Обзор 3D-телевизоров: наигрались?

История телевидения началась по современным меркам очень давно. Страшно подумать: первый действующий образец приемника, дистанционно принимающего и воспроизводящего видео, состоялось еще в начале XX века. Первый аппарат, реализующий принципы современного кинескопного телевизора, был показан публике еще в 1906 году! Правда, до конца Второй Мировой войны телевидение так и не заняло сколько-нибудь значимого места в жизни общества, хотя экспериментальное вещание велось и в СССР, и в Европе, и в США.

Текст: Андрей Самков.

Начало телевидения. Кинескопы

Расцветом телевидения стала середина и вторая половина ХХ века, когда на волне интенсивного развития вещательных сетей и стремительного развития телевизионных приемников примерно в 80-е годы более-менее окончательно сформировался образ телевизора, — таким, каким мы его знаем.

Собственно, с тех пор принципиально в телевизоре не изменилось почти ничего. Ну да, — телевизор постепенно становился тоньше: изначально за счет использования укороченных кинескопов, — так называемые Slim-телевизоры, а потом и полностью за счет отказа от кинескопов в пользу плоскопанельных телевизоров на основе плазменных и ЖК-технологий. Но, если задуматься, телевизор как приемник телевизионного сигнала изменился крайне слабо.

Он, как и прежде, принимает звук и видео либо из эфира, либо через порты с внешних источников и воспроизводит декодированные сигналы на экране и динамиках. Никаких действительно революционных изменений, сопоставимых скажем, с появлением цветного телевидения, не было уже много десятилетий. Тем не менее, производители ежегодно наращивают объемы производства и желают свою продукцию продавать.

Естественно, всегда имеется часть граждан, которые желают докупить дополнительный аппарат к уже имеющимся (например, на кухню или на дачу), а также те, кто заменяет устаревший или вышедший из строя телевизор. Но всего этого явно не достаточно.

«Золотой век» производителей телевизоров, или, — по крайней мере, той их части, которая успела вскочить на «правильный поезд», пришелся на период массовой смены кинескопных телевизоров на ЖК и «плазму». Это же просто счастье! Кинескопы выбрасывались миллионами, — просто потому, что «устарели», а им на смену с прилавков сметались панели всех мастей.

Понятно, что этот «праздник жизни» не мог длиться вечно. Со временем те, кто хотел и мог обновить свой домашний телевизионный парк, сделали это, и рынок телевизоров опять упокоился, а объемы продаж существенно упали.

Но для производителей это категорически неприемлемо! И дело даже не в том, что в «процессе еды» они приобрели нехилый аппетит. Современное производство бытовой электроники — это весьма дорогое удовольствие, да и перспективные исследования тоже. Для того, чтобы поддерживать объемы продаж, которые бы окупили разработки новых технологий и создание будущих моделей телевизоров, уже разработанные и произведенные телевизоры должны продаваться достаточно большими тиражами.

То есть потребители должны отказываться от имеющихся у них все еще рабочих аппаратов, которые вдруг становятся «морально устаревшими», и вместо них покупать новинки. Как этого добиться? Как убедить потребителя, что то, что у него сейчас есть, ему не подходит? Правильно, нужно предложить что-то принципиально новое. А если этого самого принципиально нового нет, то надо то, что имеется назвать принципиально новым!

Посткинескоп. «Продающие» идеи

Значит, производителям нужна каждый раз новая ИДЕЯ, которую они могли бы продать потребителям, убеждая тех выкинуть иже имеющееся «старье», и незамедлительно броситься покупать свеженькие новинки.

Первой такой идеей, ставшей за последнее время, пожалуй, единственной более-менее полезной и значимой для конечного потребителя, стало видео высокой четкости, — но обо всем по порядку. Итак, на своем «излете» кинескопные телевизоры в лице своих лучших представителей едва-едва вытягивали разрешение в 450 телевизионных линий, — впрочем, плоскопанельные конкуренты также не могли похвастаться много лучшими показателями. Соответственно, разрешение DVD-video (720х576 для PAL и 720х476 для NTSC) было более чем достаточно, хотя на крупных экранах DVD-картинка уже не казалась такой выдающейся, как хотелось бы.

Все усугублялось тем фактом, что с ростом популярности панелей, особенно плазменных, и снижения их цен, они начали стремительно расти в размерах. А это делала очевидной недостаточность разрешения DVD-кадра, встал вопрос о видео высокой точности. А если «вопрос встает», он автоматически порождает спрос, — естественно, производители бросились выпускать телевизоры высокой четкости. Стоит ли напоминать, что на первых порах стоили они просто неприлично дорого, а контент для них был так же редок, как розовые бриллианты.

