Обзор стереоскопических очков Nvidia GeForce 3D Vision

Похоже, ситуация с реальными 3D изображениями для домашнего компьютера действительно быстро меняется. Такие крупные игроки, как Nvidia и Samsung шагнули далеко вперед на этом поприще.

До недавнего времени можно было только скептически относиться к существующей технологии создания трехмерных стереоскопических изображений на дому. Существовало несколько таких продуктов от нескольких фирм. Продавались они по высоким ценам, были популярны лишь среди очень ограниченного числа клиентов. Это положение может измениться, поскольку крупные фирмы проявляют интерес к стереоскопии.

Различные подходы к стереоскопии

Принцип стереоскопического зрения прост, но сложен в реализации на техническом уровне. Необходимо показать каждому глазу отдельную картинку, так как глаза смотрят на объект с разных точек зрения. Остальное будет построено и рассчитано в человеческом мозге.

Однако, не так просто реализовать эту идею. В настоящее время существует определенное количество различных способов показать левому и правому глазу различные изображения, надеемся, что таких технологий будет больше в будущем.

В отличие от звукового оборудования, вы не достигнете стереоскопического эффекта, если вы поместите два монитора перед собой. Глаза обычно фокусируются в одной точке реального пространства, и поэтому трудно смотреть на левый и правый монитор левым и правым глазом соответственно. Ну, вы можете заставить ваши глаза сконцентрироваться, в некоторой точке пространства так, чтобы изображения, отображаемые на мониторах, совпали, но этот метод требует подготовки и не будет работать вовсе для некоторых людей. Кроме того, подобное напряжение глаз таким образом может быть использовано только для просмотра специальных стереоскопических фотографий. Вы можете попробовать этот метод на дому с использованием фотографий из интернета. Хотя есть даже специальные очки, которые предлагаются для облегчения такого просмотра стереоскопических картинок, метод не является привлекательным для всех в силу своей низкой универсальности. Кроме того, он требует больше, чем два монитора!

Логично было бы, располагать только два дисплея перед глазами. Этот принцип реализовывают шлемы виртуальной реальности. VR-шлем включает в себя массивные очки с небольшими экранами вместо линз - один экран для каждого глаза. Оптическая система установлена перед экранами, чтобы визуально переместить изображение подальше от глаз - пользователю не придется сосредотачивать свое зрение на кончике своего носа.

Эта система идеально подходит для разделения кадров на левый и правый глаз, поскольку два экрана абсолютно независимы друг от друга, но такие VR очки очень сложны технически. Крошечный экран должен иметь хорошее разрешение (так как глаз воспринимает его как большой экран, который рассматривается с расстояния 2-3 метра, поэтому зернистость изображения довольно заметная), а электроника должна быть компактной и легкой. В противном случае, шея пользователя будет под большой нагрузкой после просмотра 2-часового фильма, либо очки будут скользить вниз с его головы под действием собственного веса. Как результат, VR очки стоят дорого. Вы даже не получите разрешение 640х480 за $ 200. А с 1024x768 или выше VR-очки будут стоить несколько тысяч долларов. С такими параметрами, эти устройства являются хорошими для фильмов DVD-качества, но не вполне подходят для игр, и совершенно непригодны для офисных приложений. Они могут быть интересны как дополнение к портативному видео плееру для просмотра фильмов, когда приходится путешествовать самолетом, но еще слишком рано говорить о домашнем использовании: младшие модели имеют низкое качество изображения, в то время как старшие модели поставляются по неоправданно высоким ценам.

Vuzix VR920 VR-очки: с разрешением 640x480 за $ 400

Но, поскольку в области электроники технологии постоянно совершенствуются и, особенно, касательно LCD и OLED-панелей, VR очки будут дешеветь. Может быть, мы в конечном итоге увидеть модели с достаточно высоким разрешением (по крайней мере, порядка 1280x800 Full-HD) за разумные деньги.

Третий и гораздо более популярный метод стереоскопии заключается в использовании анаглифических очков, линзы которых представляют собой цветные фильтры - красный и синий, как правило.

Изображения, подготовленные для таких стекол, кажутся двойными без них. Но в очках каждый глаз увидит свою особую картину, потому что красная линза не пропускают голубой свет, а синяя, соответственно, не дает пройти красному свету. Этого достаточно для мозга, чтобы построить настоящее 3D-изображение.

