Brillenloses 3D-Filmvergnügen am Wohnzimmer-TV ist mit Hilfe autostereoskopischer Systeme bereits heute möglich. Dabei hält sich der Genuss allerdings deutlich in Grenzen. Denn um den Tiefeneindruck vor dem Bildschirm ohne Unterstützung einer Spezialbrille zu ermöglichen, werden auf dem Bildschirm sogenannte Zwischenansichten angezeigt. Weil sich diese die verfügbare Pixelanzahl teilen müssen, ist die Auflösung entsprechend geringer. Durch den Einsatz der 4K Displaytechnologie aber könnte 3D ohne Brille erstmals markttauglich werden.

In Showrooms und bei Produktpräsentationen sind sie immer häufiger im Einsatz: Videos und Filme in 3D, die dem Betrachter ein Tiefenerlebnis auch ohne das Tragen einer Spezialbrille ermöglichen. Ein Linsen- beziehungsweise Barriereraster auf den autostereoskopischen Displays lenkt dabei die angezeigten Bildschirminhalte so um, dass die Augen des Betrachters zwei perspektivisch versetzte unterschiedliche Ansichten sehen. Es entsteht ein dreidimensionales Stereobild. Dieses Verfahren hat allerdings einen fundamentalen Nachteil gegenüber 3D mit Bille: Während es dabei reicht, für jedes Auge jeweils ein Perspektivbild am Bildschirm anzuzeigen, muss das Display für ein brillenloses Tiefenerlebnis mehrere perspektivisch versetzte Ansichten gleichzeitig zeigen. Dies ist einmal erforderlich, damit der Betrachter immer das für seine momentane Augenposition richtige Bilderpaar sieht, auch wenn er seinen Kopf bewegt. Zudem ist es nur so möglich, dass der 3D-Effekt auch bei mehreren Zuschauern nebeneinander funktioniert. Gängige autostereoskopische Displays stellen daher gleichzeitig fünf bis neun oder mehr verschiedene perspektivische Ansichten des Fernsehbildes dar. Dies allerdings geschieht zu Lasten der Auflösung der Darstellung. Geht der Zuschauer vor dem Bildschirm hin und her, lässt sich zudem nicht vermeiden, dass in bestimmten Bereichen die 3D-Darstellung verschwimmt. Prinzipiell wäre dieses Problem mit einer weiteren Erhöhung der Anzahl der dargestellten Ansichten behebbar. Mit jeder zusätzlichen Ansicht stehen pro Einzelansicht jedoch immer weniger Pixel auf dem Display zur Verfügung. Die Auflösung der gezeigten Videobilder verringert sich immer weiter.

Die erheblich geringere Auflösung gegenüber 3D mit Brille ist ein entscheidender Grund, warum den autostereoskopischen Systemen der Durchbruch als Wohnzimmer-Equipment bislang versagt blieb. Mit der 4K-Auflösung der neuesten Gerätegeneration könnte diese Hürde nun überwunden werden. Eine vom Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut HHI dieses Jahr auf der IFA vorgestellte Systemdemonstration zeigte, was mit den derzeit verfügbaren Technologielösungen für autostereoskopische Systeme möglich ist. Die hohe Anzahl an wiedergebebenen Ansichten auf dem Bildschirm gewährleistet dabei einen nahezu lückenlosen 3D-Effekt über den gesamten Betrachtungsbereich vor dem Fernsehgerät. »Die Kombination eines 4K-Displays mit der neuesten Technologie zur Aufbereitung von 3D-Filmmaterial ermöglicht erstmals 3D-ohne Brille in HD-ähnlicher Qualität«, so Ralf Tanger vom HHI.

Aus dem 3D-Filmmaterial werden zuerst Tiefenkarten erstellt. Sie sind die Grundlage für die Berechnung der Zwischenansichten. Spezielle Algorithmen des Fraunhofer HHI sorgen dabei dafür, dass auch ein gemeinsames Multi-Viewer-3D-Erlebnis mit Freunden am Wohnzimmer-TV in hoher Darstellungsqualität möglich ist. Die 4K- beziehungsweise Ultra HD-Displays verfügen über eine Auflösung von 3.840 mal 2.160 Pixel. Diese ist damit viermal so hoch wie bei Full HD-Geräten mit 1.920 mal 1.080 Pixel und sogar neunmal so hoch wie bei HD mit einer Darstellung von 1.280 mal 720 Bildpunkten. Obwohl die verfügbaren Pixel auf die Zwischenansichten aufgeteilt werden müssen, erreicht der aktuelle High-End-Standard eine mit HD-TV vergleichbare Bildqualität.

Noch sind die eingesetzten Verfahren und Komponenten zur Aufbereitung und Darstellung von 3D ohne Brille zu komplex und aufwendig für den Massenmarkt. »In einer Reihe von Forschungsaktivitäten entwickeln wir derzeit kompakte und einfach herzustellende Hard- und Softwarelösungen um die Autostereoskopie in künftige TV-Geräten leichter integrieren zu können«, erklärt Tanger. Auch die Ausstrahlung von Programminhalten nicht nur in 3D, sondern zusätzlich mit der für die autostereoskopischen Systeme notwendigen Tiefenkarten ist bereits heute keine Zukunftsvision mehr: In den aktuellen Weiterentwicklungen der MPEG-Standards ist die Übertragung von Tiefenkarten bereits mit berücksichtigt. Die Forscher am Fraunhofer HHI arbeiten nun zusätzlich an der Entwicklung für Verfahren und Komponenten, mit denen das Erstellen von Tiefenkarten bereits im Zuge der Aufnahme und Verarbeitung von Filmen und Fernsehbeiträgen möglich ist. (stw)

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