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Trends in der IT

3D-Unterhaltungstechnik

3D-Unterhaltungselektronik nimmt immer mehr Einzug in den Alltag; seien es
3D-Kino oder 3D-Fernsehen. Schon seit längerer Zeit existieren Filme in 3D.
Doch erst seit James Camerons „Avatar – Reise nach Pandora“ versuchen
Hollywoods Filmstudios auf die 3D-Welle aufzuspringen. Mittlerweile ist das
fast allen gelungen.

Dieser Beitrag zielt darauf ab, den Status quo im Bereich 3D-Unterhal­tungs­elektronik

darzustellen und mögliche Entwicklungen aufzuzeigen. Zudem werden Probleme

und Risiken der 3D-Unterhaltungstechnik aufgezeigt.

 

Einleitung

In beinahe jedem Kino trifft man heutzutage auf funktionsfähige 3D-Projektoren. Nicht
nur in öffentlichen Kinos wurde die 3D-Technik verstärkt nachgerüstet; auch im Bereich
des Home Entertainment machen die Unternehmen mobil. In den letzten Jahren kamen
immer bessere und preisgünstigere 3D-fähige Fernsehgeräte auf den Markt, die das hei-
mische Vergnügen optimieren sollen. Aber hinter der dreidimensionalen Fassade stecken
auch Gefahren und Risiken. Viele Kinobesucher klagen über Übelkeit, Magenkrämpfe
und Kopfschmerzen. Da 3D kein neues Thema ist, gilt es nun zu untersuchen, wohin
der Trend „3D“ geht. Wie entwickelt sich der Preis von Kinobesuchen und 3D-fähigen
Fernsehgeräten? Wird man bald ohne Brille das 3D-Erlebnis genießen können? Wird 3D
noch weiterentwickelt oder wird schon an Nachfolgern geforscht? Welche Rolle spielt die
sich in Entwicklung befindende Holographie-Technik? Welche Auswirkungen und Risiken
für Kinobesucher hat 3D?
Ziel dieses Beitrags ist es darzustellen, ob die 3D-Technik auf dem Vormarsch ist und
ob sie das Potenzial aufweist, den gleichen Standard zu erreichen, wie z. B. das heu-
tige HDTV. Außerdem soll er kurz aufzeigen, inwiefern die Technik den Bereich Home
Entertainment verändert.
Der Aufbau des Artikels wird sich an den genannten Leitfragen orientieren.
Nach der Darstellung von Grundlagen zur 3D-Technologie und einem kurzen Abriss
der Historie wird auf den aktuellen Stand der Technik eingegangen. Danach schließt
sich eine Aufstellung möglicher Potenziale der 3D-Technologie an. Risiken, Probleme
und Herausforderungen insbesondere in Bezug auf gesundheitliche Probleme werden
abschließend angesprochen.

 

3D-Technologien

Im Allgemeinen beschreibt 3D die räumliche Darstellung von Objekten. Mittels Stereoskopie
(griechisch stereós = räumlich, körperlich) wird zweidimensionalen Abbildungen (Bilder, Videos)
räumliche Tiefe verliehen. Dies erreicht man durch Überlagerung von aus unterschiedlichen
Positionen aufgenommenen Einzelbildern; es ist somit eine optische Täuschung. Das mensch-
liche Gehirn wird dazu veranlasst, das mithilfe von zwei Augen, also binokular Gesehene zu
einem für den Menschen dreidimensionalem Ganzen zusammenzufügen. Zusätzlich werden
zu diesen binokularen Informationen auch monokulare Aspekte wie z. B. die Objektgröße und
der Schattenwurf für das räumliche Sehen herangezogen. (Marschollek, 2006) Monokulare As-
pekte, also nur mit einem Auge erfasste Informationen ergänzen die räumliche Wahrnehmung.
Dreidimensionale Bilder oder räumliche Verfahren sind bereits kurz nach der Erfindung der

Fotografie bekannt geworden (Stotz, 2011). Abhängig von der verwendeten Technik werden

