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Spielen und mehr in 3D

Alle wichtigen 3D-Techniken samt der passenden Hardware

Auch wenn viele immer noch lächelnd Abwinken, der 3D-Trend wird sich halten – doch steht wirklich eine Revolution bevor? Wir erklären die grundlegenden Techniken und analysieren die wichtigsten Trends.

Von Florian Klein |

Datum: 23.04.2011

Die Unterhaltungselektronik-Branche kennt derzeit nur ein Thema: Spiele, Fernsehen und Filme in 3D. Dabei ist das nichts Neues. Bereits in den fünfziger Jahren gab es eine Welle von 3D-Filmen im Kino, hauptsächlich um den Zuschauerverlust an das immer populärer werdende Fernsehen aufzuhalten. Und die Filme boten damals schon einen überzeugenden 3D-Effekt. Allerdings waren die analogen Aufzeichnungs-, Bearbeitungs- und Wiedergabetechniken noch sehr fehleranfällig und teuer. Zudem konnten billigere Darstellungsverfahren (Pappbrillen mit roter und grüner Folie) keine Farbfilme darstellen und verschafften der 3D-Technik aufgrund der bescheidenen Qualität einen ebensolchen Ruf.

Durch die Digitalisierung von Film und Fernsehen, die technisch beeindruckende Prestige-Projekte wie James Camerons Avatar ermöglicht, hat der 3D-Trend aber wieder mächtig an Fahrt aufgenommen. Damals wie heute will keine Branche den 3D-Trend verpassen: Nvidia lockt PC-Spieler bereits seit Anfang 2009 mit dem 3D Vision Kit in dreidimensionale Spielewelten (mehr dazu später). Für Playstation 3 und Xbox 360 gibt es mittlerweile ebenfalls einige Spiele, die auf Wunsch auch in 3D laufen Allerdings müssen die Titel für die Konsolen extra angepasst sein, auf dem PC klappt die 3D-Wiedergabe im Prinzip bei jedem Spiel mit 3D-Engine.

Stereoskopie – wie funktioniert 3D?

Doch wie funktioniert eigentlich die anscheinend dreidimensionale Darstellung auf zweidimensionalen Oberflächen wie Bildschirmen oder Leinwänden? Alle aktuellen Techniken basieren auf dem Prinzip der Stereoskopie. Dabei wird jedem Auge ein jeweils leicht verschobenes Bild (genannt: »Halbbild«) derselben Szene präsentiert. Da unser Gehirn Tiefeninformationen größtenteils aus der je nach Entfernung unterschiedlichen Augenstellung sowie dem leicht versetzten Blickwinkel zwischen linkem und rechten Auge ermittelt, lässt es sich dadurch täuschen. Ein räumlicher Eindruck entsteht. Wir haben das Gefühl, in den Bildschirm hineinzusehen oder meinen, Objekte vor der eigentlichen Projektionsoberfläche wahrzunehmen.

Metro 2033 im Anaglyph-Verfahren... | und die passende Brille. | Und: Nintendo 3DS

Metro 2033 im Anaglyph-Verfahren...
Metro 2033 lässt sich mit Hilfe des Nvidia-Treibers auch im zweifarbigen Anaglyph-Verfahren darstellen.

und die passende Brille.
Die zum Ausprobieren des 3D-Verfahrens gedachte Brille kam hierzulande nie auf den Markt.

Und: Nintendo 3DS
Das 3DS besitzt ein autostereoskopisches 3D-Display, das gar keine Brille braucht.

Diese Illusion lässt sich mittels verschiedener Techniken erzeugen. Eine der günstigsten Methoden besteht im sogenannten Anaglyph-Verfahren. Dabei werden die zwei Halbbilder einer 3D-Szene unterschiedlich eingefärbt und gleichzeitig dargestellt, eine Brille filtert die entsprechenden Farben (traditionell Rot und Grün) und lässt nur eines der Bilder an das jeweilige Auge durch. Allerdings sehen Sie die 3D-Bilder aufgrund der Farbfilter dann nur in schwarz-weiß oder höchstens mit sehr blassen Farben. Eine Weiterentwicklung der Anaglyph-Technik findet heute in 3D-Kinos Anwendung, die auf »Dolby 3D« setzen. Dabei werden die Halbbilder minimal unterschiedlich eingefärbt und per Filterbrille nur für das passende Auge sichtbar gemacht. Da unsere Augen relativ unempfindlich für kleine Farbveränderungen sind, fällt der winzige Farbunterschied zwischen rechtem und linkem Auge nicht auf – das Bild wirkt realistisch.