Хорошие черты анаглифической технологии заключаются в использовании одного дисплея для отображения видео ряда, в довольно простой предварительной обработке визуального контента, в низкой цене очков. Сделанные из куска картона с парой светофильтров из целлулоида, очки дешевы и могут быть даже включены в билет кинотеатра или DVD-диска, незначительно затрагивая общую цену. Это сделало анаглифические технологии широко популярной в кинотеатрах, которые показывают 3D-фильмы.

Конечно, точность цветопередачи страдает из-за цветового разделения левого и правого кадров. Анаглифические очки не могут воспроизводить насыщенные цвета, потому что один глаз не видит синий, в то время как другой глаз - красный. И оба глаза не могут хорошо видеть зеленый. Кроме того, необходима диоптрийная коррекция одной из линз для взгляда на монитор. В противном случае, левый и правый глаз будут видеть картинку в другом цвете и с измененным фокусом, иначе произойдет снижение резкости изображения. Таким образом, эта технология проста, но не может достичь совершенства.

Поляризационные очки – это еще один метод разделения изображения. Человеческий глаз не чувствителен к поляризации света, так что если одно и то же устройство отображения используется одновременно для показа фотографий для левого и правого глаза с различной поляризацией, и если вы носите очки с различной ориентацией поляризаторов вместо линз, ваши глаза не будут испытывать никакого вредного воздействия, но будут видеть объемное изображение. Поляризаторы довольно дешевы, поэтому очки примерно стоят так же, как анаглифические, но не влияют на цветопередачу.

Довольно легко воспроизводить визуальное содержимое для таких стекол в кинотеатре. Вы берете два проектора, работающие одновременно, с поляризаторами перед каждым. И проецируете изображение металлизированный экран, который не изменяет поляризации отраженного света. Один проектор отображает фильм с визуальным содержимым для левого глаза, а другой проектор - для правого глаза. Посетителям раздаются специальные очки для просмотра 3D фильма. Эта технология используется в кинотеатрах IMAX.

Но проблематично использовать эту технологию в домашних условиях, потому что один проектор сам по себе достаточно дорогостоящая вещь. Поэтому разработчикам приходится придумывать какие-то другие способы использования поляризации света.

Zalman предлагает Trimon серии мониторов, которые имеют специальную пленку на экране, делающую нечетные и четные строки на экране поляризованными в различных плоскостях. В результате, если вы надеваете поляризационные очки, ваш левый глаз будет видеть одни линии, в то время как правый глаз будет видеть другие. Затем, нужно только обработать контент для получения двух чередующихся изображений, и показать их одновременно с целью получения стереоскопического эффекта.

Плюсы этой технологии очевидны: дешевые очки (что означает, что вы можете купить несколько пар, чтобы смотреть фильмы всей семьей), нормальное воспроизведение цвета, умеренная цена системы в целом, и возможность использовать монитор для повседневной работы. Увы, Zalman не удалось сделать Trimon подходящим для такого применения. Когда в 2D-режиме Trimon выступает как обычный 1680x1050 монитор, дополнительная поляризационная пленка весьма заметна: экран, кажется, весь испещрен тонкими горизонтальными линиями, которые мешают и отвлекают. Кроме того, монитор работает только в половину вертикального разрешения в 3D-режиме (каждый глаз видит изображение 1680x525), а углы обзора весьма ограничены.

И, самое главное, эта технология является собственностью Залмана. Пока вы можете выбрать только одну из двух имеющихся моделей, отличающихся размером экрана. И мониторы Trimon серии далеки от совершенства с точки зрения дизайна и установки, что является вполне серьезным недостатком.

Разработчики из iZ3D предлагают другой вариант этой технологии: монитор с двумя сэндвич-подобными матрицами. Нижняя матрица воспроизводит комбинированные изображения для левого и правого глаза, а верхняя, более простая матрица поворачивает плоскость поляризации, чтобы дать каждому глазу необходимую долю света. IZ3D монитор должен использоваться с парой дешевых пассивных очков с поляризаторами.

