Wir haben nicht nur zwei Augen. Unsere zwei Augen schicken von allem, was wir sehen, ständig zwei Bilder an unser Gehirn. Und diese Bilder sind keineswegs identisch. Unser linkes Auge betrachtet jedes Objekt aus einer etwas anderen Perspektive als das rechte. Sobald man wieder beide Augen öffnet, erzeugt die Überlagerung der beiden leicht versetzen Bilder in unserem Gehirn automatisch eine dreidimensionale Tiefen- oder Raumwahrnehmung.

3D-Technik für zuhause (Bildquelle: magnus.de)

Dieser dreidimensionale Effekt unserer natürlichen optischen Wahrnehmung ist die Grundlage für eine Reihe von Verfahren, die als stereoskopische „3D-Technik“ bekannt geworden sind. Dabei werden – aus einem leicht unterschiedlichen Aufnahmewinkel – zwei naturgemäß flache Einzelbilder desselben Motivs erzeugt und mittels der jeweiligen Technik anschließend so aufbereitet, dass unser Gehirn sie zu einem realistischen Raumbild zusammenfügt.

Vier Brillen – ein Effekt

Für diesen Effekt benötigen die meisten der heute üblichen stereoskopischen 3D-Verfahren sowohl spezielle Bildschirme als auch eine spezielle Art von Brille: eine Anaglyphenbrille, eine Shutterbrille, eine Polarisationsbrille oder ein besonders für 3D-Computerspiele geeignetes Head Mounted Display. Weil sich die dahinter stehende Technik trotz des gemeinsamen Resultats höchst unterschiedlich präsentiert, liegt es nahe, das Thema 3D einfach mal durch diese unterschiedlichen Brillen zu betrachten. Am besten zunächst durch jene, mit der alles einmal angefangen hat.

Der anaglyphe Blick auf die Kinoleinwand

Rund 50 Jahre, nachdem die Kinos ihren faszinierten Besuchern zum ersten Mal 3D-Filme präsentiert haben, nehmen Hollywood und die dafür ausgestatteten Kinobetreiber einen zweiten Anlauf in die dritte Dimension. Da sie für die Produktion eines stereoskopischen Streifens lediglich ihre Rechenleistung verdoppeln müssen, setzen dabei vor allem Kooperationen zwischen Trickfilmproduzenten wie Dreamworkers und Computerfirmen wie Intel voll auf 3D.

Auch wenn herkömmliche Filme nach wie vor mit zwei parallelen Kameras gedreht werden müssen, Schnitt und Nachbearbeitung sind dank der Digitaltechnik auch hier sehr viel einfacher geworden. Die in den Kinos überwiegend eingesetzten, aus dem anaglyphen 3D-Prinzip hervorgegangenen Dolby 3D-Systeme bieten dabei den Vorteil, dass sie mit konventionellen weißen Leinwänden auskommen. Die 3D-Qualität der mit Polfiltern arbeitenden RealD-Technik ist zwar höher, setzt aber spezielle silberne Leinwände voraus.

Rot + Grün = Raum

Die für diese Kino-Systeme erforderliche, auch als Rot-Grün-Brille bekannte Anaglyphenbrille erzeugt den 3D-Effekt durch die Überlagerung zweier leicht unterschiedlicher Bilder, deren Differenz auf der entweder rot-grünen oder gelegentlich auch rot-blauen Einfärbung ihrer "Gläser" beruht. Sie bewirkt, dass der Zuschauer sowohl durch das rote als auch durch das grüne Glas immer nur das dazu passende Leinwandbild wahrnimmt – das andere wird ausgeblendet.

Ein Blick durch die Shutterbrille

Für PC- und TV-Anwendungen sind vor allem Verfahren mit Shutterbrille oder mit Polarisationsfiltern im Einsatz.

Bei der Shutter-Technik ist in die Brillengläser eine Flüssigkristallschicht eingelagert, die das Glas bei anliegender Spannung undurchsichtig macht. Um im Gehirn den 3D-Effekt zu erzielen, werden die mit der Monitor- oder der Projektorfrequenz synchronisierten Gläser in schnellem Wechsel abgedunkelt, so dass entweder nur das linke oder nur das rechte Auge das leicht unterschiedliche Monitorbild bzw. die Projektionsfläche sieht. Spezielle 3D-Monitore sind dafür nicht erforderlich. Was man braucht, sind eine hohe Bildwiederholrate – idealerweise 60 Mal in der Sekunde – und eine hohe Leuchtstärke. Denn die jeweils 50-prozentige Abdunkelung der Brille halbiert natürlich auch die wahrgenommene Helligkeit.

Aller Anfang ist unbequem

Erste Shutterbrillen für Spiele-PCs kamen bereits Ende der 90er-Jahre auf den Markt. Doch ob Wicked3D EyeSCREAM für Voodoo2-Karten oder der 3D Revelator für die TNT2-Karte Erazor III von Elsa – die Brillen waren schwer, unbequem und die Gläser so klein, dass sie den Blickwinkel erheblich eingeschränkt haben. Und weil Shutterbrillen die Bildwiederholfrequenz des Monitors praktisch halbieren, brachten nur teure CRT-Monitore mit einer Auflösung von mehr als 800 x 600 Bildpunkte die nötigen 120 Hz.

