Priešingai nei foto ar video kamera su įmontuotu vienu objektyvu, žmogus turi dvi akis. Dvi akys reikalingos, kad būtume žmogus būtų pajėgus suvokti erdvę: kaip arti yra liūtas, koks platus yra ežeras, kokia gili dauba, ar galiu pasiekti šį vaisių?
Istorija
Žvelgiant istoriškai jau nuo pirmųjų žmonijos piešinių urvuose galima stebėti bandymus atvaizduoti trijų dimensijų erdvę. Stereoskopija arba 3D atvaizdavimas atsirado vos tik pasirodžius pirmiesiems fotografijos bandymams. 1840 m. anglų išradėjas seras Čarlzas Wheatstone’as pirmasis moksliškai paaiškino dvinario žmogaus stebėjimo organo prasmę erdvės suvokimui. XIX a. antroje pusėje rankiniai stereoskopai sparčiai populiarėjo. Šio reiškinį patvirtina gausybė modelių, kuriuos galima aptikti šiuolaikiniuose blusų turguose.
Kadangi erdvei suvokti reikalingos dvi akys, stereoskopiniam atvaizdui sukurti reikalingi du paveikslai – po vieną kiekvienai akiai. Tai reiškia, jog šiems vaizdams užfiksuoti reikalingos dvi kameros. Su ankstyvaisiais foto aparatais tai padaryti buvo gana nesudėtinga, tačiau neįmanoma su rankinėmis nebyliojo kino kameromis.
1950 m. kino teatrams techniškai tapo įmanoma rodyti dubliuotus, tridimensinius, filmus. Ir šis kino formatas išgyveno trumpą pakilimo laikotarpį. Vien 1953 m. buvo sukurta 60 3D filmų. Visgi techninis iššūkis sukurti tokį filmą buvo gana didelis, kadangi reikėjo derinti vieną šalia kitos masyvias kino kameras, ypač tas, kurios buvo skirtos kurti garsinus filmus. Panašios problemos išliko ir kino teatre, kur reikėjo sinchroniškai paleidinėti dideles 35 mm kino juostos rites, po vieną kiekvienai žmogaus akiai. Žinoma, reikia nepamiršti ir kaštų, kurie automatiškai dvigubėjo vos pagalvojus, kad kiekvienas techninis 3D kino etapas turės būti dubliuojamas, reikalaus dvigubų resursų. Dar prieš 1980 m. analoginiai 3D filmai visiškai pasitraukė iš kino teatrų.
Skaitmeninis 3D
Tikroji komercinė 3D vaizdo sėkmė ir populiarumas atkeliavo kartu su daugybe kitų privalumų turinčiu skaitmeniniu video. Kompaktiškos ir tylios HD kameros gali būti lengvai ir nesudėtingai montuojamos viena šalia kitos. Kadangi tampa nebereikalinga kino juosta, nufilmuotą rezultatą iš karto galima peržiūrėti ir vertinti realiu laiku. Todėl operatorius gali iš karto keisti optikos nustatymus ir daryti sekantį dublį, jo manymu turėsiantį geresnį stereo įspūdį mažiau varginantį akį.
Žinoma, net ir skaitmeniniame kinematografe, 3D idėja padvigubina reikalingus materialius ir kūrybinius resursus: objektyvai, sensoriai, DSP, kadrų skaičius, kiti kamerų nustatymai ir net archyvavimui skirtos laikmenos. Viskas turi būti tarpusavyje idealiai suderinta ir paruošta sinchroniniam darbui.
3D vaizdo pagrindai
Erdvė tarp žmogaus akių yra vadinama intraokuliniu atstumu. Jos dydis gali varijuoti nuo 55 iki 75 mm. 65 mm yra vidutinė suaugusio žmogaus reikšmė. Atstumas, kurio reikia tarp dviejų vieno šalia kito esančių 3D kamerų objektyvų vadinamas tarpašiniu (angl. interaxial distance). Tai erdvė tarp kiekvieno objektyvo centrinės ašies.
