10.12.2010 | Beitrag erstellt von in television
Nach dem Kino soll die dritte Dimension nun auch das Fernsehen revolutionieren. Die Endgerätehersteller bieten sehr unterschiedliche Systeme an. Ohne eine 3D-Brille aber kommen nur wenige von ihnen aus, was den TV-Genuss schmälert. Außerdem sind die Geräte teuer und wirken nicht ganz ausgereift.
Ist das alles nur eine Mode, ein Hype oder tatsächlich der Beginn einer neuen TV-Ära? Die Tele-Vision von den dreidimensionalen Welten im heimischen Wohnzimmer fasziniert und fesselt gleichermaßen. Ausgerechnet die flachen Flatscreens sollen dazu beitragen, Zuschauern dreidimensionale Fernsehtiefen zu eröffnen (siehe Artikel „Television der dritten Dimension“). Plötzlich sind wir also mitten im fiktiven Umfeld virtueller Räume, mitten unter den Hauptdarstellern und nicht mehr nur – wie bisher – nebenan und vor dem Guckkasten des bloß zweidimensionalen Fernsehgeschehens. Soweit die Verheißung. Die Wirklichkeit sieht oft anders aus: Mancher, der bereits einen dieser schicken neuen 3D-TV-Monitore sein Eigen nennt, sitzt nämlich plötzlich ganz verkrampft auf der Couch, noch dazu mit einer klobigen Brille auf der Nase. Und wehe, er verändert seine Position, will sich seitlich aufs Sofa lümmeln oder gar beim Fernsehen bügeln. Dann ist es mit der dreidimensionalen TV-Herrlichkeit schnell vorbei. Die Bilder flimmern, haben Schatten, erscheinen unscharf oder doppelt (Ghosting). Auch wer mit der 3D-Brille nicht auf den Fernseher, sondern beispielsweise aus dem Fenster schaut, erlebt ein seltsames Flimmern.
Shutter-Brillen als 3D-Sehhilfe
Noch befindet sich die neue Technologie des dreidimensionalen Fernsehens eher in einer Testphase, wenn auch schon mit echtem Publikum. Der Verein Software-Initiative Deutschland (SID) rät den Verbrauchern, erst noch abzuwarten, welches 3D-TV-System sich durchsetzen wird. „Wer sich heute vom 3DHype blenden lässt, läuft Gefahr, morgen eine Flimmerkiste zu Hause zu haben, die längst nicht mehr den aktuellen Normen entspricht, wenn es in einigen Jahren mit 3D richtig losgeht“, warnte der Vereinsvorstand Helmut Blank, während die großen Konzerne der Unterhaltungselektronik-Industrie im September bei der Internationalen Funkausstellung in Berlin schon die dreidimensionale TV-Revolution ausriefen. Grundsätzlich unterscheidet sich das TV-Verfahren für dreidimensionale Bilder nur geringfügig von der Technologie, die David Camerons Film „Avatar“ zum Kino-Kassenschlager machte (siehe Artikel „Die Renaissance der dritten Dimension“). Basis für die 3D-Bilder sind Aufnahmen von zwei parallel montierten Kameras. Ähnlich wie beim Sehen mit zwei menschlichen Augen sollen die beiden Perspektiven dem Gehirn den Eindruck einer dritten Dimension vermitteln, bieten aber eigentlich nur eine relative Tiefenwahrnehmung (Stereopsis), geben also keine Auskunft über den tatsächlichen Abstand eines Objektes vom Betrachter. Bei der Wiedergabe auf dem Fernseher werden schließlich in Sekundenbruchteilen Bilder der beiden Videoperspektiven abwechselnd auf dem Monitor abgebildet. Weil dies für den trägen menschlichen Sehapparat zu schnell geht, entsteht beim Betrachten von 3D-Produktionen ohne Hilfsmittel der Eindruck, alle Bilder würden leicht versetzt doppelt gezeigt. Erst der Einsatz spezieller Shutter-Brillen sorgt dafür, dass dem linken und dem rechten Auge jeweils die richtigen Bilder erscheinen. Die mit Flüssigkristallen gefüllten Brillen dunkeln infrarotgesteuert die Augen abwechselnd in Sekundenbruchteilen so ab, dass die Aufnahmen der linken Kamera das linke Auge und die Aufnahmen der rechten Kamera das rechte Auge erreichen. Im Gehirn schließlich werden diese Informationen zu dreidimensionalen Eindrücken zusammengesetzt.