Sehhilfen benötigt, die die Verteilung der Einzelbilder auf beide Augen realisieren.
Das Farbanaglyphenverfahren (vgl. Abb. 1) stellt die älteste Technik dar und überträgt die per-
spektivisch versetzten Bilder in unterschiedlichen Farben. Eine entsprechende Brille filtert die über-
lagerten, unterschiedlich farbigen Bilder durch ebenso eingefärbte Gläser wieder auf das dafür
vorgesehene Auge. Da diese Technik eine sehr eingeschränkte Bildschärfe und Farbqualität aufweist,
wird sie zunehmend vom Polarisations- sowie dem Side-by-Side (Shutter) Verfahren abgelöst.
Als das (lineare) Polarisationsverfahren (vgl. Abb. 2) 1937 entwickelt wurde, waren in den Ki-
nos zunächst zwei Projektoren erforderlich. Die von diesen Projektoren ausgestrahlten Bilder wer-
den unterschiedlich polarisiert; d. h. die Schwingungsrichtung des Lichts wird verändert und von
einer metallisch beschichteten Leinwand zum Zuschauer reflektiert. Die metallisch beschichtete
Leinwand ist erforderlich, um die Polarisation des Lichts ohne Streuung aufrecht zu erhalten. Polari-
sationsbrillen verteilen im Anschluss das für das jeweilige Auge bestimmte Licht. Sie sind
passiv und verfügen somit über keine aktiven Komponenten.
Neuere Projektionstechniken mit digitaler Wiedergabe und hoher Bildwiederholfre-
quenzen führten zur Entwicklung des zirkularen Polarisationsverfahrens. Hierbei ist der
meist in Kinos bereits vorhandene DLP-Projektor in Kombination mit einem polarisierenden
LCD Element, das vor dem Projektorobjektiv Platz findet, für die Ausstrahlung autostereo-
skopischer Inhalte ausreichend. Kinderkrankheiten der Polarisationstechnik wie das auf-
wändige Synchronisieren von Filmbändern sind durch digitale Aufnahme- und Wiederga-
begeräte ebenso Vergangenheit.

Abb. 1: Farbanalglyphenverfahren
Abb. 1: Farbanalglyphenverfahren

 

Abb. 2: Polarisationsverfahren

Abb. 2: Polarisationsverfahren

 

Das Shutter- bzw. Side-by-Side-Verfahren (vgl. Abb. 3) arbeitet im Gegensatz zu dem Polarisa-
tionsverfahren mit aktiven Shutter-Brillen. Die Bilder werden nacheinander von einem Abspielgerät
ausgegeben, wodurch sich der Einsatz eines weiteren Abspielgerätes und den damit verbundenen
Synchronisierungsaufwand erübrigt. Bei diesem Verfahren werden weder eine metallisierte Lein-
wand noch Filterelemente benötigt. Die Bildtrennung erfolgt hier durch die Shutter-Brille, die durch
Impulse des Abspielgerätes gesteuert wird und das jeweilige Auge, für das das Bild nicht bestimmt ist,
abdunkelt.

