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IL RESTO DEL NEUTRINO Figura 9 Occhiali con filtri dicroici del sistema Dolby3D. Come nel caso RealD, il proiettore non è dedicato, purché assicuri velocità e risoluzioni richieste. Tra la lampada e l’ottica viene posto un filtro cromatico rotante (un disco diviso in sei settori colorati) che per ogni frame filtra un colore diverso. Tre settori sono rosso, verde e blu, gli altri hanno gli stessi colori, ma di una tonalità leggermente più chiara. Su uno schermo bianco normale arrivano in un 24-esimo di secondo le sei immagini, riflesse verso gli spettatori. Le lenti degli occhiali sono filtri dicroici composti da qualche decina o centinaia di strati atomici depositati sotto vuoto su un substrato di vetro. Hanno una finestra di trasmissione in frequenza molto stretta proprio attorno ai colori del filtro rotante, controllata con molta precisione variando lo spessore degli strati depositati. Il resto della luce viene riflesso e ciò, come nel caso di RealD, causa una diminuzione notevole della luminosità. In questo modo, comunque, a ogni occhio giungono solo i rispettivi tre fotogrammi colorati, che il cervello combina in un’immagine tridimensionale a colori reali (vedi Figura 10). I vantaggi di questa soluzione rispetto alle concorrenti sono molti: occhiali passivi, quindi economici quasi quanto quelli della RealD, costi contenuti, ma soprattutto la possibilità di adattare in poco tempo qualsiasi sala cinematografica 2D, purché dotata di un proiettore digitale moderno, in maniera non permanente grazie all’uso dello schermo standard e alla rimovibilità del filtro rotante colorato. Un punto a favore molto importante per la rapida estensione di questa tecnologia. Schermi LCD Un’ulteriore tecnologia 3D, messa in campo per prima dalla nVidia per il settore videoludico, si basa su particolari occhiali attivi le cui lenti, dette shutters, possono oscurarsi alternativamente, passando da uno stato di trasmissione totale della luce a uno di riflessione in pochi centesimi di secondo. Le lenti sono costituite da uno strato di cristalli liquidi che si orientano opportunamente quando sono sottoposti a una differenza di potenziale, esattamente come i ben conosciuti schermi LCD (Liquid Crystal Display). Nel caso in esame rendono semplicemente la lente trasparente o opaca. Un proiettore a doppia velocità (48 fps) alterna i fotogram- Figura 10 Schema di funzionamento del sistema Dolby3D. 1) Colori primari nei proiettori del cinema 2D standard. 2) Nel Dolby3D ogni colore primario è separato in due tonalità, una per l’occhio sinistro e l’altra per il destro. 3) Dato che per ogni occhio sono usati tutti e tre i colori primari, la resa cromatica finale è realistica. mi destinati ai due occhi e gli occhiali sono a esso sincronizzati mediante un sistema wireless, in modo da selezionare il giusto fotogramma per ogni occhio (vedi Figura 11). Le lenti sono basate sulle peculiari proprietà ottiche dei cristalli liquidi, che rispondono a campi elettrici esterni orientandosi parallelamente a essi. Tale liquido è intrappolato fra due superfici vetrose provviste di contatti elettrici, ognuno dei quali comanda una piccola porzione del pannello identificabile come un pixel. Sulle facce esterne dei pannelli vetrosi sono poi posti due filtri polarizzatori disposti su assi perpendicolari tra loro. I cristalli liquidi, quando sono orientati casualmente, sono in grado di ruotare di 90 ◦ la polarizzazione della luce che arriva da uno dei polarizzatori, permettendole di passare attraverso l’altro. Quando il campo elettrico viene attivato, invece, le molecole del liquido si allineano parallelamente a esso, limitando la rotazione della luce in ingresso. A un allineamento completo dei cristalli, corrisponde una luce polarizzata perpendicolarmente al secondo polarizzatore, che quindi la blocca del tutto (pixel opaco). Controllando la torsione dei cristalli liquidi in ogni pixel, proporzionale al campo elettrico applicato, si può dunque regolare quanta luce far passare. Questa tecnologia, che non fa uso di filtri né in frequenza né in 14 accastampato num. 1, Giugno 2010