Intelligente Infrarotsteuerung
Das 3D-TV-Verfahren existierte bereits in den 90er-Jahren, als es für bestimmte Computerspiele eingesetzt wurde. Damals aber ließen die 50-Hertz-Röhren-Geräte noch zu wenige Bildwechsel pro Sekunde zu. Erst mit der 100-Hertz-Technologie kann ein Flimmereffekt vermieden werden, weil der „Datenfluss“ für die einzelnen Augen so dicht ist, dass keinerlei Irritationen entstehen. Aktuelle 3D-Monitore bieten mit 200 oder 240 Hertz eine so hohe Wiederholfrequenz, dass dadurch stabile optische Eindrücke entstehen. Allerdings führt der rasche Bildwechsel dazu, dass alle Darstellungen auf dem Monitor ein wenig dunkler erscheinen.
Konnte früher nur ein Betrachter vor dem Bildschirm mit der darauf abgestimmten 3D-Brille sitzen, ermöglicht es die Infrarotsteuerung inzwischen auch mehreren Personen gleichzeitig, 3D-Bilder zu genießen. Voraussetzung ist jeweils eine eigene Shutter-Brille, die ab etwa hundert Euro erhältlich ist. Bei diesen Brillen unterscheidet sich das Funktionsprinzip übrigens geringfügig von denen, die im 3DKino genutzt werden. Außer den Spezialbrillen werden für 3D-TV auch besondere Monitore sowie ein HD-tauglicher Receiver oder ein HD-fähiger Dekoder benötigt. Brillen und Bildschirm müssen vom selben Hersteller stammen, weil sie sich sonst mangels einheitlicher Standards nicht aufeinander abstimmen lassen. Als Alternative kann auch eine Universalbrille verwendet werden, wie sie die Firma Xpand für alle Flatscreen-Varianten anbietet.
Hightech für HD -Monitore
Der Branchenverband Bitkom geht davon aus, dass bis zum Jahresende in Deutschland etwa 100.000 der modernen 3DTV- Geräte verkauft werden. Zum Vergleich: Insgesamt rechnet die Branche damit, dass 2010 in der Bundesrepublik mehr als neun Millionen neue TV-Flachbildschirme angeschafft werden (siehe Info-Grafik „Verkauf von TV-Geräten in Deutschland“). Die meisten 3D-Endgeräte kosten mehr als 2.000 Euro. Für die Anbieter von Bildschirmen verspricht das 3D-Fernsehen gute Geschäfte. Die Aufrüstung herkömmlicher HD-Geräte lässt sich nämlich bei der Herstellung vergleichsweise einfach vornehmen. Die Zusatzkosten, die durch die modifizierte stereoskopische Signalverarbeitung und die Infrarotsteuerung der Brille entstehen, liegen deutlich unter dem Preisaufschlag, den die Kunden bezahlen müssen. Eine Umrüstung bereits im Markt befindlicher HD-Monitore ist übrigens nicht möglich.
Deutlich komplexer als die Wiedergabe von 3D-Bildern auf dem Fernseher ist die Aufzeichnung selbst. Als Ende September aus Halle an der Saale ein Konzert der Fantastischen Vier live über Satellit in 3D-Qualität in 88 Kinos in Deutschland, Österreich, Belgien, Luxemburg und der Schweiz übertragen wurde, war dies mit einem riesigen Aufwand verbunden. Um eine optimale Raumwirkung zu erzielen, reicht es nicht aus, einfach nur normales Aufnahmeequipment gegen Stereokameras auszutauschen. Vielmehr musste jede Kameraposition und jede Bewegung der Rapper genau festgelegt werden, um den optimalen 3DEffekt zu erzielen. Je nach Entfernung des Aufnahmeobjektes muss der Abstand der beiden Kameraobjektive ständig verändert werden. Besonders kompliziert wird es, wenn sich mehrere Bildelemente gleichzeitig in unterschiedlichem Abstand zur Kamera bewegen. Das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut hat eigens zur Optimierung solcher Aufnahmen die Software Stereoscopic Analyzer (STAN ) entwickelt. Dennoch sind schnelle Schnittfolgen oder Querschwenks bei Live-Übertragungen in 3D-Qualität noch nicht möglich. Solche Probleme lassen sich nur per Hand in der Nachbearbeitung lösen.

Technische Einschränkungen
Wie stark das 3D-TV vor allem bei dynamischen Abläufen an seine Grenzen gerät, zeigen besonders die Sportübertragungen. Auch wenn bereits einzelne Fußballspiele der Bundesliga, Champions League und Weltmeisterschaft in 3D-Qualität live gezeigt wurden, ist das Verfahren noch lange nicht „serienreif“. Schnelle Bewegungen wirken unscharf, der Ball ist oft kaum als solcher zu erkennen. Detailaufnahmen sind mangels der erforderlichen Tiefenschärfe kaum sinnvoll. Darüber hinaus lassen sich wegen des sich ständig ändernden Abstands der Kameras zum erfassten Berichterstattungsgegenstand (zum Beispiel Ball oder Spieler) die Stereokameras oft nicht schnell genug aufeinander abstimmen, sodass irritierende Perspektiven entstehen. Gerade von dynamischen Kameraschwenks, schnellen Schnitten und dem Wechsel der Blickwinkel aber lebt die aktuelle Fußball-Berichterstattung im Fernsehen. Auch gewollte Bildschärfenverlagerungen sind beim 3D-Fernsehen nur sehr bedingt möglich.