В отличие от Trimon Залмана, iZ3D работает на полном разрешении 1680x1050 в каждом режиме. Он не имеет горизонтальных линий на экране и его углы обзора значительно шире. Поэтому это кажется более перспективной технологией, чем Trimon. Однако, iZ3D имеет свои недостатки. Стоимость производства таких мониторов высокая из-за двойной матрицы, а вторая матрица изображения ухудшает резкость в режиме 2D. И, самое главное, эта технология поддерживается только двумя моделями одной фирмы, делая выбор покупки очень ограниченным.

Таким образом, одним из наиболее важных недостатков стереоскопических мониторов от Zalman и iZ3D имеет скорее маркетинг, а не технические особенности. Выбрав одну из этих технологий, вам придется купить монитор от соответствующей фирмы независимо от того, нравится вам это или нет. Учитывая скромный дизайн и низкое качество настройки продуктов обеих компаний, это означает, что вы перед выбором между играми в истинном 3D и работой на действительно хорошем мониторе.

Но даже еще в конце прошлого века были технологии, которые позволяли воспроизводить высококачественное стереоскопическое изображение практически на любом мониторе. Его наиболее известной реализацией были 3D Revelator очки от ELSA, которые имели жидкокристаллические жалюзи вместо линз со способностью изменять степень их прозрачности, темнее или светлее, как требуется.

Суть технологии достаточно проста. Монитор работает с частотой обновления 120 Гц, выводя кадры для левого и правого глаза поочередно. Затем пользователь может надеть ЖК-затворные очки, линзы которых закрываются поочередно. В результате каждый глаз будет видеть 60 кадров в секунду.

Будучи наиболее заметной реализацией, ELSA 3D Revelator не получили тем не менее широкого распространения. Это устройство было неудобным и имело много аппаратных и программных проблем. Оно не поддерживает популярные 3D-ускорители от 3dfx и были официально предназначены только для видеокарт ELSA, сделанных под себя.

В последующие годы эта технология была почти забыта. ЭЛТ-мониторы вымерли, как динозавры (они имеют нечто общее с точки зрения размера и веса), тогда как новые ЖК-мониторы не могут поддерживать частоту обновления выше 60 Гц. (Каждый глаз будет видеть только частоты обновления 30 Гц в ЖК-затворных очках, что приводит к сильному мерцанию).

Эта ситуация изменилась в последнее время. ЖК-мониторы развиваются, что позволяет использовать частоту обновления 120 Гц.

Сегодня мы рассмотрим новые ЖК-затворные очки от Nvidia, которые должны использоваться с 120Hz мониторами и видеокартами GeForce. Но, в отличие от технологии от Zalman, iZ3D и ELSA, они могут быть включены с любым 120Гц монитором и любой видеокартой с графическим процессором NVIDIA.

Подробное рассмотрение Nvidia GeForce 3D Vision

Очки поставляются в средних размеров коробке, окрашенной в корпоративные цвета Nvidia. Вы можете видеть в левой части устройство через прозрачное окно. Оно выглядит как обычные очки с большими стеклами.

Коробка имеет оригинальный раскладной дизайн. Открыв ее, вы можете найти пару 3D-очков, передатчик для синхронизации их с компьютером, и набор сменных крышек для стекол.

Стекла имеют нормальный дизайн, и вы даже можете носить их на улице без опаски быть осмеянными. Ушки слишком широкие, но вряд ли можно подозревать, что там имеется какая-либо электроника, на первый взгляд. При выключении линзы пропускают около половины света, но не рекомендуется использовать GeForce 3D Vision как солнцезащитные очки. Прямой солнечный свет вреден для жидких кристаллов линз.

Вся электроника находится в небольшом выступе на внутренней левой стороне. Очки не требуют проводного соединения при работе. Они рассчитаны на питание от встроенного литий-ионного аккумулятора и получают сигнал синхронизации от ИК передатчика.

Кнопка включения / выключения питания и индикатор батареи расположены в верхней части очков. Очки автоматически отключаются после нескольких минут простоя. Они мигают линзами, прежде чем сделать это, чтобы напомнить вам, что вы должны выключить их.

Стандартный разъем мини-USB используется для подзарядки аккумулятора. Теоретически, этот интерфейс может быть использован для обновления прошивки устройства, но специалисты от Nvidia говорят, что прошивка не будет обновляться, поскольку в этом нет необходимости. Зарядка занимает 3 часа. Заявленное время работы от батареи 40 часов.

