שלושה ממדים בלי משקפיים

הולוגרפיה נתנה לנו במשך שנים רבות את האשליה שתצוגה תלת-ממדית "אמיתית" (כלומר תמונה המכילה מידע על ממד העומק ולכן הפרספקטיבה שלה משתנה באופן אמיתי כאשר הצופה משנה את נקודת התצפית) היא "מעבר לפינה". בסופו של דבר, תמונות 3D סטטיות מוכרות לנו כבר יותר מ-30 שנה והולוגרמות "אור לבן" הפכו את הקוריוז המדעי לטכנולוגיה יומיומית כמעט. ובכל זאת, כל הניסיונות לרתום את הטכנולוגיה לתמונות נעות עד כה לא הצליחו וכדי לראות תמונות נעות בשלושה ממדים עלינו להיעזר במשקפיים מיוחדים, שמפרידים בין מה שעין ימין רואה ומה שרואה עין שמאל. את ההפרדה משיגים על ידי צביעה של העדשות בכחול ובאדום (ואז התמונה מאבדת את הצבעים הטבעיים), או קיטוב של האור (עין ימין מסתכלת דרך מקטב-אור אופקי ועין שמאל דרך מקטב אנכי), או "תריס" LCD (שמכסה לסירוגין עין אחת בזמן שהשניה רואה את התמונה מהזווית שלה). אף אחד מהפתרונות האלה לא נחשב למוצלח במיוחד.

בניגוד להולוגרמות, המשקפיים מייצרים רק אשליה של ממד שלישי. כל עין רואה אומנם תמונה קצת שונה, אבל הפרספקטיבה לא משתנה כאשר עוברים מנקודת השקפה אחת לשניה. מהנדסי פיליפס הגיעו למסקנה שאם משקפי 3D טובים מספיק לשימושיים בידוריים, אפשר להשיג את אותה אשליית עומק באמצעי פשוט יותר - Lenticular Imaging. אל תיבהלו מהשם, מדובר במשהו שכולכם מכירם כצעצוע ילדים זול. זוכרים את קופסאות הפלסטיק השקופות, בדרך כלל בצורה של מחזיק מפתחות, עם שטח פנים מחוספס ותמונה משובצת בפנים, שמראות אנימציה פשוטה על ידי הטיה מצד לצד? הטריק האופטי הפשוט מבוסס על כך שהחריצים האנכיים יוצרים למעשה סידרה של 2 עד 8 עדשות דרכן אתם רואים בין 2 ל-8 תמונות שונות. התמונות חתוכות לפסים דקים המסודרים זה לצד זה. בכל זווית שתחזיקו את הצעצוע אתם רואים רק אחת מהתמונות, שעדשה אחת מרכיבה מכל הפסים השייכים לאותה תמונה. המהנדסים של פיליפס החליטו להשתמש בעקרון דומה עבור צג LCD, שהוצג לאחרונה בתערוכות רבות כרעיון למוצר האמור לצאת לשוק כבר ב-2000. התעניינות הקהל מבטיחה שהוא לא יישאר במעבדה.

הוספת ממד שלישי לתמונות 2D

מה שראינו הוא צג 17 אינטש, שחזיתו מכוסה בפלסטיק שקוף המעוצב כעדשות גליליות. מתחת לכל עדשה מצטופפות 8 שורות אנכיות של פיקסלים, כל אחת שייכת לתמונה שונה מתוך ה-8 שמוצגות בו-זמנית. מכל נקודה במרחב אתם רואים רק שורה אחת מאחורי כל עדשה, אך האופטיקה עוצבה כך שהשורות האלה ממלאות את שדה הראיה ונוצרת תמונה שלמה. הזזת הראש והעיניים גורמת לכך שתראו תמונה שונה במקצת, שנוצרה מחיבור של שורות אחרות לתמונה. כל זה די פשוט ואף אחד לא היה מתלהב מהטכניקה של פיליפס אלמלא המהנדסים לא פתרו את הבעיה האמיתית: איך להפוך תמונה דו-ממדית אחת לסדרה של 8 תמונות, שביחד יוצרות אשליית עומק? בניגוד לטכנולוגיות המשקפיים השונות, הצג של פיליפס אמור לעבוד עם יישומים רגילים, משחקים ותוכנות גרפיקה, ללא צורך בכתיבה מחדש של הממשק הגרפי.

המהנדסים הצליחו לפתח אלגוריתם מיוחד, שמנתח את התמונה ומשחזר את העומק של עצמים שונים מתוך רמזים אופטיים, כמו בהירות וצללים. כמובן שהטריק לא עובד תמיד על כל תמונה, אך בדרך כלל הוא משיג ריאליזם לא רע. במיוחד כאשר העצמים בחזית מוארים חזק יותר מאלה שברקע, והמיקוד עליהם טוב יותר מאשר על עצמים קרובים או רחוקים יותר. כאשר התנאים האלה מתקיימים, התוכנה מסנטזת 8 תמונות סטריאוסקופיות מכל תמונה מקורית, מתוך הנחה שנקודת התצפית נמצאת במרחק של 50-60 סנטימטר לפני המרקע. תחושת העומק נוצרת לא רק על ידי ההבדלים בין מה שרואות שתי העיניים, אלא גם על ידי הבדלים שנוצרים בזמן הזזת הראש מצד לצד. כאמור, בדרך כלל הטריק הזה מצליח לשכנע ועכשיו נותר למהנדסים לפתור את הבעיה הכלכלית: הצג דורש לוח LCD עם אבחנה גבוהה פי 8 מהרגיל. במקום 1024x768 יש צורך ב-8192x768 פיקסלים, כדי לייצר 8 תמונות במקום אחת.