Wer im Kino in den Bann dreidimensionaler Bilder geraten ist, reagiert auf die Eindrücke beim 3D-Fernsehen oft enttäuscht. Tatsächlich sind Lichtspielhaus und Heimkino kaum zu vergleichen. Während das Publikum im Kino immer aufrecht und relativ weit entfernt von einer großen Leinwand sitzt, ist das im heimischen Wohnzimmer ganz anders. Durch die geringe Distanz zum TV-Flachbildschirm fokussieren unsere Augen auf einen Bereich von etwa zwei Metern, erhalten aber durch die 3D-Technologie zugleich die Information, sie schauten ins Unendliche. In der Wirklichkeit verhalten sich die Sehachsen der Augen, wenn wir in die Ferne blicken, nahezu parallel. Bei geringen Entfernungen zum Betrachtungsgegenstand drehen sich beide Augäpfel hingegen mehr nach innen. Der Tiefeneindruck beim 3D-TV wird nun einfach durch eine entsprechende Winkelverschiebung auf der Betrachtungsebene erzeugt. Für das Gehirn bedeutet dies alles, dass widersprüchliche Informationen verarbeitet werden müssen, was von vielen Zuschauern als äußerst anstrengend empfunden wird.
Kopfschmerzen und Schwindelgefühl
Alles in allem bedeutet 3D-Fernsehen, dass die Menge der zu verarbeitenden Informationen drastisch ansteigt. Die Täuschung des Wahrnehmungsapparates kann bei etwa einem Fünftel der Zuschauer zu Schwindelgefühlen, Kopfschmerzen oder Magenkrämpfen führen, wenn sie 3D-Filme sehen. Vor allem Menschen mit angeborenen Sehfehlern oder -schwächen haben Probleme mit der künstlich generierten dritten Dimension. Hinzu kommt, dass unser Gleichgewichtsorgan im Innenohr irritiert wird, wenn der eigene Körper völlig unbewegt bleibt, die optischen Sinnesorgane aber zugleich irreal schnelle Bewegungen melden. Mit jedem Bildschnitt sind Augen und Gehirn außerdem gezwungen, sich auf eine neue virtuelle 3D-Welt einzulassen. Immer wieder müssen Dimensionen abgeglichen oder künstlich richtig hergeleitet werden.
Das menschliche Fern-Sehen steht vor einer evolutionären Herausforderung. Vor allem die Shutter-Brillen erschweren einen problemlosen und intuitiven Umgang mit den künstlich generierten räumlichen Dimensionen. Toshiba will deshalb noch in diesem Jahr eine neue 3D-TV-Gerätegeneration auf den Markt bringen, die keiner besonderen Brille zum Erkennen dreidimensionaler Bilderwelten mehr bedarf. Die mit Diagonalen von zwölf bzw. zwanzig Zoll noch relativ kleinen Monitore des Typs REG ZA 3D TV fächern die Bilder mithilfe von Flüssigkristallscheiben so auf, dass jede Szene gleich aus neun verschiedenen Blickwinkeln zu erkennen ist. Zu jedem Bildpunkt werden also Subpixel berechnet und über einen Polarisationsfilter ausgestrahlt, damit beim Betrachter dreidimensionale Bilder entstehen. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass nur eine relativ geringe Bildauflösung möglich ist.
Herausforderung für Entwickler
Ein weiteres „brillenloses System“ hat das Heinrich-Hertz- Institut der Fraunhofer-Gesellschaft entwickelt: Die Forscher operieren mit einem „elektronischen Head-Tracking“. Dabei verfolgt eine Kamera den Kopf eines Fernsehzuschauers, sodass jedes Auge immer mit den richtigen Bildern des jeweils passenden rechten oder linken Kamerawinkels erreicht werden kann. Diese autostereoskopische Lösung funktioniert aber nur für einzelne Nutzer. Sitzen mehrere vor dem Bildschirm, sehen die meisten dort unscharfe Geisterbilder. Zu der von Toshiba eingesetzten Methode gibt es also, soll auf Shutter-Brillen verzichtet werden, vorerst kaum Alternativen. Die Herausforderung besteht nun darin, Bildschirme zu konstruieren, die möglichst viele Pixel bieten, damit die Bildauflösung nicht unter der Auffächerung für die unterschiedlichen Blickwinkel leidet. Statt der derzeit gebräuchlichen 2K-Auflösung (2.048 × 1.080 Bildpunkte) wären dabei mindestens 32K erforderlich – eine riesige Herausforderung für die Entwickler. Für die neue TV-Ära ist also weiterhin Pioniergeist gefragt.
10.12.2010 | Beitrag erstellt von in television
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