Forschung: 3D-Kino ohne Brille?

3D-Filme versetzen uns in andere Welten und erlauben uns, Orte und Dinge zu sehen, die wir sonst nicht sehen könnten. Aber jedes 3D-Erlebnis setzt die oft unbeliebten Brillen voraus. Ein Team des Computer Science and Artificial Intelligence Lab (CSAIL) des MIT und des Weizmann Institute of Science aus Israel hat den Prototypen eines Displays vorgestellt, der es ermöglichten könnte, 3D-Filme im Kino ohne zusätzliche Brillen zu betrachten. Bezeichnet als Cinema 3D verwendet der Prototyp eine besondere Anordnung von Linsen und Spiegeln, um die Betrachter in die Lage zu versetzen, sich den 3D-Film von jedem Kinositz aus anzuschauen.

MIT-Professor Wojciech Matusik, einer der Co-Autoren, erklärt: „Die vorhandenen Ansätze für brillenlose 3D-Darstellung erfordern Bildschirme, deren Anforderungen an die Auflösung so enorm sind, dass sie sich als völlig unpraktisch erweisen. Dies ist nun das erste technische Konzept, das brillenloses 3D im großen Maßstab erlaubt.“

Während die Wissenschaftler davor warnen, das System schon für marktreif zu halten, sind sie doch zuversichtlich, dass zukünftige Versionen die Technologie an einen Punkt bringen, wo Kino brillenfreie Alternativen für 3D-Filme anbieten können.

Unter den Co-Autoren des Papers finden sich vom Mike Foshey, Piotr Didyk, Professor Anat Levin und PhD Student Netalee Efrat. Efrat  wird das Paper an der SIGGRAPH in Anaheim, Kalifornien, vorstellen.

Arbeitsweise

Die brillenfreie, autostereoskopische 3D-Technologie existiert bereits, aber nicht in den Abmessungen einer Kino-Leinwand. Die üblichen Verfahren verwenden ein Linsenraster vor dem Bildschirm, das Parallaxbarrieren bildet. Somit bekommt jedes Auge einen jeweils anderen Pixelsatz zu sehen, was den Eindruck von Tiefe auslöst. Aber weil die Parallaxbarrieren sich in gleichbleibender Entfernung zum Betrachter befinden müssen, erweist sich diese Technik als untauglich für größere Räume wie Kinosäle mit Zuschauern in unterschiedlichen Winkeln und Distanzen zur Leinwand.

Andere Methoden, wie auch eine des MIT Media Lab, setzen auf die Entwicklung vollkommen neuer Projektoren, die den kompletten Bereich des Publikums erfassen. Doch dies geht oft auf Kosten der Bildauflösung.

Der Grundgedanke in Cinema 3D ist, dass die Menschen im Kino ihre Köpfe nur in einem eng begrenzten Winkel bewegen, der durch die Breite der Sitze festgelegt ist. Somit reicht es aus, nur einen kleine Bandbreite an Betrachtungswinkeln zu zeigen und an alle Plätze im Kino zu replizieren. Dann kodiert Cinema 3D multiple Parallaxbarrieren in einem Display, so dass jeder Betrachter eine auf seine Position zugeschnittene Parallaxbarriere vor Augen bekommt. Der Bereich der Ansichten wird dann im Kino mittels einer Reihe von Spiegeln und Linsen vervielfältigt.

Gordon Wetzstein, Assistant Professor of Electrical Engineering an der Stanford University, der nicht an der Forschung beteiligt war, verdeutlicht den Unterschied zwischen 3D-TV und 3D-Kino, den sich die Wissenschaftler zunutze gemacht haben: „Die Entwickler von Cinema 3D haben die Tatsache geschickt genutzt, dass die Kinos eine einzigartigen Aufbau haben, in dem jede Person über die gesamte Zeit in einer mehr oder weniger festgelegten Position sitzt.“

Das Forscherteam konnte zeigen, dass sein Konzept den Betrachtern ein Bild mit gleichbleibend hoher Auflösung in unterschiedlichen Bereichen des Auditoriums liefert.

Noch ist Cinema 3D nicht besonders alltagstauglich: der Prototyp erfordert 50 Sätze von Spiegeln und Linsen und ist nicht viel größer als ein Notizblock. Matusik sagt, das Team hoffe, eine größere Version des Displays zu bauen und die Optik weiter zu verfeinern, um die Auflösung zu verbessern.  Ob sich das Konzept in großen Kinos rechne, bleibe abzuwarten. Aber man sei optimistisch, dass dies ein wichtiger Schritt in der Entwicklung brillenfreier Displays im großen Maßstab sei.

Bild:  Ein Display-Prototyp könnte 3D-Filme im Kino ohne Brille für jeden Zuschauer ermöglichen. Credit: Christine Daniloff / MIT