Den Kinderschuhen entwachsen

Diese Situation änderte sich in dem Augenblick, als die ersten 120-Hz PC-Monitore von Samsung und Viewsonic die Bühne betraten und – gemeinsam mit der passenden neuen Shutterbrille von Nvidia – ein flimmerfreies Bild präsentierten. Inzwischen erlauben es Shutterbrillen wie der GeForce 3D nicht nur, PC-Monitore, sondern auch passende TV-Geräte oder Beamer als Ausgabegerät zu nutzen. Sie erzeugen den 3D-Effekt dadurch, dass sie aus den beiden unterschiedlichen Bildern für das rechte und das linke Auge ein schachbrettähnliches Bild erzeugen, das Teile beider Stereobilder enthält. Die Folge: 3D-Filme kommen mit der Bandbreite von 2D-Filmen aus, ohne dass die Auflösung reduziert werden muss.

Weil sie über HDMI nur ein 60-Hz-Eingangssignal akzeptieren, die GeForce 3D Vision bei TFT-Displays aber einen 120-Hz-Input erfordert, lassen sich herkömmliche 120-Hz LCD-Fernsehgeräte und Nvidia-Brille allerdings nicht gemeinsam nutzen.

Als Projektor steht mit dem DepthQ HD 3D Projector von LightSpeed Design ein Gerät zur Verfügung, das gleichfalls die für flimmerfreie 3D-Bilder erforderlichen 120 Hz liefern kann.

3D durch die Polarisationsbrille

Die dritte Methode zur Erzeugung stereoskopischer Bilder besteht darin, spezielle Monitore mit polarisierten Brillen zu kombinieren. Eine solche Polarisationsbrille sorgt dafür, dass das rechte Auge nur das rechte und das Linke Auge nur das linke der von den Polfiltern des Ausgabegerätes gelieferten Bilder sieht.

Um diese Bilder zu erzeugen, gibt es vor allem vier Verfahren: Monitore mit Interlaced-Darstellung, Dual-Panel-Monitore, Projektoren für die Real3D-Kinotechnik und die in IMAX-Kinos üblichen Doppelprojektoren.

Bei dem z.B. von Zalman und Hyundai verwendeten Interlaced-Verfahren wird die die Hälfte der vertikalen Linien dem linken und die andere Hälfte dem rechten Auge zugewiesen – eine Halbierung, die sich bei Spielen oder Filmen kaum bemerkbar macht. Die Kanaltrennung erfolgt dabei durch zusätzliche Filterfolien im Display.

Dual-Panel-Monitore in zwei Technologien

Dagegen liefern die mit zwei separaten, winklig angeordneten TFT-Displays und einem halbtransparenten Spiegel ausgestatteten Dual-Panel-Monitore die 3D-Darstellung zwar auch bei voller Auflösung, benötigen aber viel Platz und sind auch recht teuer.

Die von iZ3D angebotenen Geräte mit zwei hintereinander angeordneten Panels basieren auf einer etwas anderen Technologie. Bei diesen mit einer Grafikkarte mit zwei Ausgängen ausgestatteten Geräten rechnet ein spezieller Treiber die Bildinformationen für das linke und das rechte Auge in Daten für das vordere und das hintere Panel um. Dabei stellt das hintere Panel das eigentliche Bild und das vordere die polarisierten Tiefeninformationen für das linke und rechte Auge dar. Wichtig: Die iZ3D-Geräte unterstützen ATI-Karten und stehen sowohl für XP als auch für Vista zur Verfügung. Brillefreies 3D – Zukunft ungewiss.

Obwohl Displays mit Brille sehr wahrscheinlich größere Zukunftsaussichten haben als solche ohne, seien auch die "brillefreien" autostereoskopischen Flachdisplays hier nicht vergessen. Weil natürlich auch sie die Augen mit zwei unterschiedlichen Bildern beliefern müssen, arbeiten die meisten Geräte entweder mit einem Lentikularlinsensystem oder einer Parallaxenbarriere. Um die Position des Betrachters zu erfassen und ihm eine korrekte 3D-Darstellung zu liefern, bedienen sich Single-User-Displays dabei eines Eye-Tracking-Verfahrens, während Multi-User-Displays das Bild in derzeit fünf- bis neunfacher Ausfertigung nebeneinanderlegen. Der 3D-Eindruck entsteht hier dadurch, dass das Gerät – je nach Betrachtungsstandort – für jedes Auge des Betrachters die jeweils passende Sicht freigibt. Da dem Display lediglich eine begrenzte Anzahl von Pixeln zur Verfügung steht, sind mehr als neun Ausfertigungen derzeit nur auf Kosten der Bildschärfe möglich.

Und wo bleibt das 3D-Fernsehen?

Wer sich die 3D-Technik nach Hause ins Wohnzimmer holen will, braucht ein Fernsehgerät mit High-Definition Multimedia Interface in der Version 1.4, kurz HDMI 1.4 genannt. Einige Fernsehgeräte arbeiten dabei mit dem Polarisationsverfahren, die meisten jedoch mit der Shuttertechnik.

In Zukunft soll es allerdings möglich sein, die dreidimensionale Fernsehwelt mit Hilfe autostereoskopischer Bildschirme auch ohne Brille zu genießen. "Genießen" deshalb, weil eine solche brillefreie Ansicht der Dinge zwar auch heute schon möglich ist, allerdings mit herzlich wenig Komfort. Denn neigt der Zuschauer den Kopf und betrachtet den Bildschirm somit aus dem falschen Winkel, erfassen die Augen eine Realität, die sein Gehirn total aus der Fassung bringt: Die Welt verschwimmt zum undeutlichen, undefinierbaren, unergründlichen Chaos.