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Chronik
1995 Auf der Laser-Messe in München präsentierten
Dresdner Wissenschaftler den ersten Prototypen
eines Autostereoskopische 3D-Displays.
1999 stellte die gleiche Arbeitsgruppe um Dr. Armin
Schwerdtner vom Institut für Künstliche Intelligenz
an der Technischen Universität Dresden eine
mittlerweile verbesserte Version des 3D-Displays
vor. „D4D“ nannte sich der 20,1 Zoll LCD-Prototyp
und hatte eine Auflösung von 1280 x 1024 Pixeln.
Die Details waren deutlich besser darstellbar als bei
gewöhnlichen Fernsehbildern. Räumliche Darstellungen
waren jetzt ohne Hilfsmittel bei den
Anwendern möglich. Überwunden wurden die
Nachteile anderer Lösungen, wie beispielsweise
eine stark eingeschränkte Betrachterbeweglichkeit,
eine schlechte Farb- und Stereoqualität durch
Übersprechen oder ein großes Volumen. Das so
genannte autostereoskopische 3D-Display bestand
aus einem Flachdisplay, einer Prismenmaske, einer
Tracking-Einheit und einem Eye Finder.
Das Herzstück beim Prismenmasken-Verfahren des
D4D ist das Flüssigkristalldisplay (Liquid Crystal
Display – LCD), das im Durchlicht betrieben wird:
Die beiden Halbbilder werden spaltenweise
verschachtelt: Die geradzahligen Display-Spalten
enthalten das rechte Halbbild, die anderen Spalten
das linke Halbbild. Durchsetzt ein Lichtstrahl eine
geradzahlige Spalte des LCD, so wird er durch die
nachfolgende Prismenmaske auf das rechte Auge
des Betrachters abgelenkt. Bei einem linken
Halbbild lenkt die Prismenmaske das Licht entsprechend
auf das linke Auge ab. Die beiden Halbbilder
werden ohne Übersprechen den Augen des
Betrachters richtig zugeordnet.
Ändert der Betrachter jetzt seine Position, so sieht er
mit dem einen Auge Bildteile, die für das andere Auge
bestimmt sind, was sehr störend ist. Folgt jedoch der
Strahlengang der beiden Halbbilder den Beobachterbewegungen
(Tracking), entfällt diese Störung. Für
das D4D wurde ein Trackingverfahren entwickelt. Es
beruht auf der mechanischen Verschiebung der
Flachoptik (Prismenmaske). Wesentlich für das
Tracking ist die Bestimmung der Augenposition
(Pupillen) des Betrachters. Dafür wurde in der
Forschungsgruppe ein kamerabasierter Eye Finder
entwickelt, der in das Display integriert ist.
2000 stellten die Dresdner Entwickler wieder ein
verbessertes digitales Display vor. Der Betrachter
konnte sich nun in einem horizontalen Bereich von
25 Grad vor dem Bildschirm bewegen. Die Kosten
für ein 18 Zoll Gerät lagen damals bei etwa 40.000
Mark.
Die Nachteile dieser Verfahren liegen neben des
notwendigen Einsatzes eines Eye-Finders, auch
Head-Tracker genannt, bei dem durch den
Anwender relativ genau einzuhaltenden Abstand
zum Monitor (etwa 60 cm) und der Tatsache, dass
lediglich ein Nutzer das 3D-Erlebnis erfährt.
2001 bietet die Firma StereoGraphics ein autostereoskopisches
18,1 Zoll Panel an.
Das LCD-Panel „SynthaGram 182-18“ verfügte über
eine Auflösung von 1.280 x 1.024 Bildpunkten. 2003
folgte eine 22,2 Zoll Version. Grafikkartentreiber gab
es für Windows 98/ME/NT 4.0/2000 und XP. Die 18
Zoll Variante lag bei circa 3.000,- Euro, die 22 Zoll-
Ausführung schon bei beachtlichen 17.000 Euro.
2002 stellte StereoGraphics auf der Siggraph in Los
Angeles ein 42-Zoll-3D-Plasma-Display vor. Das
Panel hatte eine Bildauflösung von 852 x 480
Bildpunkten. Die maximalen Betrachtungswinkel
lagen bei 150 Grad horizontal und 120 Grad vertikal.
Die aus Miniatur-Linsen bestehende Frontscheibe
der SynthaGram-Monitorserie teilt das Bild in neun
perspektivische Ansichten auf, um den Betrachtern
auf Kosten der Bildauflösung aus fünf verschiedenen
Blickwinkeln ein plastisches Bild zu präsentieren.
Preis: etwa 10.000 US $
2002 präsentierte die Fraunhofer-Patentstelle für
die Deutsche Forschung (PST) auf der Hannover
Messe eine Weiterentwicklung eines autostereoskopischen
3D-Displays. An der Universität
Darmstadt entwickelten ein Physiker und ein
Elektroingenieur das Display, das nach ihren
Angaben ohne Shutter- oder Rot-Grün-Brille und
ohne Head-Tracker auskommt.
Es gestattet so auch mehreren Betrachtern
gleichzeitig den dreidimensionalen Eindruck.
Das Verfahren wurde in Deutschland und den USA
patentiert.
2003 zeigte das japanische Unternehmen Sharp auf
der CeBIT ein TFT-Display mit 2D- und 3D-
Darstellung. Das Modell „LL-T1520H/B 3D“ hatte
ein 15-Zoll-TFT-Display mit einer Auflösung von
1.024 x 768 (XGA) Bildpunkten und konnte Inhalte
wahlweise zwei- oder dreidimensional darstellen.