Стекла светлые. Вес электроники не чувствуется, когда вы их носите. Очевидным недостатком является то, что вы не можете комбинировать их с обычными очками для коррекции зрения. Пассивные поляризационные очки от Zalman и iZ3D можно использовать в виде линз, но очки от Nvidia требуют оправы с электроникой.

Эта проблема может быть частично решена за счет носовой колодки, которая входит в комплект (три подушечки разных размеров).

3D-очки должны быть синхронизированы с компьютером, чтобы затемнять левую или правую линзу одновременно со сменой кадра на мониторе. Это делается с помощью инфракрасного передатчика, который гарантированно работает на расстоянии до 5 метров. Он выглядит как маленькая черная пластиковая пирамида. Передатчик должен находиться в прямой видимости с очками.

Компьютер и устройство имеют однонаправленную связь, так что вы можете использовать столько 3D-очков, сколько потребуется от одного передатчика - все очки будут получать тот же сигнал. Пока еще невозможно купить очки отдельно от передатчика, но Nvidia обещает предоставить эту возможность в будущем.

Передатчик имеет мини-USB разъем для подключения к компьютеру, 3D-Sync гнездо для телевизоров, которые поддерживают GeForce 3D Vision Technology (DLP модели Mitsubishi перечислены в качестве таковых; вам не потребуется этот сокет при использовании очков с обычным монитором), и колесо прокрутки для корректировки 3D глубины. Хотя вы можете изменять различные параметры, в том числе глубину 3D-пространства, горячей кнопкой, колесо удобнее: вам не приходится помнить значение горячих кнопок, к тому же они могут не работать в некоторых играх.

GeForce 3D Vision требует ЖК-монитор, который поддерживает частоту обновления 120 Гц, DLP телевизор от Mitsubishi (список моделей можно найти на веб-сайте Nvidia) , другие 3D-Ready DLP телевизоры или проекторы DepthQ. Список совместимых дисплеев будет значительно расширяться в последующие месяцы, и это одна из сильных сторон 3D Vision технологии GeForce.

К сожалению, многие современные ЖК-телевизоры, которые указаны как имеющие частоту обновления 120 Гц, могут принимать сигнал только в формате 60 кадров в секунду и не совместимы с GeForce 3D Vision, как следствие. Надеемся, этот недостаток будет скоро исправлена производителями. По крайней мере, у них есть хороший стимул, чтобы сделать это сейчас.

Стереоскопическая технология является совместимой со всеми более или менее современными игровыми видеокартами от Nvidia, начиная с 8800 GT и 9600 GT. Это связано с тем, что вы не сможете получить достаточную скорость на слабых видеокартах - нагрузки на графическую подсистему возрастают вдвое при включении стерео режима. И одно- и двух чиповые карты поддерживают стерео, в том числе конфигурации SLI с двумя картами.

Других критических требований к оборудованию нет.

Интерфейс драйвера и функциональность

GeForce 3D Vision поставляется с отдельными стерео драйверами. Драйвер предназначен для Windows Vista. Windows XP официально не поддерживается. Драйвер работает в 32- и 64-разрядной версии ОС.

В настоящее время 3D-приложения могут работать с очками в полноэкранном режиме, но только Nvidia обещает оказывать такую поддержку в оконном режиме.

При установки драйвера Nvidia в панели управления появляется новая вкладка стереоскопического режима. Там вы можете установить глубину 3D пространства (которая также могут быть отрегулирована колесом на ИК-передатчике) и выбрать монитор для использования. Драйвер также поддерживает анаглифические очки. Конечно, вам не нужно 120 Гц монитор для такого просмотра.

Вы можете изменить настройки стерео режима в игре с помощью горячих клавиш. Если 3D-пространство выглядит неудобно, или у вас возникли проблемы фокусировки глаза, или перемещая их между объектами, ваши глаза устали в течение 15-20 минут игры, вы должны попытаться изменить настройки.

Вы можете включить лазерный прицел в поддерживаемых играх. Обычный взгляд не очень хорошо работает с истинным 3D изображением и может быть не в совсем нужном месте, когда вы включаете стереоскопический режим, что делает прицеливание трудным.

