David Brooks 07/05/2013

2D-zu-3D-Technologie

3D bedeutet dreidimensional, also etwas, das Breite, Höhe und Tiefe (Länge) hat. Unsere physische Umgebung ist dreidimensional und wir bewegen uns jeden Tag in 3D.

Menschen können die räumliche Beziehung zwischen Objekten allein durch Anschauen wahrnehmen, da wir über 3D-Wahrnehmung, auch Tiefenwahrnehmung genannt, verfügen. Wenn wir uns umsehen, bildet die Netzhaut in jedem Auge ein zweidimensionales Bild unserer Umgebung und unser Gehirn verarbeitet diese beiden Bilder zu einem visuellen 3D-Erlebnis.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass das Sehen mit beiden Augen (stereoskopisches oder binokulares Sehen) nicht die einzige Möglichkeit ist, in 3D zu sehen. Menschen, die nur mit einem Auge sehen können (monokulares Sehen), können die Welt trotzdem in 3D wahrnehmen und sind sich möglicherweise nicht einmal bewusst, dass sie stereoblind sind. Ihnen fehlt einfach eines der Werkzeuge, um in 3D zu sehen, also verlassen sie sich gedankenlos auf andere.

Hier sind einige der Werkzeuge, die der Mensch zur Tiefenwahrnehmung nutzt:

• Stereoskopisches Sehen: Beide Augen erzeugen leicht getrennte Bilder; nähere Objekte erscheinen weiter voneinander entfernt als weiter entfernte.
• Akkommodation: Wenn Sie auf ein nahes oder weit entferntes Objekt fokussieren, verändern die Linsen in Ihren Augen physikalisch ihre Form und geben so einen Hinweis darauf, wie weit das Objekt entfernt ist.
• Parallaxe: Wenn Sie Ihren Kopf von einer Seite zur anderen bewegen, scheinen sich nähere Objekte stärker zu bewegen als weiter entfernte.
• Vertrautheit mit der Größe: Wenn Sie die ungefähre Größe eines Objekts kennen, können Sie anhand seiner Größe ungefähr abschätzen, wie weit es entfernt ist. Wenn Sie wissen, dass zwei Objekte ähnlich groß sind, aber eines größer erscheint als das andere, werden Sie davon ausgehen, dass das größere Objekt näher ist.
• Luftperspektive: Da Licht in der Luft zufällig gestreut wird, scheinen entfernte Objekte weniger Kontrast zu haben als nahe gelegene Objekte. Entfernte Objekte erscheinen auch weniger farbgesättigt und haben einen leichten Farbton ähnlich dem Hintergrund (normalerweise blau).

Um die 3D-Welt auf einer flachen (2D-)Oberfläche wie einem Bildschirm darzustellen, ist es wünschenswert, so viele dieser Wahrnehmungswerkzeuge wie möglich zu simulieren. Obwohl es derzeit keine Möglichkeit gibt, alle gleichzeitig zu simulieren, wird beim Video eine Kombination verwendet. Beispielsweise werden Luftperspektive und Größenvertrautheit automatisch von der Videokamera erfasst. In CGI-Szenen muss die Luftperspektive hinzugefügt werden, damit entfernte Objekte weniger deutlich erscheinen (dies wird als Entfernungsnebel bezeichnet).

Natürlich stellt die Hinzufügung stereoskopischer Bilder (ein separates Bild für jedes Auge) eine erhebliche Verbesserung dar – so sehr, dass die meisten Menschen stereoskopische Filme als 3D und alle anderen als 2D betrachten.

2D Film und Video

Ein herkömmliches 2D-Videobild hat Breite und Höhe, aber technisch gesehen keine Tiefe, d. h. alles im Bild wird im gleichen Abstand vom Betrachter dargestellt. Dennoch nimmt der Betrachter das Bild durch unbewusste Verwendung der oben aufgeführten Techniken als dreidimensional wahr – ähnlich wie stereoblinde Menschen die reale Welt wahrnehmen.

3D Film und Video

Ein 3D- oder 3-D-Film (dreidimensionaler Film) oder S3D-Film (stereoskopisches 3D) ist ein Film, der die Illusion der Tiefenwahrnehmung verstärkt. Abgeleitet aus der stereoskopischen Fotografie wird ein normales Filmkamerasystem verwendet, um die Bilder aus zwei Perspektiven aufzunehmen (oder computergenerierte Bilder erzeugen die beiden Perspektiven in der Nachbearbeitung), und spezielle Projektionshardware und/oder Brillen werden verwendet, um beim Betrachten des Films die Illusion von Tiefe zu erzeugen. 3D-Filme sind nicht auf Kinofilme beschränkt; auch Fernsehübertragungen und Direct-to-Video-Filme haben ähnliche Methoden übernommen, insbesondere seit 3D-Fernsehen und Blu-ray 3D.

Zu den gängigen Anzeigemethoden gehören:

• Anaglyphenverarbeitung (Rot/Cyan-Brille): Das ursprüngliche 3D-System, heute weitgehend in Ungnade gefallen.
• Polarisiertes Lichtsystem (Polfilterbrille): Das am häufigsten verwendete neue System für Kinos.
• Aktives Shutter-System (LCD-Shutterbrille): Der wahrscheinlichste Standard für die erste Generation von 3D-Fernsehern und anderen Displays.

2D zu 3D Konvertierung

Bei 2D-CGI-Animationsfilmen, die aus 3D-Modellen generiert wurden, ist es möglich, auf die Modelle zurückzugreifen, um eine 3D-Version zu erzeugen.

Für alle anderen 2D-Filme müssen andere Techniken eingesetzt werden. Für die 3D-Wiederveröffentlichung des Films „Nightmare Before Christmas“ aus dem Jahr 1993 scannte Walt Disney Pictures beispielsweise jedes Originalbild und bearbeitete es, um Versionen für das linke und das rechte Auge zu erstellen. Dutzende von Filmen wurden inzwischen von 2D in 3D konvertiert. Für die Konvertierung von 2D in 3D werden verschiedene Ansätze verwendet, vor allem tiefenbasierte Methoden.