Hoe werkt 3D technologie

De laatste jaren is de 3D technologie in een stroomversnelling geraakt. Het bestond al langer, wie heeft er immers niet ooit met een groen-rood brilletje in de bioscoop gezeten en dan kijken naar een 3D film. Maar iedereen die Avatar gezien heeft weet dat alleen de personages nog maar gekke kleuren hebben en dat het brilletje inmiddels gewoon ongekleurde glazen heeft. Bovendien is die techniek ook al in de huiskamer beschikbaar of zelfs nog beter, in de palm van je hand met de Nintendo 3DS.

Diepte zien

De vraag die dan alleen opkomt is natuurlijk “hoe kan dat?” je hebt een plat scherm en toch zie je het met diepte! Tenminste zo lijkt het. Je ziet namelijk helemaal geen diepte, je ziet platte beelden. Alleen de technologie werkt zo dat je hersenen de illusie krijgen van diepte. Om dat te snappen even een kort lesje visuele informatie verwerking! Mensen zien normaal gesproken diepte dankzij dat we twee ogen hebben (met één oog gesloten is diepte zien ook een stuk lastiger). Omdat de twee ogen iets uit elkaar staan komt er in beide ogen net een ander beeld binnen. Dat merk je ook als je afwisselend een oog sluit, je ziet de objecten in je omgeving iets verspringen. Objecten ver weg verspringen weinig en objecten dicht bij verspringen iets meer. Dit verspringen laat dus heel mooi zien wat het verschil is tussen wat één oog ziet en wat het andere ziet. De hersenen krijgen deze twee verschillende beelden binnen en weten dat het dan eigenlijk hetzelfde beeld is, maar dat ze verschillen doordat er diepte in zit.

Van 2D naar 3D

Het is dus duidelijk wat er gebeurd als je naar een 2D beeld zit te kijken. De hersenen krijgen van beide ogen een beeld door en weten dat het beeld plat is, er zit geen diepte in. Het lijkt dan ook een hele simpele stap om de hersenen 3D te laten ervaren. Laat het ene oog een ander beeld zien als het andere! Als het linker oog een beeld te zien krijgt wat net meer van links gefilmd is en het rechter oog een beeld te zien krijgt wat meer van rechts gefilmd is, dan koppelen je hersenen dat samen als een beeld met diepte!

De gekleurde bril

Maar ja, hoe krijg je het voor elkaar dat het ene oog een ander beeld te zien krijgt dan het andere. Ze zitten immers vlak naast elkaar, dus hoe doe je dat? Vroeger werd dat opgelost door de groen-rode bril. Het ene oog kreeg een doorzichtig groen stukje plastic voor zich, het andere oog kreeg een doorzichtig rood stuk plastic voor. Op het filmscherm werden nu twee beelden door elkaar getoond. De ene met alleen groene tinten en de andere met alleen rode. Het brilletje filterde dan aan een kant de groene tinten weg (en dus een heel scherm) en aan de andere kant filterde het brilletje de rode tinten weg (en dus het andere scherm). En zo konden de verschillende ogen een verschillend beeld opvangen waardoor de illusie van 3D gewekt werd.

De nieuwe bril
Maar ja, zolang je in de bioscoop moest gaan zitten met een gek gekleurd brilletje op kon de 3D film natuurlijk nooit echt populair worden. Er moest dus iets uitgevonden worden waardoor het allemaal mooier en beter kon. En met de moderne technieken kan alles gelukkig zeer mooi en heel goed! De techniek tegenwoordig maakt het namelijk mogelijk om een bril te maken die steeds één kant heel snel kan verduisteren en weer doorzichtig kan maken. De 3D brillen doen dit supersnel afwisselend per oog. Dit gebeurt zo snel dat de hersenen niet doorhebben dat er steeds een glas op zwart staat.
We kunnen nu dus steeds één oog uitschakelen zonder dat de hersenen dat doorhebben. Dan moeten we alleen zorgen dat precies tegelijk het beeld waar we naar kijken ook een beeld afwisselend voor het linker en het rechter oog uitzenden. Dat is ook een puntje waardoor deze technologie even op zich heeft laten wachten. Het is natuurlijk ontzettend moeilijk om bij zo veel beelden die per seconden langs komen een bril en een beeld precies aan elkaar gelijk te stellen.

De Nintendo 3DS

Maar het wordt allemaal nog beter! Nintendo heeft recent een nieuwe spelcomputer uitgebracht waarbij je ook zonder bril 3D beelden kan ‘zien’. Het gaat om de Nintendo 3DS, een kleine handheld spelcomputer die je overal mee naar toe kan nemen. Hoe gaat dat dan in zijn werking? Het principe blijft het zelfde, het is de uitdaging om nog steeds beide ogen een ander beeld voor te schotelen, maar nu zonder bril. De ogen kunnen nu dus niet omstebeurt worden uitgeschakeld. De 3DS doet dit dankzij een scherm dat uit 3 lagen bestaat: een lichtlaag, een laag met vloeibare kristallen en het daadwerkelijke scherm. Op het scherm zijn de beelden te zien, maar alleen als er van achter het scherm ook licht op valt vanuit de licht-laag. Tussen het scherm en het licht in zitten de kristallen, die kunnen het licht blokkeren, zodat er heel plaatselijk op het scherm niets te zien is (afbeelding 1).

Omdat de ogen iets uit elkaar staan kan het nu dus zo zijn dat je met twee ogen naar hetzelfde punt op het scherm kijkt, maar dat het ene oog dan wel iets ziet, terwijl bij het andere oog de lichtbron geblokkeerd is en deze dus niets ziet (afbeelding 2). Zo is bij de hele 3DS het scherm opgedeeld en zendt de helft van het scherm beelden uit naar het linker oog, terwijl de andere helft andere beelden kan laten zien aan het rechter oog. De 3DS heeft daarnaast ook een functie om het 3d uit te schakelen. In dat geval worden de vloeibare kristallen uitgeschakeld waardoor ze geen licht meer tegenhouden. Beide ogen kunnen dan het hele scherm weer goed zien. Deze functie is vooral nuttig omdat sommige mensen na langere tijd 3D beelden kijken last kunnen krijgen van hoofdpijn.

3D zonder bril op televisie?

De technologie voor 3D beelden zonder bril is dus inmiddels toepasbaar. Waarom zien we het dan nog niet televisies en in de bioscoop? Dit is omdat de 3D beelden alleen werken als iemand recht het scherm zit. Zou je schuin voor het scherm zitten, dan kan het zijn dat één stuk scherm wel voor beide ogen zichtbaar is (afbeelding 3) en dan zou er geen 3D effect zijn. Dit zou geen probleem zijn als je altijd alleen en vanaf dezelfde plek tv zou kijken, maar omdat dat meestal niet het geval is, is het dus makkelijker om gewoon allemaal nog een brilletje op te doen.