Список официально поддерживаемых игр можно найти в отдельном окне. Качество стерео эффекта показано в масштабе трех значений, и есть комментарии для некоторых конкретных игр. Если игры нет в списке, вы все равно можете попытаться использовать стерео режим в ней. Игра просто еще не была проверена и оценена Nvidia.

Nvidia является одним из двух основных производителей графических процессоров, надеемся, что разработчики игр, безусловно, принимают стерео технологии во внимание во время работы над своими новыми проектами.

Реализация стерео режима

Пока, качество этого режима зависит от того, насколько правильно реализуются расстояния и пропорции 3D сцен в конкретной игре.

Игры, основанные на Source Engine (разработанном Valve Software) и Cry Engine (от Crytek) имеют правильные 3D сцены. Эффект впечатляет в Left 4 Dead, здания, объекты и персонажи настолько реальны, что хочется протянуть руку и коснуться их. Единственный недостаток, были нечеткие артефакты в ярких пятнах света при ходьбе с фонариком.

Существовал нечеткий эффект в Принце Персии. Хотя эта игра имеет высокий уровень совместимости в списке Nvidia, не чувствуется глубокой стереоскопии в ней из-за конкретных контуры вокруг символов. Мозг воспринимает символы, как только что нарисованные, а не трехмерные. Вы можете сосредоточиться на фотографии, чтобы увидеть третье измерение, но как только вы расслабляетесь, игровой мир снова становится плоским.

Восприятие стерео режима в стратегии тоже зависит от конкретной игры. Если есть некоторые надписи для юнитов (например, надписи, показывающие размер блока в Героях меча и магии), они окажутся висящими где-то между вами и блоком, что неудобно. Разработчики игры, очевидно, не думали ни о каких стерео режимах и не назначали определенную глубину для такого элемента. Но в остальном игровой мир выглядит просто великолепно. Вы получите ощущение, что крошечный реальный мир перед вами, с крошечными фабриками и крошечными танками. Иногда ловишь себя на желании просто взять танк пальцами и переместить его на карте, куда необходимо.

Не было заметно никакого удвоения или паразитных изображений, в результате которых левый глаз видит остатки изображения для правого глаза (этот эффект можно было увидеть на мониторе iZ3D и это действительно раздражает).

Предполагается, что линзы в затворных очках включаются попеременно. Когда одна становится прозрачной, другая непрозрачна, и наоборот. Такие быстрые переключения не являются проблемой для простых жидкокристаллических стекол, но могут быть проблемой для ЖК-мониторов. 120Hz SyncMaster 2233RZ выдает в среднем 3 миллисекунды для переключения между полутонами. Это означает, что если линзы включаются мгновенно, один глаз будет видеть остатки изображения, предназначенного для другого глаза в среднем 3 миллисекунды. Есть также RTC артефакты, которые требуют даже больше времени, чтобы исчезнуть.

Чтобы проверить проблемы в решении от Nvidia, мы измерили процесс переключения линз, поместив датчик изображения, подключаемого к осциллографу, по одну сторону очков, а источник света по другую сторону. Высокий уровень сигнала на осциллограмме соответствует периоду времени, когда очки полупрозрачные.

Как вы можете видеть, линзы полупрозрачные только 2 миллисекунды на каждые 16,7 мс. То есть, большую часть времени линзы 3D-очков закрыты, и монитор имеет 6,3 миллисекунды (потому что кадры идут со скоростью 120 Гц, то есть один кадр каждые 8,3 миллисекунд), чтобы сменить картинку.

К сожалению, такая малая скважность (с коротким периодом прозрачности и длительным периодом непрозрачности) приводит к 60Hz мерцанию. Восприятие мерцания зависит от конкретного человека. Некоторые люди могут не замечать его, а другие будут иметь воспаленные глаза, но мерцание действительно ощутимое.

Мерцание менее заметное при динамическом визуальном контенте, таком как игры и фильмы (мы смотрим ЭЛТ-телевизоровы на 50 Гц, например), и очки отключаются, когда вы выходите из 3D-приложения.

