ガラスなしの3D技術 - どのように機能するのか？

3D革命は、私たちが技術を認識する方法を真剣に揺さぶりました。今や3Dテレビ、3Dスマートフォン、3Dノートパソコン、カメラ、ゲーム機があり、近い将来には3Dタブレットも店頭に並ぶことが期待されています。これらのデバイスは、現在の技術の最前線にあるようです。しかし、あなたは一度でも立ち止まって、自分に問いかけたことがありますか - 3Dは一体どう機能するのか？まあ、それに答えるのはそれほど難しくないかもしれませんが、ガラスなしの3D技術はどうでしょう？3Dは新しい技術時代の始まりなのでしょうか？

3D技術：始まりからメガネなしの時代まで

3D技術の歴史

あなたは3Dが最近の発見だと思っていますか？実際にはそうではありません。人々は19世紀に3D技術について話し、分析し始めました。サー・チャールズ・ウィートストンは立体視のプロセスを説明しました：「心は、二つの異なる画像が二つの網膜に投影されることによって、三次元の物体を認識します。」 簡単に言うと、これは基本的に二つの似た重なった画像が、あなたの知覚にとってよりリアルな別の画像を投影することを意味します。

なぜ最初の「古い」3Dメガネは青と赤の色をしていたのでしょうか？それは、各目がそれら二つの異なる画像を識別し、それらを重ね合わせるのが簡単だったからです。各目はそれぞれの「視点」を得て、赤と青の色が画像を分けるために使用され、最終的には3D環境を得ることができました。しかし、思い出してみると、品質はそれほど良くなかったです。私は頭痛さえ感じ、また「ゴーストのような」外観がありました。

高品質の3Dのための別の解決策は、光を垂直または水平の方向に向けることができる偏光メガネを使用することでした。一つの目の画像は垂直に投影され、もう一つは水平に投影されましたが、頭を動かすと本当にぼやけてしまいました。だからこそ、彼らはそれを改善し、3Dが回転極性で機能するようにしました。片方の目では時計回り、もう片方の目では反時計回りになるようにしました。だからこそ、今ではお気に入りの映画を3Dで見て、自分の快適さで動くことができるのです。

3Dテレビ、カメラ、コンピュータグラフィックス

もしあなたがそれを手に入れる余裕があるなら、おそらくすでに素晴らしい3Dテレビと、素晴らしい3D映画やテレビチャンネルを見るためのメガネを持っているでしょう。それがどのように機能するのか考えたことはありますか？Mashableはそれを簡単に、平易な言葉で説明しています：

メガネはテレビと同期しており、目の前のシャッターを積極的に開閉し、一度に一つの目だけが画面を見ることを可能にします。これは脳卒中のレシピのように聞こえますが、シャッターは非常に速く動くため、ほとんど気付かれません。これらのシャッターレンズは、テレビのリフレッシュレートのおかげで可能になっています。3D対応テレビは高い画像リフレッシュレートを持っており、画面上の実際の画像が迅速に読み込まれ、再読み込みされます。メガネを通して、あなたはちらつきの代わりに一つの一定の画像を受け取ります。

しかし、彼らは3D映画をどのように撮影するのでしょうか？映画製作者は、映画が実際の人間の視覚から二つの位置で作られたように見えるように、瞬間、距離、高さ、角度を非常に良く同期させる必要があります。私の理解では、これは二つのカメラを持つようなもので、一つは右目を閉じたときの左目を表し、もう一つは左目を閉じたときの右目を表すことができます。結局のところ、3Dは私たちの自然な視覚を再現し、自然がすでに私たちのために行ったことを再生しようとすることです。

トイ・ストーリー3や他の3Dアニメーションの映画を作るために使用されるコンピュータグラフィックスに関しては、クリエイターは各フレームの二つの異なるバージョンを作成する必要があります。左目と右目のための特定の視点で。利点は、画像を同期させるのが簡単ですが、磨くのにもっと時間がかかります。

次のステップ：3Dのためのメガネなし

任天堂3DS - メガネなしの最初の3Dゲーム機

以前にも、任天堂の有名なCEOやこの会社の歴史がどれほど豊かであるかについて書きました。任天堂3DSゲーム機は、次の3D技術のステップ、すなわちメガネなしを先駆けるデバイスです。このメガネなしの3Dゲームデバイスは、2月の終わりに日本で発売されました。