IL RESTO DEL NEUTRINO Figura 11 Alcuni esempi di occhiali LCD Shutters. polarizzazione, risolve alla radice alcuni problemi, come la non perfetta resa cromatica del primo caso, ma riduce sensibilmente la luminosità e ha il costo più alto in assoluto (ogni occhiale può raggiungere i 100$). È però la più accreditata, come dimostra l’offerta dedicata all’Home Enterteinment di nVidia, per il prossimo futuro dell’Home Cinema 3D, soprattutto alla luce dei moderni schermi LCD o al plasma con frequenze di aggiornamento di 200 Hz o più. A margine segnalo che la Creative offre una soluzione ulteriore e radicale con il suo nuovo sistema MyVu, in cui all’interno degli occhiali sono montati veri e propri schermi LCD opportunamente messi a fuoco da lenti ottiche: semplicemente infilandosi gli occhiali, si può vedere il filmato scelto come in un sistema head-up (schermo virtuale sovrapposto alla realtà esterna) con una risoluzione di 640x480 a 24 bit di profondità di colore e una frequenza di aggiornamento di 60Hz, vale a dire una qualità equivalente al dvd, ma non ancora all’alta definizione del blu-ray. Per ora non si parla di funzionalità 3D, ma è evidente che un semplice sistema di input a doppio canale video, uno per ogni schermo, lo permetterebbe. Soluzione sicuramente interessante per l’intrattenimento privato, a differenza evidentemente di quello cinematografico. Commenti A mio avviso nelle tecnologie appena elencate c’è un problema di fondo che non è legato alla particolare implementazione usata, ma proprio alle caratteristiche intrinseche della fotografia e della stereoscopia. Il sistema visivo umano è tale che la messa a fuoco è automatica e segue il processo attentivo: il punto della scena su cui poniamo attenzione è sempre messo a fuoco (nei soggetti sani o portatori di occhiali correttivi, naturalmente), a meno che non cerchiamo consapevolmente di vedere zone sfocate dell’immagine (il classico caso delle gocce su una finestra). Nella fotografia (sia da stampa che cinematografica), invece, l’estensione della zona di messa a fuoco (profondità di campo) è limitata, soprattutto per scene miste con oggetti sia in primo piano che sullo sfondo. Guardando una foto o un film bidimensionale noi vediamo le zone sfocate e non possiamo ovviamente metterle a fuoco ulteriormente. Usiamo però quest’informazione per ricostruire idealmente le distanze relative tra i vari oggetti, partendo dal presupposto che gli oggetti più lontani siano più sfocati rispetto all’oggetto in primo piano, a fuoco. Nel caso del cinema 3D, però, noi già vediamo una scena tridimensionale e l’informazione data dalle zone fuori fuoco non serve. Porre quindi l’attenzione su queste zone dà fastidio, soprattutto se ci sono oggetti in movimento, che evidenziano l’omonimo effetto (motion blur, in inglese). Curiosamente questo permette al regista, che decide dove mettere a fuoco la scena, di catturare molto di più l’attenzione dello spettatore sui particolari che gli interessa sottolineare, quasi costringendolo a guardare ciò che vuole. Bibliografia (1) Anaglifia: http://en.wikipedia.org/wiki/ Anaglyph_image (2) Semplice tutorial per realizzare stereogrammi: http://dicillo.blogspot.com/2007/07/ tutorial-stereografia-come-realizzare.html (3) Silicon Imaging SI-2K Digital Camera: www.siliconimaging.com/DigitalCinema/SI_2K_ key_features.html (4) 3DStereo.it: www.3Dstereo.it (5) Bob’s trip into Dolby3D Technology: www.moviestripe.com/dolby3D/ (6) The Dolby solution to Digital 3D: http://www.edcf.net/edcf_docs/dolby-3D.pdf (7) Dolby3D: http://www.dolby.com/consumer/ technology/dolby-3D.html (8) Filtri dicroici: http://en.wikipedia.org/wiki/ Dichroic_filter (9) LCD: http://it.wikipedia.org/wiki/LCD (10) Creative MyVu: www.tecnologiecreative.it/ schede/MyVu_Edge_301/index.html Sull’autore Alessio Cimarelli (jenkin@accatagliato.org) si è laureato in Fisica nel settembre 2009 alla Sapienza di Roma, con una tesi sul comportamento collettivo degli stormi di uccelli in volo (progetto Starflag). È tra gli ispiratori e gli amministratori del portale accatagliato.org. Al momento frequenta il Master in Comunicazione Scientifica alla Sissa di Trieste, collaborando attivamente con il portale accatagliato.org e la rivista accastampato. accastampato num. 1, Giugno 2010 15
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