ガラスなしの3D技術 – それは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に大きな変化をもたらしました。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り、3Dがどのように機能するのか自問したことがありますか？それは答えるのが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か？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、2つの異なる画像が2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。」 簡単に言えば、これは基本的に2つの類似した重ね合わせた画像が、あなたの知覚にとってより現実的な別の画像を投影することを意味します。

最初の「古い」3Dメガネが青と赤の色を持っていたのはなぜでしょうか？それは、各目がそれら2つの異なる画像を識別し、それを重ね合わせるのが簡単だったからです。各目は自分自身の「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、思い出してみてください、品質はそれほど良くありませんでした；私は頭痛を感じ、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。一方の目の画像は垂直に投影され、もう一方は水平に投影されましたが、頭を動かすと非常にぼやけてしまいました。だからこそ、彼らはそれを改善する必要があり、3Dが回転偏光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です。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、おそらくすでに自宅に素敵な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はそれをシンプルに説明しています：

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、同時に一方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、ほとんど気づかれません。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ち、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、あなたはちらつきではなく、1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2つの位置から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2つのカメラを持っているようなもので、1つは右目を閉じたときの左目を表し、もう1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アニメーションのような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2つの異なるバージョンを作成する必要があります。左目と右目の特定の視点を持つものです。利点は、画像を同期させるのが簡単ですが、磨くのに時間がかかります。

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、私たちは任天堂の有名なCEOとこの会社の歴史がどれほど豊かであるかについても書きました。任天堂3DSゲーム機は、次の3D技術のステップの先駆者になりたいデバイスです：メガネなし。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。トムズガイドは、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。ウィキペディアは次のように指摘しています：

視差とは、2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変位または違いであり、それらの2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、より理解しやすくするはずです。

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・ボアーナーによって発明されました。

レンチキュラー技術

視差バリアがメガネなしで3Dを作成する最も効率的な方法のように見える一方（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であるインテグラル写真の発明者です。以下の画像は、千の言葉を語るはずです…

違いに気づきますか？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、より広い視野角を持っています。

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すると、照明された物体の露出が行われ、シートのレンズ側に近い位置に置かれた各個別のレンズ（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

新しい報告によれば、すぐに重要なスポーツイベントなどからのライブ伝送を、3Dメガネなしで楽しむことができるようになるそうです。エンジニアたちは、私たちに驚くべき体験を提供できる4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。次は何でしょうか？

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、なぜ私たちはまだこれらのメガネを使っているのか？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年から現在までの期間は「主流の復活」と呼ばれています。

ところで、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あふ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を受け入れる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。だからこそ、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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