Почему 3D видео в активных очках менее яркое?

Прежде, чем ответить на этот вопрос, стоит поговорить немного о физике света.

Видимый свет является формой электромагнитного излучения, которое состоит из колеблющихся электрического и магнитного полей, находящихся под прямым углом друг к другу. В норме ориентация этих полей в пространстве случайна, но если колебания ограничены определенным положением, например, электрическое поле колеблется горизонтально, а магнитное поле - вертикально, такой свет называется поляризованным.

Частота колебаний двух полей всегда равна - она определяет цвет света, но отношения фаз и амплитуд может быть разным. Если поля находятся в фазе, это состояние называется линейной поляризацией (левая часть диаграммы), если есть сдвиг по фазе на 90 градусов, то это круговая поляризация (правая часть диаграммы). В обоих случаях, оранжевая кривая на диаграмме отображает комбинацию электрической и магнитной волн.

Как можно увидеть, при линейной поляризации результирующая волна находится под постоянным углом к электрической и магнитной волнам. При круговой поляризации, напротив, этот угол постоянно меняется, образуя своего рода штопор. При круговой поляризации электрическое и магнитное поля могут быть сдвинуты по фазе на 90 градусов двумя способами: электрическое поле может опережать магнитное и наоборот. В результате "штопоры" вращаются по часовой или против часовой стрелке.

Если расположить поляризационный фильтр перед глазами и направить на него поляризованный свет, фильтр будет либо пропускать свет (если его поляризация соответствует поляризации света), либо блокировать его (в обратном случае). По такому принципу работают пассивные 3D телевизоры и большинство пассивных 3D кинотеатров - левое и правое изображение противоположно поляризованы, и каждая линза в очках тоже противоположно поляризована. Левая линза пропускает левое изображение, а правое одновременно блокируется, и наоборот.

Большинство коммерческих 3D кинотеатров используют технологию RealD, в которой левое и правое изображения циклично поляризованы в противоположных направлениях. При этом зритель надевает циклично поляризованные очки, так что правый глаз видит только правое изображение, и наоборот. Кстати, пассивные 3D телевизоры, например, LG и Vizio, также используют круговую поляризацию, так что очки для этих телевизоров можно использоваться в любом RealD кинотеатре.

В Imax 3D используется линейная поляризация, так что технология RealD и пассивные телевизионные очки не будут работать в Imax кинотеатре. И обратно, очки Imax не работают в RealD кинотеатре или с пассивными 3D телевизорами.

В обоих случаях проекционный экран должен быть из специального материала с содержанием серебра, который сохраняет поляризацию света от проектора. Это необходимо для 3D изображений, но не очень хорошо для 2D, т.к. на таких экранах появляются "горячие" пятна, и они не являются идеальными для воспроизведения точных цветов.

Существуют еще очки с активным затвором, которые действуют как активные очки, используемые с 3D телевизорами Panasonic, Sony, Samsung и другими - изображение на экране быстро переключается между левым и правым, и очки синхронно открывают и закрывают каждый затвор так, чтобы левый глаз видел только левое изображение и наоборот.

В коммерческих кинотеатрах такая технология используется крайне редко. И хотя при такой технологии нет необходимости в специальном экране, т.к. свет не поляризован, при этом очки больше и тяжелее, чем пассивные.

Во всех трех случаях - технология круговой поляризации RealD, линейная поляризация Imax и технология активных затворов - очки пропускают только часть света. Одной из причин этого явления является то, что все поляризованные фильтры несовершенны, они блокируют часть проходящего через них света.

Кроме того, активные очки пропускают меньше света, чем пассивные. Почему? Потому что обе линзы должны быть закрыты на определенный момент в течение каждого цикла, чтобы предотвратить любую возможность для каждого глаза увидеть изображение, предназначенное для другого глаза. В результате, очки с активным затвором пропускают всего лишь 25% света, передаваемого от экрана глазам, в то время как пассивные очки пропускают 50%.

Поэтому самое яркое 3D изображение в настоящий момент предоставляют кинотеатры Imax, которые используют пассивные очки и 2 проектора - один для левого изображения и один для правого. При такой технологии на экран попадает больше света и соответственно больше света проходит через очки.