Abb. 3: Side-by-Side-Verfahren
Abb. 3: Side-by-Side-Verfahren

Seit 2010 sind autostereoskopische Bildschir-
me in Endgeräten und liefern auch ohne das Tragen einer Brille beeindruckende 3D-Bilder,
wie es z. B. der Nintendo 3DSi anschaulich demonstriert.
Alle, die den Fortschritt und die Entwicklung von 3D-Endgeräten verfolgen, überrascht
nur eine Tatsache: die Geschwindigkeit (Mendiburu, 2011). Es finden zunehmend mehr 3D
fähige Endgeräte in Form von 3D-Fernsehern und Projektoren ihren Weg in die Haushalte,
bieten den Kinos erneut Konkurrenz und treiben den Wettbewerb in Forschung und Ent-
wicklung an.
Für den Heimanwender gibt es mittlerweile auch viele Möglichkeiten, die 3D-Technik
zu nutzen. Jedoch ist dies eine finanzielle Frage. Ein 3D-Projektor mit passenden Brillen
kostete 2011 ca. 8.000 Euro. Für den Computer werden eine kompatible Grafikkarte
und ein passender Monitor mit Brille benötigt; für das etwas preisgünstigere Heimkino
gibt es mittlerweile eine Vielzahl von Fernsehgeräten. Bei der Vielzahl von Geräten ist
aber schon fast Expertenwissen nötig, um Vor- und Nachteile eines jedes Gerätes gegen-
überstellen zu können. Test- und Erfahrungsberichte können bei der Kaufentscheidung
zwar entscheidend helfen; jedoch gibt es bedingt durch die Vielzahl der Geräte und ver-
schiedener Meinungen auch hier zahlreiche, unterschiedliche Berichte. Firmen wie z. B.
Heise testen Geräte und verfassen darüber Testberichte. Doch auch hier benötigt man
Fachwissen, um den Inhalt zu verstehen. Kundenbewertungen hingegen sind einfach
formuliert, jedoch spiegeln sie die Meinungen einzelner Personen wider, die je nach In-
teresse unterschiedlich ausfallen.
Im Bereich der Spielkonsolen hat Nintendo den Anfang gemacht und mit dem Ninten-
do 3DS ein Gerät auf den Markt gebracht, das einen 3D-Effekt ohne Zubehör ermöglicht.
D. h. es wird ein Tiefeneffekt ohne zusätzliche Brille erzeugt. Dies ist nur möglich, weil es
ein relativ kleiner Bildschirm ist. Eine Übertragung dieser Technologie auf größere Displays
wie z. B. TV-Geräte ist grundsätzlich denkbar, aber nicht bezahlbar.

Potenziale und Risiken der 3D-Technologie
Die Technik im Kinobereich ist bereits ausgereift; mittlerweile werden viele Filme in 3D aus-
gestrahlt. Doch nach dem Kinobesuch stellt man sich häufig die Frage, welchen Mehrwert
3D bei diesem Film geboten hat. Oft sind es nur wenige Szenen, in denen die Technik so
benutzt wird, dass es dem Betrachter auffällt. Der Film „Avatar“ gilt als Paradeexemplar
eines 3D-Films; dort wurde die Technologie so konsequent und intensiv genutzt, dass man
die Illusion hatte, man wäre mitten im Geschehen. Die Nutzung der 3D-Technologie, die für
den Betrachter zu einem Mehrwert führt, muss neu entwickelt werden; das Ziel ist nicht, 2D
in 3D zu übertragen. Hier benötigen die Filmemacher dringend eine neue Bildsprache, die die
3D-Technologie konsequent nutzt und umsetzt. Reine Effekthascherei würde – wie bereits in
den 1950er Jahren – zu einer schnellen Verpuffung des aktuellen 3D-Trends führen.
Die Heimanwendertechnik muss noch etwas leichter, ausgereifter und preisgünsti-
ger werden, dann wird ein 3D-Fernseher genauso Alltag werden wie heute ein Full-HD-
Fernsehgerät.
Im Bereich der 3D-Unterhaltung treten einige Probleme auf; die meisten davon sind
auf körperliche Beschwerden zurückzuführen. So können Menschen mit spezifischer
Hornhautverkrümmung 3D-Filme nicht richtig wahrnehmen. Oftmals treten in diesen
Fällen Kopfschmerzen oder Übelkeit auf. Verschlimmert wird dies noch durch die Position
zur Leinwand. Sitzt die betroffene Person nicht im idealen Winkel vor der Filmfläche,
verstärken sich die Symptome. Eine Studie zeigt, dass eine leichte Abweichung von der
„perfekten“ Sitzposition direkt zu einer Verschlechterung des Gesundheitszustands führen
kann (Pacific University College of Optometry, 2011). Sitzt man beispielsweise zu weit unten
und muss den Kopf extrem anheben, ist es deutlich wahrscheinlicher, Kopfschmerzen zu
bekommen. Die Ursache dieser Symptome liegt darin, dass es bei 3D-Filmen oder Spielen
zu einem Konflikt zwischen Gleichgewichtssinn und visueller Wahrnehmung kommt. Als
Beispiel dient hier eine Szene auf einem Schiff: Um den Kinobesucher tobt ein Sturm, das
Schiff wackelt in den Wellen. Das Auge nimmt die Schwankungen wahr und übermittelt
diese Wahrnehmung dem Gehirn. Im gleichen Moment nimmt das Mittelohr aber keine
realen Bewegungen wahr. Und hier kommt es zu dem Konflikt, der die Symptome wie
Übelkeit, Magenkrämpfe oder in extremen Fällen sogar Erbrechen hervorruft.