К слову сказать, насыщение рынка контентом высокой четкости не завершено в полной мере и по сей день, хотя массовое производство HD-телевизоров началось в самом начале 2000-х. Так что, не смотря на всю привлекательность и полезность для конечного потребителя, видео высокой четкости на этапе начала продаж соответствующих телевизоров было просто «заманилкой».

Когда ажиотаж на почве Full HD телевизоров начал спадать, возникла потребность в новой идее. Теперь ею стала, как бы странно это не звучало, телевизионная подсветка. К тому времени на массовых рынках практически безраздельно царили ЖК-телевизоры и новая «фишка» была предназначена специально для них. Здесь сказать практически нечего: преподнесённая под соусом снижения расхода электроэнергии светодиодная подсветка (так называемые LED-телевизоры), поднимала цену настолько, что никакая экономия электричества ее в обозримое время не окупит.

А уж тезис об увеличении срока службы телевизора с LED-подсветкой просто смешен: современные телевизоры, — да и не только они, обычно попадают на свалку не по причине поломки, а из-за «морального устаревания». Прямая LED-подсветка (Direct LED) действительно способна повысить такие характеристики телевизора, как контраст, но она сложна и дорога, а потому до сих пор используется крайне редко, и то обычно только в топовых моделях. Стоит ли удивляться, что эта идея продержалась столь не долго?

На сцену выходит 3D-видео

Наконец, в начале 2010 года на рынок вышла новая идея, которая должна была полностью перевернуть наши представления о телевидении и кино: трехмерное видео. Только представьте: на протяжении ста лет, пока существовало телевидение, мы смотрели плоские картинки на экране и считали, что этого достаточно.

И вдруг нам предлагают вместо плоских картинок смотреть объемные фильмы и телевизионные передачи! Это должно в невероятной степени повысить зрелищность передач и существенно повысить вовлеченность зрителя в сюжет, разворачивающийся на экране.

Казалось бы: вот оно счастье! Но не будем спешить. Для начала кратко напомним, откуда берется этот самый «объем».

Анатомия 3D-видео

Как строится 3D-картинка? Для начала вспомним, как работает наше стереоскопическое зрение.

Мы имеем два разнесенных друг от друга глаза. Каждый из глаз, буквально, смотрит на мир под своим углом. Оба глаза одновременно посылают в мозг увиденные ими картинки, которые, естественно, не совпадают полностью. Да, некоторые объекты видятся обоими глазами одинаково, но другие здорово отличаются.

В этом легко убедиться, если, не изменяя положения головы, попеременно посмотреть то одним глазом, то другим. Неизменные объекты находятся от наблюдателя далеко, но чем объект ближе, тем более разным он будет видеться правому и левому глазам. Вся эта информация обрабатывается мгновенно и без участия сознания, так что мы обычно не обращаем внимание на происходящее «под капотом», считая это само собой разумеющимся.

А при чем тут 3D-видео? Оказывается, в нем используются те же самые принципы, которыми руководствуется наш мозг, выстраивая картину окружающего мира на основе стереоскопического зрения. По сути, 3D-видео представляет собой две последовательности «обычных» плоских картинок отдельно для левого и отдельно для правого глаз. Если эти картинки будут разными, то можно убедить мозг, что он видит объемное изображение.

По сути, в современных 3D-телевизорах трехмерности не больше, чем в старых кинескопных, весь объем картинки — результат работы нашего мозга. Данную технологию гораздо правильнее называть стереовидео, — по аналогии со стереозвуком. Кстати, первые опыты по построению стереоизображений, создающих эффект объема, начались еще до появления кинематографа, в первой половине XIX века.

Дальше начинаются технические проблемы, к решению которых разные производители телевизионной техники подошли по-разному. Но общие принципы при этом остаются неизменными.

Реализации 3D в бытовых телевизорах

Ключевой вопрос 3D-видео звучит так: как разделить последовательности кадров для разных глаз так, чтобы каждый глаз видел то, что ему положено и не видел, чего не положено?

Наибольшее распространение в современном телевидении получила система с так называемыми активными или затворными очками. Работает это так: на экране телевизора (или кинотеатра формата XpanD) попеременно показываются карды для правого и левого глаза.