Atstumas tarp žmogaus akių, kuris, žinoma, yra fiksuotas, yra tai, kas jam leidžia justi erdvę, joje esančių objektų gylį ir dydį. Kadangi tarpašinį objektyvų atstumą kamerų montavimo sistemoje galima reguliuoti, jį šiek tiek sumažinus, erdvės gylis taps mažiau išraiškingas. Padidinus tarpašinį atstumą, sukursime gilesnės erdvės įspūdį.
Konvergencija nusako kokiu kampu vienas kitam yra nustatyti kiekvienos kameros objektyvai 3D filmavimo sistemoje. Prisiminkite, kokį veiksmą atlieka akys, kuomet objektas artėja link žmogaus nosies.
Kuriant 3D kiną, didžiausios problemos iškyla dėl to, jog žiūrovas stebi filmą dviejų dimensijų ekrane, esančiame už fiksuoto atstumo. Kadangi tokiame ekrane stebime 3D efektą, akys nuolat perkoncentruoja dėmesį sudarydamos kampą tai į priešais ekraną esantį objektą tai esantį už jo. Tai taip vadinama nenatūrali konvergencijos ir fokuso disociacija. Būtent dėl šios priežasties nekokybiški 3D filmai vargina akis, todėl atsakingi profesionalai deda daug pastangų, kad ši iliuzija fiziologiškai būtų kuo natūralesnė.
3D vaizdo gamyba
3D vaizdas gali būti išgaunamas arba filmavimo/produkcijos metu, postprodukcijos etape arba naudojant abi metodikas. Gyva sporto transliacija televizijoje reikš, kad trimatis vaizdas kuriamas produkcijos metu. O, tarkime, Holivudo 3D filmai, išleisti iki 2010 m. buvo filmuojami 2D režimu ir tik vėliau kruopščios ir brangios postprodukcijos metu konvertuojami į 3D.
Tačiau 2010 m. situacija pasikeitė ir 3D įrašas filmavimo aikštelėje tapo norma, kadangi atsirado įvairių kompaktiškų skaitmeninių vaizdo kamerų, tokių kaip RED Epic ar ARRI Alexa M, kurias sumontuoti ir valdyti ant vieno laikiklio tapo sąlyginai daug paprasčiau.
Norint išvengti įvairių 3D kino kūrimo problemų, reikia tobulai derinti tarpusavyje visus dviejų kamerų ir objektyvų nustatymus: turi būti identiški f skaičiau parodymai, identiška objektyvų pozicija vertikalioje pozicijoje (kaip ir žmogaus akys, abu objektyvai turi būti toje pačioje horizontalioje plotmėje), vienoda kairio ir dešinio kadrų geometrija, jeigu naudojami artinantys objektyvai, turi būti tobulai sinchronizuotas židinio nuotolis, be jokio net smulkaus nuokrypio nuo centro artinimo metu. Tai iš tiesų reikalauja pasiruošimo ir kruopštumo, kadangi priešingu atveju vaizdo kokybę žiūrovas pajus savo akių nuovargiu.
Panasonic AG-3DA1 kamera filmuojanti 3D vaizdą.
3D kameros
Dviejų lygiagrečiai naudojamų kamerų sistemų taikymas kuriant 3D vaizdą yra daug finansų ir aukštos kokybės reikalaujanti kino industrijos dalis. Šiuo metu rinkoje galima rasti tiek ekonominių tiek profesionalių taip vadinamų viskas viename (all-in-one) 3D kamerų modelių, kuriomis savo jėgas šioje srityje gali išbandyti ir gilinti įdomias optikos žinias paprasti vartotojai. 3D kameras kuria Panasonic, Sony, JVC ir kitos mažiau žinomos kompanijos.
Tokiose kamerose naudojami du vienas šalia kito esantys objektyvai ir dvi sensorių sistemos. Tarpašinis objektyvų atstumas kiekvieno gamintojo modeliuose yra skirtingas, tuo tarpu konvergenciją kaip kurios kameros leidžia reguliuoti.
3D kamerose įrašomi du vaizdo šaltiniai. Vaizdo peržiūra galima 2D vaizdo ieškiklyje, atliekančiame tinkamą konvergenciją arba autostereoskopiniame LCD ekrane, kuriam nereikia specialių 3D akinių.