Der heilige Gral der Display-Technologie: So funktioniert 3D ohne Brille und diese Geräte bieten es euch

Tech-Autor Sven wirft einen Blick auf eine besondere Display-Technik. (Bild: Lenovo)

Kennt ihr das noch? Man geht ins 3D-Kino und setzt sich so eine tolle Brille auf, damit ein räumlicher Effekt sichtbar wird. Doch wäre es nicht sehr cool, wenn das auch ohne das störende Nasenfahrrad ginge? 

Genau daran arbeiten die Hersteller von LC-Displays schon seit vielen Jahren. Die Darstellung von echter räumlicher Tiefe, ohne dass der Betrachter durch klobige Brillen eingeschränkt wird, ist eine Art heiliger Gral der Displaytechnologie.

Was lange Zeit als Spielerei oder als kurzlebiger Trend in der Ära des Nintendo 3DS abgetan wurde, hat sich zu einer ernst zu nehmenden Technologie entwickelt. Wie genau das funktioniert, kläre ich jetzt. Am Ende des Artikels findet ihr außerdem eine Übersicht mit passenden Geräten.

Das Lenovo Legion 9i mit 3D-Display

Aktuell habe ich das Lenovo Legion 9i bei mir auf dem Schreibtisch stehen. Das Gerät gibt es optional auch mit einem 3D-Display.

Um einen räumlichen Effekt zu erzielen, setzt der Hersteller nach eigenen Angaben auf eine Mischung aus Lentikularlinsen und Eye-Tracking-Technologie. Was das ist und wie es funktioniert, erkläre ich euch gleich noch.

Zugang zur 3D-Funktionalität bekommt man bei dem Notebook über die bereits vorinstallierte 3D-Studio-App von Lenovo. Hier gibt es auch einige 3D-Modelle und Videos, die ihr euch ansehen könnt.

Allerdings lässt sich der dreidimensionale Effekt nicht auf Bildern oder im Video festhalten. Ich muss mich daher auf eine Beschreibung beschränken.

Leider lässt sich der 3D-Effekt auf Bildern und Videos nicht reproduzieren.

• Das Modell der Erde, das ihr auch auf dem Bild oben sehen könnt, schwebt regelrecht vor dem Bildschirm. Es wirkt wirklich so, als müsste man nur die Hand ausstrecken, um das Modell berühren zu können.
• Der Effekt ist verblüffend. Es gibt unter anderem noch das 3D-Modell eines Gebäudes, das man drehen kann und bei dem ihr die einzelnen Räume betrachten könnt. 
• Auch hier ist der 3D-Effekt stark und plastisch. Allerdings merke ich, speziell beim Heranzoomen, ziemlich schnell ein aufkommendes Unwohlsein. Das liegt aber nicht am Notebook, sondern an mir. Einige Menschen reagieren da recht empfindlich, scheinbar gehöre ich auch zu dieser Gruppe.  

Die Anfänge: Mechanische Lichtlenkung durch Barrieren

Die technologische Basis für dieses visuelle Wunderwerk liegt in der sogenannten Autostereoskopie. Im Kern geht es darum, das Prinzip des binokularen Sehens zu überlisten, indem man jedem Auge ein leicht versetztes Bild zuspielt. 

Frühe Lösungen setzten hierbei primär auf die sogenannte Parallax-Barriere. Bei diesem Verfahren wird eine feine Schlitzmaske vor das eigentliche LCD-Panel gelegt, die wie ein winziger Zaun wirkt.

Durch die strategische Platzierung dieser Schlitze wird das Licht derart blockiert, dass das linke Auge nur die für es vorgesehenen Pixelspalten sieht, während das rechte Auge eine völlig andere Perspektive wahrnimmt.

Auf dem Bild seht ihr eine Gegenüberstellung der Funktionsweisen von einer Parallax-Barriere (oben) und einer Lentikularlinse (unten) (Quelle: Wikipedia / Cmglee)

Obwohl diese Methode kostengünstig in der Herstellung ist, kämpfte sie lange Zeit mit einem massiven Helligkeitsverlust und einem stark eingeschränkten Sichtfeld.

Wer den Kopf nur wenige Zentimeter zur Seite neigte, erlebte oft ein invertiertes Geisterbild oder ein Verschwimmen der Konturen.

Brillanz durch optische Brechung

Das führte dazu, dass die Branche verstärkt auf die Entwicklung von Lentikularlinsen setzte. Dabei wird das Display mit einer Schicht aus mikroskopisch kleinen, halbzylindrischen Linsen überzogen. 

Anstatt Licht zu blockieren, bündeln und brechen diese Linsen das Licht der darunterliegenden Pixel in unterschiedliche Winkel. Das Ergebnis ist ein deutlich helleres und farbintensiveres Bild, das letztlich auch den Weg für moderne High-End-Monitore ebnete.

Vielleicht kennt ihr diese Postkarten, bei denen sich das Bild verändert, wenn man den Betrachtungswinkel leicht verändert. Das ist grundsätzlich das gleiche Prinzip, man spricht auch von einem Linsenrasterbild. 

Das Ende des starren Blickwinkels

Der entscheidende Durchbruch, der die Technologie in diesem Jahrzehnt zur Marktreife für Profis und Enthusiasten führte, war jedoch die Integration von aktivem Eye-Tracking.

Während starre Linsensysteme den Nutzer noch in einen Sweet Spot zwangen, nutzen aktuelle Geräte wie das Lenovo Legion 9i hochauflösende Kamerasensoren, die die Position der Pupillen in Millisekunden erfassen. 

