Autostereoskopie – Was ist das und wie funktioniert 3D-Fernsehen ohne Brille

Während das Zeigen von 3D-Filme im Kino schon fast zum Standard gehört, fristen 3D-Fernsehgeräte für den Heimbereich ein Schattendasein. Offensichtlich wird die Technologie, dass man den 3D-Effekt nur mit speziellen Brillen erzeugen kann, für zu Hause als zu umständlich empfunden. Autostereoskopie soll hier Abhilfe schaffen. Mit diesen Verfahren können dreidimensionale Bilder dargestellt werden, ohne zusätzliche Hilfsmittel vor den Augen.

Realsiert werden die Verfahren meist mit Parallaxenbarrieren oder Linsenraster. Die Erfindung der Autostereoskopie ist nicht neu, sie geht bereits auf den Beginn des 20. Jahrhunderts zurück. Schon 1930 gab es in Moskau ein Kino, das mit dieser Technik 3D-Filme vorführte.

3D Fernseher ohne Brille - autostereoskopisches Display

Autostereoskopie mit Parallaxenbarrieren

Diese sind der einfachste Weg ein autostereoskopisches Display zu erzeugen. Das Funktionsprinzip beruht auf dem unterschiedlichen Blickwinkel, den das linke und das rechte Auge haben. Wenn man sich abwechselnd das linke und dann das rechte Auge zuhält, sieht man ein unterschiedliches Bild.

Diese beiden Bilder werden gleichzeitig, in schräge Streifen unterteilt, auf dem Bildschirm dargestellt. Die Parallaxenbarriere ist ein schräg gestellten Streifenmusters, das vor dem Bildschirm angeordnet ist.

Diese sorgt dafür, dass jedes Auge nur die für seinen Blickwinkel bestimmen Pixel zu sehen bekommt. Der Unterschied in der Wahrnehmung der Bilder im linken und rechten Auge ergibt dann den 3D-Effekt.

Autostereoskopie - Fernsehen ohne 3D-Brille

Autostereoskopie mit Linsenraster

Zum Unterschied zu den Parallaxenbarrieren arbeiten die Linsenraster mit optischen Linsen oder Prismen. Auch hier wird für jedes Auge ein Bild erzeugt und streifenweise am autostereoskopischen Display dargestellt. Mit den Linsen wird das Bild vor dem Bildschirm in verschiedene Richtungen abgelenkt, die dann jeweils aus dem Blickwinkels eines Auges als ganzes Bild gesehen werden.

So einfach diese Technik auch klingt, es gibt genug Herausforderungen, um serienreife Produkte zu erstellen. Ein Nachteil der beiden Versionen ist, dass sich die Auflösung des Bildes halbiert, da man ja für jedes Auge einen eigenen Film gleichzeitig auf dem Display abspielt.

Weiters spielt die Sitzposition des Beobachters eine wesentliche Rolle. Wer erinnert sich noch an das “Magische Auge”? 3D-Bilder, die man ganz nah an die Augen hielt, je nach Technik darauf schielte und dann langsam vom Gesicht weg bewegte bis man auf einmal im dreidimensionalen Bild war. Ähnlich ist es hier. Es gibt nur einen eingegrenzten Blickwinkel bzw. Entfernungsbereich, bei dem der Film optimal im 3D abläuft. Außerdem ist es für die Augen anstrengend und kann zu Kopf- und Augenschmerzen führen.

Um dieses Manko auszugleichen, verfolgt eine Kamera die Augenpaare des Zusehers und eine Software passt die 3D-Darstellung auf dem Bildschirm an die Entfernung des Beobachters an. In diesem Fall ist die Parallaxenbarriere nicht fix auf dem Bildschirm aufgebracht, sondern wird über eine zusätzliche Flüssigkristallschicht erzeugt. Dieses sogenannte Single-User-Display ist allerdings nur auf einen Zuseher abgestimmt und eignet sich daher eher für die Anwendung auf PCs und Notebooks.

Für Fernsehgeräte, bei denen im Normalfall mehrere Personen gleichzeitig zuschauen, benötigt man eine andere Technologie. Vorerst wird das Bild nicht auf zwei Blickwinkel wie im Single-User-Display sondern auf mehrere Views aufgeteilt. Mit Hilfe der Linsenraster kann man nun das 3D-Bild aus verschiedenen Perspektiven betrachten. Auch hier erfasst eine Kamera die Zuseher, damit die Software das Bild optimal ausrichten kann.

Durch die Darstellung der vielen Teilbilder verringert sich natürlich auch die Auflösung und damit die Bildqualität. Daher benötigt man hier ein entsprechend großes autostereoskopisches Display mit einer großen Pixelanzahl.

Zusammenfassung – Autostereoskopie

Die Autostereoskopie bzw. das autostereoskopische Display sollte nach dem derzeitigen Entwicklungsstand der große Konkurrent für die bisherige 3D-Technologie mit Brillen im Kino aber auch im Heimkino-Bereich werden. Die Kosten für die Geräte werden in den nächsten Jahren zurückgehen, bleibt nur mehr die Frage offen, ob genug Filme für diese Technologie produziert werden.

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