3D – mit ohne

Bei Multiview-Mode werden mehrere Ansichten einer Szene gleichzeitig abgestrahlt. So ist es möglich, dass mehrere Personen 3D sehen können. Bild: Ansgar Pudenz/alphadog/Fraunhofer

3D-Filme sind im Kino der Renner und auch im heimischen Wohnzimmer auf dem Vormarsch. Aber ob im Lichtspielhaus oderzuhause – der Betrachter benötigt eine Shutter- oder Polarisationsbrille, um den dreidimensionalen Effekt, in der Fachsprache stereoskopisch, sehen zu können. Anders bei den Entwicklungen des Fraunhofer-Instituts für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI aus Berlin. Dort beschäftigen sich Entwickler seit einigen Jahren damit, eine Vision wahr werden zu lassen: 3D ohne Brille. Gelungen ist ihnen das mit einem Display, das sie »Free2C_digital« nennen.

»3D-Darstellung folgt immer demselben Prinzip«, erklärt René de la Barré vom HHI. »Es werden zwei Bilder sichtbar gemacht, eines für das linke und eines für das rechte Auge. Eine geschickt gewählte Barriere, sorgt dafür, dass nur die passenden Bildinhalte zum jeweiligen Auge gelangen. Damit das funktioniert, müsste der Betrachter seinen Kopf beim Zuschauen absolut ruhig halten. Das macht niemandem Spaß. Deswegen haben wir das 3D-Display mit einer zusätzlichen Technologie gekoppelt, mit einem »elektronischen Head-Tracking«. Eine Kamera sieht den Kopf und erkennt die genaue Position der Augen. Diese Information wird zur Aktualisierung des Bildinhalts verwendet. Jede Bewegung des Kopfes sowie der Augen wird erfasst und das Display nachgesteuert. Der Zuschauer sieht immer das ideale 3D-Bild, ohne sich eine zusätzliche Brille aufsetzen zu müssen. »Ein Verfahren wie das unsere, das ohne Brille auskommt, wird auch als autostereoskopisch bezeichnet«, erklärt de la Barré.

Auf der Messe in Berlin zeigen er und sein Team eine weitere Neuheit: Ein multimodales Display bei dem der Zuschauer zwischen verschiedenen Darstellungsformen umschalten kann. Es gibt den Multiview-Mode, bei dem mehrere Ansichten einer Szene gleichzeitig abgestrahlt werden. So ist es möglich, dass mehrere Personen 3D sehen können. Automatisch oder auf Knopfdruck kann man auf Single User Modi wechseln, die jeweils nur zwei Bildansichten benötigen und einen intensiveren Tiefeneindruck vermitteln. »Unsere Displaytechnologie ist so konzipiert, das sich auch das gerade aufkommende 3D-Fernsehen ohne Brille betrachten lässt«, erklärt de la Barré. »Das löst auch ein gegenwärtiges Problem. Denn auf Multiview-Displays ist die 3D-Fernseh-Wiedergabe derzeit nicht möglich.«

Der Grund: In den 3D-Fernsehsignalen fehlen die dafür notwendigen zusätzlichen Tiefeninformationen. Sie werden im heutigen 3D-Fernsehaufnahmeverfahren noch nicht erfasst. Das Fehlen dieser Informationen umgeht die Lösung aus dem HHI. Sie nutzt nur die zwei ausgestrahlten Ansichten – je ein Links- und Rechtsbild – und passt sich dynamisch der Augenposition eines oder mehrerer Betrachters an. »Wir haben ein Verfahren gefunden, das es uns künftig ermöglichen wird, diese zwei Ansichten auch für zwei bis drei Betrachter umzusetzen – anstatt mit einer Kamera, arbeiten wir dabei mit mehreren Kameras, die in das Display integriert sind. Mit ihnen tracken wir die Augen, um so die Bilder für die verschiedenen Zuschauer optimal auszurichten«, erklärt de la Barré.

Die Herausforderung bei dieser autostereoskopischen Lösung ist, Mehransichtendisplays mit der Augenverfolgung zu koppeln und die Bildinhalte jeweils individuell in Echtzeit und ohne Verzerrungen wiederzugeben. Ein vom HHI patentiertes Verfahren verschiebt die Bildinhalte elektronisch auf dem Display passend zu den X-Y-Z-Positionen der Augen. Das geschieht nahezu ohne Zeitverzögerung. So wird es möglich, die 3D-Dartellung kontinuierlich an die Betrachterposition in alle Richtungen anzupassen. Zusätzlich kann zwischen der Ausgabe von zwei oder mehreren Ansichten (Views) hin- und hergeschaltet werden, um auf die aktuelle Anzahl der Betrachter zu reagieren.

Besucher der IFA können einen ersten Prototypen des multimodalen Displays selbst in Augenschein nehmen.

Quelle: Fraunhofer-Gesellschaft