Beim Eye-Tracking erfassen Kameras die Position eurer Pupillen. (Quelle: United Screens GmbH)

Eine dahintergeschaltete Künstliche Intelligenz berechnet die perspektivische Verzerrung in Echtzeit neu und passt die Lichtausgabe dynamisch an. Dadurch bleibt der 3D-Effekt stabil, selbst wenn der Nutzer sich vor dem Bildschirm bewegt oder die Sitzposition ändert.

Diese Dynamik hat das Problem der Übelkeit, die oft durch widersprüchliche visuelle Signale ausgelöst wurde, nahezu eliminiert. So heißt es jedenfalls, bei mir besteht dennoch eine gewisse Unverträglichkeit.

Die Simulation der physischen Realität

Parallel dazu hat sich mit der Lichtfeld-Technologie ein noch radikalerer Ansatz etabliert, der vor allem in der Medizin und im Industriedesign Anwendung findet.

Anbieter wie Looking Glass oder Leia Inc. produzieren Displays, die nicht nur zwei Ansichten für ein Augenpaar generieren, sondern hunderte verschiedene Perspektiven gleichzeitig in den Raum projizieren. Man spricht hierbei von einer Rekonstruktion des physikalischen Lichtfeldes. 

Wenn ein Betrachter um ein solches Display herumgeht, verändert sich das Bild genau so, wie es ein reales Objekt tun würde. Man sieht buchstäblich die Seite einer digitalen Skulptur, wenn man den Kopf neigt.

Dies erfordert eine hohe Rechenleistung und extrem hochauflösende Panels, da die Gesamtauflösung des LCDs auf die vielen Perspektiven aufgeteilt werden muss.

Lichtfeld-Displays sind zumindest aktuell noch dem professionellen Bereich vorbehalten. (Quelle: Fraunhofer-Institut für Optronik)

Das gerichtete Hintergrundlicht

Ein weiterer technologischer Zweig, der besonders im mobilen Sektor für Aufsehen sorgt, ist das sogenannte Diffractive Lightfield Backlighting. Hierbei wird nicht die vordere Schicht des Displays manipuliert, sondern die Hintergrundbeleuchtung selbst. 

Durch Nanostrukturen im Lichtleiter wird das Licht bereits in eine bestimmte Richtung gelenkt, bevor es die Flüssigkristalle passiert.

Der große Vorteil dieser Bauweise ist die Vielseitigkeit: Das Display kann per Knopfdruck zwischen einem perfekten, hochauflösenden 2D-Modus und einem immersiven 3D-Modus umschalten, ohne dass störende Filterschichten die Bildqualität im Alltag beeinträchtigen.

Welche Geräte mit 3D-Display gibt es außer dem Lenovo Legion 9i noch?

3D-Displays sind bei Notebooks eine Nische, entsprechend wenige Modelle mit dieser Technologie sind auf dem Markt.

Es gibt einige Modelle von Acer und Asus, die allerdings aufgrund der aktuellen Querelen mit Nokia in Deutschland nicht verfügbar sind. Falls ihr noch ein aktuelles Notebook mit 3D-Display kennt, das man auch kaufen kann, schreibt es mir gerne in die Kommentare.

Neben dem Legion 9i bleibt euch daher nur die Möglichkeit, ein externes Display mit 3D-Funktion zu kaufen. Aber auch hier ist der Markt dünn. Der Preisvergleich spuckt lediglich vier Geräte aus von denen eines nicht lieferbar ist.

Den Samsung Odyssey 3D hatte mein Kollege Nils übrigens schon im Test.

	Größe (Zoll)	Panel Typ	Auflösung (Pixel)	Max. Bildwiederholfrequenz (Hertz)	Preis (Euro)
Samsung Odyssey 3D G90XF	27	IPS	3840 x 2160	165	ab 899,99
Acer Predator SpatialLabs View PSV27-2	27	IPS	3840 x 2160	160	ab 1.876,63
Lenovo ThinkVision 27 3D	27	IPS	3840 x 2160	60	ab 2.399,94 (z.Z. nicht lieferbar)
Acer DS2 ASV27-2P	27	IPS	3840 x 2160	160	2.999,90

Diese Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

Fazit der Redaktion

Moderne 3D-Displays bieten eine erstaunliche räumliche Tiefe und können durchaus für den ein oder anderen Wow-Effekt sorgen.

Für mich persönlich ist diese Technologie allerdings nichts, mein Körper verträgt das irgendwie nicht. Ihr solltet daher vor einem Kauf unbedingt prüfen, wie es bei euch um die Verträglichkeit bestellt ist.

Ansonsten gebt ihr vielleicht viel Geld für eine Funktion aus, die ihr am Ende nicht benutzen könnt. 

Ob sich die Anschaffung eines solchen Displays tatsächlich lohnt, muss eh jeder für sich entscheiden. Es gibt mittlerweile diverse Spiele, welche die 3D-Darstellung ohne Brille ermöglichen, aber es ist längst nicht jedes Spiel kompatibel.

Davon abgesehen, profitiert auch nicht jeder Titel im gleichen Maße von der Technologie. Im Alltag kann ich persönlich jetzt bislang kaum einen Vorteil erkennen, man sieht sich die mitgelieferten Demos an, staunt zwei Minuten und schaltet schließlich wieder auf die vertraute 2D-Ansicht um.

Sollte sich die Technik durchsetzen, könnte sich das in Zukunft aber ändern.