De werking van een 3D bril

De bekendste manier om een 3D afbeelding te zien is door middel van een 3D bril.
Maar hoe werkt een 3D bril nu precies en welke varianten zijn er?

3D is toepasbaar op zowel afbeeldingen als films. Dit komt omdat een video eigenlijk niets anders is dan afbeeldingen die elkaar heel snel opvolgen. Gemiddeld zijn dit 25 afbeeldingen per seconde (PAL). In Amerika werkt men met een andere standaard (NTSC), die gebruikt 29,97 afbeeldingen per seconde.

Technieken

De eerste binoculaire techniek voor 3-dimensionale afbeeldingen stamt uit de helft van de vorige eeuw. Dit is waarschijnlijk ook de meest bekende methode. Hij werkt met speciale afbeeldingen (anaglyphen). Daarom heet dit de anaglyphmethode.

Hoe werkt de anaglyphmethode?

De anaglyphmethode kan niet zonder het kenmerkende brilletje met de rode en groene (of blauwe) glazen. Vroeger gebruikte men dit systeem in de bioscoop.

Het maakt gebruik van twee projectoren. Die projectoren spelen elk de film af, maar met lichte verschillen. De linker projector projecteert het “linkerdeel” van de film in het rood. De rechter projector projecteert het “rechterdeel” van de film in het blauw.

Zonder bril is dat duidelijk te zien. Wanneer je de bril opzet verandert het echter.

Het blauwe venster in de bril absorbeert de blauwe kleur. Daardoor zal alleen de rode kleur in je linkeroog terecht komen. Voor het rode venster geldt het precies andersom. De rode kleur wordt geabsorbeerd en enkel de film van de blauwe projector zal in je oog terecht komen.

Je ogen krijgen de linkerfilm dus in het linkeroog binnen en de rechterfilm in het rechteroog.
De hersenen kunnen nu de verwerking en omzetting naar een 3D beeld (stereopsis) uitvoeren.

Polarisatie

Een andere methode waarop 3D brillen werken is door middel van polarisatie. Het grote voordeel aan deze methode is dat de kleuren behouden blijven.

Hoe werkt polarisatie?

Voor polarisatie gebruiken we het model dat licht zich gedraagt als een golf.
Een lichtbundel is normaal ongepolariseerd, de golven komen in alle richtingen voor.

Lineaire polarisatie

Een gepolariseerd glas is in feite een glas met allemaal kleine sleufjes in één richting. Dit betekent dat enkel lichtstralen in die richting erdoor kunnen.

Polarisatie wordt ook toegepast in zonnebrillen om de hoeveelheid licht die door het brillenglas gaat te verminderen.

Weer even terug naar de bioscoop. Het linkerbeeld komt horizontaal gepolariseerd en het rechterbeeld verticaal gepolariseerd. Door het polarisatiefilter (de bril) komt enkel het linkerbeeld in het linkeroog en het rechterbeeld enkel in het rechteroog.

Dit is lineaire polarisatie, het licht kan slechts in één richting door het glas.
Hier zit een groot nadeel aan. De kijker moet exact recht zitten met de bril, anders zal het gepolariseerde licht niet recht op de bril vallen. In dat geval komt het beeld niet (goed) door.
Daarom maakt men in de bioscoop gebruik van een andere techniek.

Circulaire polarisatie

Ik ga verder niet uitleggen hoe het precies werkt, dat is erg ingewikkeld.

De kern is hetzelfde als bij lineaire polarisatie. Het verschil is echter dat het licht verspreid wordt over verschillende hoeken, zodat je ook beeld hebt als je de speciale circulaire polarisatiebril draait. Het beeld voor het rechteroog wordt met de klok mee gepolariseerd, het beeld voor het linkeroog tegen de klok in.

Belangrijk is dat het scherm een zilverscherm is. Als er een gewoon scherm gebruikt wordt bestaat de kans dat de polarisatierichting verstoord raakt.

RealD (Cinema) is het meest gebruikte systeem hiervoor in bioscopen. Dit systeem maakt gebruik van 1 projector. Voor het polariseren wordt gebruik gemaakt van een systeem dat voor de lens snel de polarisatie omwisselt.

Shutter

Een derde manier is de “shutter” methode. Dit houdt in dat de brillenglazen razendsnel open en dicht gaan. Voordeel aan deze methode is dat je met 1 projector kunt werken. Het ene moment wordt het beeld voor het linkeroog geprojecteerd, het andere moment het beeld voor het rechteroog.

De mechanische methode daarvan heet de eclipse methode.
Er bestaat ook een meer chemische variant, namelijk de LCD shutter bril.

De LCD variant werkt hetzelfde als de LCD displays in elektronische apparatuur.
De brillenglazen zijn gevuld met vloeibare kristallen (Liquid Christal). Door een spanning hierop te zetten veranderen deze van transparant naar ondoorzichtig.

Het LCD brilsysteem werkt samen met de projector. Wanneer de projector het linkerbeeld uitzend, wordt er spanning op het rechterglas gezet. Dit brillenglas wordt ondoorzichtig, waardoor alleen het linkeroog het bijbehorende beeld ziet. Vlak erna komt er spanning op het linkerglas, de projector zendt het rechterbeeld uit, etc. Dit wisselen moet snel gebeuren om een mooi 3D beeld te krijgen.

Nadelen van dit systeem met actieve bril is dat er koppeling nodig is tussen de projector en de bril. De bril heeft stroom nodig, anders zal het 3D effect niet zichtbaar zijn. Tevens zijn deze brillen relatief duur.