Zusammenfassung
Historisch gesehen ist die Entwicklung der 3D-Technik eine Evolution. Im Bereich der Kino-
welt hat die 3D-Technik vieles verändert. Viele Kinos rüsten ihre alte Technik auf eine neue,
3D-fähige Technik um, so dass die Besucher die 3D-Filme richtig erleben können.
Die Kinotechnologie wird sich sicher in den kommenden Jahren nur noch wenig ver-
ändern; der Trend im Home Media Bereich geht in Richtung 3D ohne Brille.
Bis zur flächendeckenden Umsetzung dieser Technologie werden noch einige Jahre
vergehen. Die Entwicklung der 3D-Technik ist in jedem Fall noch nicht abgeschlossen; es
gilt, die Defizite der vorhandenen Systeme auszumerzen und die Stärken weiter auszu-
bauen.

 

 


Literaturverzeichnis

Bakir, M. S., & Meindl, J. D. (2008). Integrated Interconnect Technologies for 3D Nanoelectronic Systems. Artech House Publishers.

 

Distelmeyer, J., Andergassen, L., & Werdich, N. J. (2012). Raumdeutung: Zur Wiederkehr des 3D-Films. Transscript Verlag.

 

Garrou, P., Bower, C., & Ramm, P. (2008). Handbook of 3D Integration – Technology an Applications of 3D Integrated Circuits. Wiley-VCH.

 

Gautzsch, S. (2012). 3D-Kino im Wohnzimmer: Analyse einer Unterhaltungs-Revolution durch Stereoskopie. Diplomica Verlag Hamburg.

 

Janssen, J.-K. (2008). 3D 2.0. c‘t magazin. Abgerufen am 4. Mai 2012 von http://www.heise.de/ct/artikel/3D-2-0-291654.html

 

Marschollek, M. (2006). Ansätze zur interaktiv-antizipierenden Exploration dreidimensionaler medizinischer Bildobjekte. Universitätsverlag Göttingen.

 

Mendiburu, B. (2011). 3D TV and 3D Cinema: Tools and Processes for Creative Stereoscopy. Elsevier LTD, Oxford.

 

Pacific University College of Optometry. (2011). Individual Differences and Seating Position Affect Immersion and Symptoms in Stereoscopic 3D Viewing. Abgerufen am 18. 3. 2012 von http://www.pacificu.edu/vpi/publications/#threed

 

Patalong, F. (2010). Nicht schlecht - nur mir wird schlecht! Der Spiegel Online. Abgerufen am 18. März 2012 von http://www.spiegel.de/netzwelt/gadgets/3-d-kino-nicht-schlecht-nur-wird-mir-schlecht-a-686141.html

 

Schmidt, U. (2009). Professionelle Videotechnik: Grundlagen, Filmtechnik, Fernsehtechnik, Geräte- und Studiotechnik in SD, HD, DI, 3D: Filmtechnik, Fernsehtechnik, HDTV. Springer Berlin Heidelberg.

 

Stotz, D. (2011). Computergestützte Audio- und Videotechnik: Multimediatechnik in der Anwendung. Springer Berlin Heidelberg.

 


Autoren

 

Christian Hucke

Christian HuckeFachhochschule Mainz, Fachbereich Wirtschaft, seit 2010 berufsintegriertes Studium der Wirtschaftsinformatik bei HWK Mannheim

 

Mathias Kirsch

Mathias KirschFachhochschule Mainz, Fachbereich Wirtschaft, seit 2010 ausbildungsintegriertes Studium der Wirtschaftsinformatik bei R+V Allgemeine Versicherung AG

 

Patrick Orth

Patrick OrthFachhochschule Mainz, Fachbereich Wirtschaft, seit 2010 berufsintegriertes Studium der Wirtschaftsinformatik und seit 2007 angestellt bei BASF IT Services GmbH