На глазах (точнее на носу) зрителя — специальные очки, на стекла которых нанесены ЖК-транспаранты, которые по команде телевизора переключаются, так что когда на экране показывается «правый» кадр, правое стекло прозрачно, а левое нет и наоборот. В силу своей простоты и дешевизны данная технология получила почти монопольное распространение.

Ее основные недостатки: очки довольно громоздки, поскольку в них встроена управляющая электроника, они потребляют энергию, — а значит, им нужна батарейка, которая делает очки массивными (да и имеет привычку «садиться» в самый неподходящий момент). Кроме того, при таком «временном» разделении потоков вдвое падает частота смены кадров, что может негативно сказаться на плавности движения на экране.

Другой способ разделения видео потоков для разных глаз использует поляризацию. Данный метод уже в течении некоторого времени используется в профессиональных 3D-дисплеях, например производства компании JVC. Но весной 2010 года на российском рынке впервые был представлен бытовой телевизор с пассивными поляризационными очками. Это был LG Cinema 3D 55LW575S.

Хитрость телевизора LG (да и прочих подобных моделей) заключается в конструкции экрана: поверх традиционной ЖК-матрицы наносится гребенчатое покрытие из поляризационного материала. Так что над четными строками изображения стоят поляризаторы с одной ориентацией оптической оси, а над нечетными — с осью, повернутой на 900.

Очки же — простые стекла с нанесенными на них пленочными поляризаторами. Никакой электроники, никакой синхронизации. Все работает без батареек. Кстати и 3D-картинка на экране такого телевизора выглядит более стабильной и приятной для глаза.

К сожалению, технология изготовления подобных гребенчатых поляризаторов достаточно сложна и дорога, а потому поляризационные 3D-телевизоры так и не получили широкого распространения и производит их исключительно LG. Другой недостаток подобной технологии — падение вдвое вертикального разрешения кадра.

Напомним, что качество изображения обеспечивается запатентованной технологией LG FPR (Film-type Patterned Retarder). Специальная поляризационная пленка, разделяющая картинку на экране для левого и правого глаза, покрывает экран телевизора.

С помощью поляризационных очков CINEMA 3D создается 3D-изображение, которое лишено мерцания, поскольку в очках LG CINEMA 3D оно не перекрывается, что подтверждается сертификатами от двух европейских агентств Intertek и TUV. Кроме того, в режиме 3D сохраняется изображение Full HD.

В комплекте с телевизором LG LW575S идет 4 пары поляризационных 3D-очков (весом 16 грамм). Дополнительно можно приобрести очки, для которых дизайн был разработан Alain Mikli. Также модельный ряд включает так называемые очки-клипсы — для людей, которые носят очки с диоптриями (3D-пара крепится на них, обеспечивая 3D-просмотр), и детские очки.

3D-телевизор LG LW575S может также конвертировать 2D-изображение в 3D-контент. Новинка обладает всеми преимуществами технологии LG Smart TV. Это доступ к контенту как ведущих мировых поставщиков контента, включая YouTube, Picasa, Accuweather, так и региональных поставщиков.

В LG Smart TV доступна информация от Интернет-сервисов поисковой системы Яндекс, более миллиона лицензионных музыкальных композиций ведущих мировых и российских лейблов от сервиса «Yota Музыка», выбор российских и зарубежных фильмов от провайдера киноконтента, развлекательного сервиса «Omlet.ru» и мультиплатформенного сервиса «Fidel.ru». Список локальных партнеров LG Smart TV постоянно дополняется новыми приложениями.

Наконец, уже на протяжении достаточно продолжительного времени, существуют 3D-дисплеи, которые способны воспроизводить 3D безо всяких очков. Правда до сих пор они поголовно принадлежали к категории профессиональной техники, стоили очень дорого и использовались обычно в рекламе, научно-инженерных целях и т.д. Но осенью прошлого года компания Toshiba представила первый (и до сих пор единственный) 3D-телевизор без очков — Toshiba 55ZL2.

Как это работает? В данном случае разделение потоков для разных глаз происходит по геометрическому принципу. В принципе, в профессиональных 3D-дисплеях используются разные конструкции, но, в частности, в Toshiba 55ZL2 задействован так называемый «параллактический барьер». Как и в поляризационном телевизоре LG на экран одновременно выводятся два кадра для правого и левого глаз, но теперь они «нарезаны» не на строчки, а на столбцы.