Для уменьшения мерцания, nVidia рекомендует установить максимальную яркость на мониторе в играх (подсветка лампы не мерцают на максимальном значении, что может спасти вас от возможных пульсаций яркости в связи с перекрытием двух частот) и стараться избегать ламп дневного света с электромагнитным балластом, которые мерцают на удвоенной частоте электросети.

Кроме того, очки значительно уменьшают интенсивность света, делая окрестности тусклыми. Поэтому монитор должен иметь хорошую яркость. Таким образом, вы можете играть нормально даже при хорошем дневном свете.

Nvidia 3D-очки не имеют негативного влияния на цветовое воспроизведение монитора или углы обзора.

Заключение

Основная причина, почему можно не сомневаться в будущем успехе очков GeForce 3D Vision, заключается в том, что они совместимы с видеокартами и мониторами от разных производителей. В отличие от конкурирующих технологий, таких как Zalman Trimon и iZ3D, вам не придется идти на компромисс, выбирая монитор из двух моделей, которые отличаются только размером экрана и имеют непритязательный внешний дизайн. Даже сегодня, двое основных производителей мониторов Samsung и ViewSonic представили GeForce 3D Vision совместимые продукты. Это означает, что Nvidia нашла понимание среди первого эшелона производителей, и мы, безусловно, увидим такие мониторы от других брендов, тем более, что нет ничего технически сложного в их разработке и изготовлении.

Как уже неоднократно обсуждалось, 120 Гц модели являются довольно интересными мониторами сами по себе для геймеров, а также обычных пользователей. Кроме совместимости со стерео очками, их частота обновления экрана 120 Гц обеспечивает отличную плавность хода и значительно сокращает визуальные артефакты вместе с малым временем отклика.

Таким образом, вполне возможно, что через несколько лет многие пользователи будут использовать GeForce 3D Vision совместимые мониторы без каких-либо стереоскопических очков. Это как со звуковыми контроллерами, которые в настоящее время включены в каждую материнскую плату. Вы можете не думать о звуке при покупке материнской платы. Но когда вам нужно слушать музыку, необходимо будет только подключить громкоговорители к выходу без необходимости обновить / заменить половину вашего компьютера.

И, наконец, технология GeForce 3D Vision совместима не только с мониторами, но и с телевизорами и даже проекторами. Хотя есть несколько таких моделей, доступных сегодня, производители смогут предоставить поддержку стерео режима довольно легко. 120 Гц ЖК-мониторы производятся уже давно, и широкое распространение потребует всего лишь небольшую модернизацию электроники. Только представьте себе истинное 3D изображение на 40 - или 50-дюймовый экране, какие конкурирующие технологии могут соответствовать этому?

Стереоскопические очки доступны сегодня только от Nvidia, но это не политика компании по продвижению готовых решений под собственным брендом. Поэтому производство и продажа очков будет предложена вскоре третьим лицам по лицензии.

Что касается качества поддержки стерео режима в различных играх, позиции Nvidia в игровом мире вселяет оптимизм. Компания имеет влияние на разработчиков игр и может похвастать обширным опытом сотрудничества с ними.

А что ценовой фактор? Ну, рекомендованная цена стекла составляет $ 200. 22-дюймовый монитор от Samsung будет стоить $ 400. Это примерно те же деньги, которые придется заплатить за конкурирующие продукты от iZ3D и Zalman, но последние, очевидно, уступают по своим параметрам. Так, Nvidia не выглядит выгодным решением только в одном случае: если вы хотите купить несколько пар очков. Даже тогда, когда 3D-очки начнут продавать без передатчика, они вряд ли будут дешевле, чем $ 150.

Плюсы:

Совместимость с 120Hz мониторами, телевизорами и проекторами от любого производителя

Мониторы с поддержкой стерео-режима превосходят старшие 60 Гц модели даже в 2D-режиме

Совместимость со всеми видеокартами с графическими процессорами Nvidia, начиная с 8800 GT

Работа в любое разрешении экрана поддерживается монитором

Полное разрешение монитора доступно в стереоскопическом режиме

Никаких проблем с точность цветопередачи

Углы обзора в режиме стерео такие же, как в 2D-режиме

Нет удвоения изображения в стерео режиме

Несколько пар очки могут быть использованы одновременно

Минусы:

Достаточно высокая цена