Sharp unterstütze damals die Entwicklung von
spezieller 3D-Software und hatte auch eine
Demoversion eines so genannten Ego-Shooters
namens „Quake“ für interessierte Spielefans.
Der LL-T1520H/B 3D basierte auf einer LCD-
Sandwich-Struktur mit herkömmlichem TFT-Panel
und einem Schalt-LCD. Für die unterschiedliche
Darstellung des Bildes für eine dreidimensionale
Wahrnehmung sorgte der Einsatz einer so genannten
Parallaxen-Barriere zwischen den LCDs. In der
3D-Darstellung ist diese aktiviert und blockiert die
Wahrnehmung bestimmter Lichtsignale für das
jeweilige Auge. Aus zwei leicht unterschiedlichen
Bildern resultiert somit der physiologische 3D-
Effekt, ohne dass eine spezielle Brille vonnöten ist.
In der 2D-Darstellung ist die Barriere inaktiv und
beiden Augen steht das gleiche Signal in voller
Auflösung zur Verfügung.
Der Nachteil dieser Technologie lag, ebenso wie bei
dem Eye-Finder/Head-Tracker-Verfahren, in einer
„vorgeschriebenen“ Kopfposition, also einem genau
definierten Blickwinkel zum Panel.
2005 sendete Grundig in Zusammenarbeit mit
Opticality/X3D Technologies die erste 3D-Fernsehübertragung
auf der IFA in Berlin. Die Beständigkeit
des 3D-Eindrucks hing bei dem Prototypen
allerdings noch stark von der Position des Betrachters
ab. Eine Änderung des Blickwinkels um wenige
Zentimeter ließ das Bild noch schnell unscharf
wirken.
Wissen
2005 entwickelte Philips’ 3D-Abteilung „Philips 3D
Solutions“, ihren „IC3D“ getauften Signalverarbeitungs-Chip.
Der Chip unterstützt seitdem die
Geräte der 3D-WOW und WOWvz LCD-Serie. Hierbei
werden durch ein spezielles Linsensystem beiden
Augen unterschiedliche Bilder präsentiert, die den
gewünschten 3D-Effekt erzeugen sollen.
2006 ließ Philips auf der CeBIT die Bilder aus dem
Display heraustreten. Das 42 Zoll-LCD-3D-WOW-
Display „42-3D6W01 WOW“ ermöglichte die
dreidimensionale Illusion durch eine weiter
optimierte Linsentechnik mit dem es auch im reinen
2D-Betrieb konkurrenzfähig sein sollte. Das Gerät
sollte damals für 17.400,- Euro zu haben sein.
2006 überraschte Samsung auf der SID-Konferenz
mit der Weltpremiere eines 4,3 Zoll 3D active matrix
(AM) OLED (organic light-emitting diode) Display.
OLED-Panels können flexibel, also auch faltbar oder
aufrollbar sein. Diese Displays benötigen keine
Hintergrundbeleuchtung und haben damit einen
geringen Stromverbrauch. Ein wichtiges Argument
für die Verwendung in portablen und Akku-betriebenen
Geräten. Weitere Vorteile liegen bei dieser
Technik bei der bis zu dreifach höheren Auflösung
gegenüber anderen Verfahren (Samsung erreichte
bei nur 4,3 Zoll beachtliche 480x272 Pixel), im
Vergleich zu LCD wesentlich bessere Reaktionszeiten,
einem hohen Kontrast, und dem sehr guten
Betrachtungswinkel. Bei 3D-OLED könnten heute
schon ca. 100 Perspektiven realisiert werden.
2007 offerierte Samsung auf der CeBIT eine
Weiterentwicklung von Sharps 3D-LCD-Sandwich-
Technik. Die Entwickler von PureDepth hatten
gemeinsam mit Samsung den Prototypen „SD22“,
einen 22-Zoll TFT-Multilayer-Panel eindrucksvoll
demonstriert. Die Bilder wirkten sehr plastisch und
der Blickwinkel war durchaus akzeptabel. Der
Kontrast und die Helligkeit waren vergleichbar mit
einem handelsüblichen LCD-Monitor.
Ein dreidimensionales Multilayer (Mehrschicht)-
Display besteht aus drei Lagen, die jede für sich in
einem gewöhnlichen Rahmen eingebettet sind. Die
oberen beiden Layer sind halbtransparent. Jede
Schicht gibt einen Teil des darzustellenden Bildes
wieder, die vorderen Strukturen auf dem vorderen
Panel und die tiefer liegenden Details auf dem
mittleren und hinteren Panel. Das zentrale Panel ist
eine solide transparente Lage aus lichtundurchlässigen
und eng aneinander liegenden Streifen. Das
vordere Panel wird aus einer glasähnlichen Scheibe
hergestellt, kann aber auch eine durchsichtige
Struktur mit oder ohne Raster aus parallelen Streifen
sein. Das Display hat eine Hintergrundbeleuchtung,
die im Zusammenwirken mit den visuellen Effekten
des Frontpanel, über das gestreifte Zentralpanel, vor
dem undurchlässigen Rückpanel, einen besonderen
Durchleuchteffekt erzeugt und dieser verstärkt
zusätzlich die dreidimensionale Darstellung. 2D ist
auf bis zu drei Ebenen möglich.
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