Ebenfalls sehr gut funktioniert die 3D-Darstellung mit Hilfe von Brillen, die Licht anhand seiner Polarisation filtern können. Polarisiertes Licht schwingt, anders als etwa Sonnenlicht, nur in einer bestimmten Richtung. Polarisiert man nun die beiden stereoskopischen Halbbilder in unterschiedliche Richtungen und setzt entsprechende polarisierte Filtergläser in eine Brille, gelingt die Aufteilung der Halbbilder auch in natürlichen Farben. Nachteil des Verfahrens ist ein merklicher Helligkeitsverlust, der in dunklen Umgebungen wie einem Kino nicht auffällt, bei Tageslicht aber stört. Außerdem halbiert sich die vertikale Auflösung, da für jedes Auge separate Bildzeilen dargestellt werden müssen. Viele moderne 3D-Kinos nutzen heute die Polarisationstechnik, da die benötigten Brillen nicht viel kosten und aufgrund der leichten Plastikgläser auch nach mehreren Stunden noch angenehm zu tragen sind. Allerdings sind die zur Reflektion des polarisierten Lichts benötigten, metallbeschichteten Leinwände sehr teuer, so dass in erster Linie große Kinos auf die Polarisationstechnik setzen.

Heute verwenden die meisten 3D-Monitore und Fernseher Shutter-Brillen mit LCD-Gläsern. Kleinere Kinos, Nvidias 3D Vision Kit und die meisten 3D-Monitore und Fernseher setzen dagegen auf sogenannte Shutter-Brillen, die mit Hilfe von LCD-Technik die Brillengläser abwechselnd und synchron zum momentan auf dem Monitor oder der Leinwand dargestellten Halbbild abdunkeln können. So sehen Ihre Augen im Wechsel nur das jeweils für sie gedachte, versetzte Halbbild. Das Abdunkeln erfolgt dabei pro Brillenglas bis zu 60 Mal pro Sekunde, so dass jedem Auge ausreichend Bilder zur Verfügung stehen, um eine flüssige Bewegung wahrzunehmen – gewöhnliches Fernsehen zeigt beispielsweise nur 25 Bilder pro Sekunde. Nachteile der Shutter-Technik sind ein starker Helligkeitsverlust sowie die aufgrund des integrierten Akkus meist recht schweren und teuren LCD-Brillen.

Aber es gibt auch Darstellungsverfahren, die ohne Brille auskommen und daher autostereoskopisch genannt werden. Meist werden dazu spezielle Filterfolien oder sogar Mikrolinsen vor dem Display platziert, die die Halbbilder leicht räumlich versetzt an den Betrachter weitergeben, so dass jedes Auge nur das ihm zugedachte Halbbild sieht. Der Nachteil ist allerdings, dass Sie nur an einer bestimmten Position vor dem Bildschirm sitzen dürfen, damit nur die richtigen Bildinformationen Ihre Augen erreichen. Teilweise wird das Problem der starren Blickwinkel durch eine Augenverfolgung mittels Kameras entschärft, die die Darstellung je nach Zuschauerposition anpassen. Populärstes Beispiel mit autostereoskopischer Darstellung ist Nintendos 3DS, der 3D-Inhalte ohne Brille darstellen kann. Allerdings ist das Display sehr klein und nur eine Person sieht den Effekt richtig, denn bereits kleine Veränderungen des Blickwinkels führen zu Störungen der 3D-Darstellung, was im Eifer des Gefechts auch einer Einzelperson die Perspektive verschieben kann.