メガネなしで3Dを見る方法はいくつかあります。Tom’s Guideは、任天堂3DSがシャープ製の視差LCDバリアを使用していることを発見しました。ウィキペディアが指摘するように：

視差とは、二つの異なる視線に沿って物体の見かけの位置の明らかな移動または違いであり、これら二つの線の間の傾斜角または半傾斜角によって測定されます。

以下の画像は、より理解しやすいはずです。

3Dの始まりが立体視の概念によって示された場合、メガネなしの3D技術は科学的にはオートステレオスコピーと呼ばれます。任天堂3DSで使用される視差バリアの上記の例は、オートステレオスコピーがどのように機能するかを示しています。しかし、再び、メガネなしの3D技術は新しいものではなく、実際には26年前、1985年にベルリンのハインリッヒ・ヘルツ研究所のラインハルト・ボエルナーによって発明されました。

レンチキュラー技術

視差バリアは、メガネなしで3Dを作る最も効率的な方法のようですが（そうでなければ、任天堂は400万台以上を販売していなかったでしょう）、メガネなしで3Dを見るための他の方法もあります。ガブリエル・リップマンは、3Dシーンをキャプチャするために2つのレンズアレイを組み合わせる原理を持つ発明者です。以下の画像は、千の言葉を語るはずです…

違いに気付きますか？視差バリアの代わりに、いくつかの凹レンズがあります。レンズは、基盤のピクセルグリッドと「調和」するように傾けられています。レンチキュラー技術は、視差バリアよりも明るさのレベルが高く、視野角も広いです。

インテグラル写真とイメージング

インテグラルイメージングは基本的にレンチキュラー技術の改善を表しますが、メガネなしの3D体験を提供するために必要なプロセスは非常に高価であり、これが現在まで広く採用されていない唯一の理由です。インテグラルイメージングのための最初の完全な方法は、インテグラル写真でした：

レンズアレイは、合成された三次元画像を記録し再生するために使用されます。インテグラルレンズアレイシートがその焦点面で写真エマルジョンと接触し、レンズ側に近い場所に置かれた照明された物体の露出が行われると、各個々のレンズ（またはピンホール）は、物体の独自のマイクロ画像を記録します。

これらは、メガネなしの3D体験を実現するための主な方法です。しかし、他にも効率的ではないがまだテスト中の方法もあります：

• ホログラフィー
• ボリュメトリックディスプレイ
• プルフリッヒ効果
• ヘッドトラッキング3D技術
• マスターイメージ3D

3Dの未来

新しい報告によると、すぐに重要なスポーツイベントなどからの生中継を、3Dメガネなしで楽しむことができるようになるでしょう。エンジニアは、私たちに素晴らしい体験を提供できる四つのカメラシステムを開発しましたが、それはあなたが思っているほど遠くありません。そして、3Dメガネなしの熱狂は始まったばかりのようで、HTCは彼らのEVO 3Dをメガネなしモデルにアップグレードしました。次は何でしょう、皆さん？

これらの名前を見ていると、誰もが言うかもしれません - ねえ、なぜ3D技術はもっと早く実装されなかったのか、そしてなぜ私たちはまだこれらのメガネを使用しているのか？答えは簡単です - 発明は必ずしも主流の生産や採用を意味するわけではありません。だからこそ、1985年から2003年の期間は「3Dの再生」と呼ばれ、2003年から現在までが「主流の復活」と呼ばれています。

ちなみに、今日、東芝は彼らの3Dメガネなしテレビが今年の12月にヨーロッパで発売されることを発表しました。価格は8,000ユーロです。

これは、東芝が氷を破り、私たちはすぐに市場にもっと多くのモデルが低価格で溢れることを期待すべきであることを意味します。一方で、より懐疑的な声は、メガネなしの3Dテレビは2015年まで商業用に準備が整わないだろうと示唆しています。以下のビデオを見て、東芝が彼らのメガネなし3Dテレビセットで約束していることを確認してください。

もう一つの興味深いアイデアは、他ならぬソニーから来ています。

復活しているということは、消費者が新しい製品に対して準備ができていることを意味します。「水が試されている」からです。だから、私の謙虚な意見では、未来は確かにメガネなしの3Dのものであると思います。私たちは本当に、静かに3Dの魅力的な世界に入るときに何かに邪魔されたくないのです。

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