Перед экраном установлен гребенчатый фильтр-маска. Один из глаз видит через него допустим только четные столбцы. Поскольку другой глаз смотрит в туже точку экрана под другим углом, он увидит уже нечетные столбцы.

Таким образом, происходит «естественное» разделение изображений для разных глаз. Это явление называется автостереоскопией. Кстати, первый патент на принципы практического построения автостереоскопических фотоизображений получил американский изобретатель Фредерик Ивес (Frederic Eugene Ives) в далеком 1903 году. Так что, во истину, ничто не ново под Луной!

Большой половник дегтя

Итак, технологии воспроизведения стереовидео существуют и неплохо отработаны. Что дальше? Как и с Full HD «вылизывать» технологические процессы и накапливать контент? В данном случае этот подход может не пройти. И главным аргументом против этого может стать наш собственный мозг.

По сути, что происходит при просмотре 3D-видео? Мозгу подсовываются два плоских кадра, при этом его пытаются убедить, что это единая объемная картинка. Все бы проскочило, как и со стереозвуком, но наше зрение существенно более разборчиво, нежели слух и более изворотливо, чем хотелось бы инженерам, разрабатывающим 3D-телевизоры.

Дело в том, что помимо «очевидной», осознаваемой нами работы мозга и глаз по извлечению оптической информации из окружающей среды, есть еще и «неочевидная», нами не замечаемая. В частности, есть такое явление, как оптический тремор — это сверхбыстрое самопроизвольное движение глазных яблок. Оно происходит настолько быстро, что мы его не замечаем, но каждую секунду наши глаза мечутся по всему полю зрения, как бы ощупывая его. В результате глазного тремора мозг получает первичную поверхностную информацию, уже потом уточняя ее в результате подробного анализа картинок, пришедших от каждого из глаз.

Что происходит, когда мы смотрим 3D-видео? Каждый из глаз передает в мозг информацию об увиденном кадре. В итоге анализа двух кадров (они разные), мозг делает вывод, что перед ним трехмерные объекты. Но при этом каждый глаз, просканировав пространство перед собой, в процессе тремора установил, что он смотрит на плоский экран.

Возникает противоречие. Мозг, в поисках ошибок обработки, начинает более интенсивно и пристально анализировать поступающую информацию, перенапрягается и начинает болеть. Одновременно с этим, он заставляет глаза более пристально сканировать пространство. Как следствие, тремор усиливается и глаза быстро утомляются.

И все эти проблемы кроются в самом принципе построения стереокартинок, улучшениями характеристик телевизоров или очков данные проблемы не излечить. По сути, сам принцип стереоскопического видео вступает в противоречие с психологией и физиологией зрения человека.

А это позволяет сделать выводы о том, что 3D-видео в нынешнем его виде не жизнеспособно. Да, телевизоры с функциями 3D до сих пор производят (тем более, что от аналогичных аппаратов без 3D они фактически отличаются только программным обеспечением), но интерес к ним и со стороны публики и со стороны производителей уже остыл.

Теперь производители телевизоров «сели на нового коня». И имя скакуна, который должен их вывезти в счастливое и безбедной завтра — Smart TV. Но это тема отдельной статьи.

Panasoniс TX-PR50VT50

Плазменный 3D Full HD телевизор с диагональю 50 дюймов

Технология создания 3D-изображения Active Shutter Progressive 3D

Преобразование 2D — 3D

Технология 3D 24p Cinema Smoother

Экран с сертификацией THX 3D

Панель NeoPlasma

Технология 2500 Hz Focused Field Drive

Технология Infinite Black Ultra

24 576 эквивалентных уровней градации

Функция 1080p Pure Direct

Коррекция диагональных линий Pure Image Creation

Улучшение цветопередачи Vivid Color Creation

Оптимизация Интернет-видео Web Smoother

Режим калибровки ISFccc

Акустическая система 3D Real Sound с 8 динамиками

Технология V-Audio ProSurround

LG 55LW575S

LED телевизор 3D c функцией Smart TV

Официально представлен в России в апреле 2011 года в рамках презентации телевизоров LG Cinema 3D, показывающих стереоскопическое изображение при помощи «пассивной» технологии FPR (Film-type Patterned Retarder).

Компания LG Electronics представляет на российском рынке телевизор LW575S, одну из топовых моделей серии Cinema 3D. Модель отличается от других представителей серии дизайном передней панели.

Нижняя металлическая рамка телевизора имеет оригинальный рельеф, так же присутствует зеркальная прямоугольная подставка.