga betraktningsvinklar. En spökbild dyker upp där den inte hör hemma.
