Welche 3D-Brille für welchen Zweck: Von Pappkarton bis Hightech

Technologie

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Datum 05.11.2020
Lesezeit 5 Min.

Welche 3D-Brille für welchen Zweck: Von Pappkarton bis Hightech

3D-Brillen ermöglichen das räumliche Sehen bei künstlichen erzeugten Bildern. Wir kennen das aus dem Kino und vom Heim-TV. Durch das räumliche Sehen kann der Betrachter viel mehr in das Geschehen hineingezogen werden.


Voraussetzungen für ein dreidimensionales Bild sind zwei mit leicht versetzter Perspektive aufgenommene zweidimensionale Bilder und eine spezielle Brille, die aus diesen Bildern räumliche Seheindrücke ermöglicht. Das funktioniert bei Fotos genauso wie im Film. Und bietet viele Möglichkeiten für spannende neue Anwendungen.

Wie funktioniert eine 3D-Brille?

Zunächst müssen wir uns klar machen, welche Aufgabe eine 3D-Brille erfüllen muss: Sie muss dafür sorgen, dass in unserem Gehirn aus zwei zweidimensional aufgenommenen Bildern ein 3D-Bild mit einer räumlichen Tiefe entsteht. Im Prinzip nutzen 3D-Brillen die Anatomie des menschlichen Sehens aus: Jedes unserer beiden Augen nimmt die Umwelt aus einem leicht versetzten Blickwinkel wahr. Unser Gehirn setzt diese beiden Bilder zu einem dreidimensionalen Bild zusammen. Nur so können wir räumlich sehen und beispielsweise Abstände zu Objekten richtig einschätzen.

Dieses Prinzip hat der britische Physiker Sir Charles Wheatstone bereits im 19. Jahrhundert entdeckt. 1938 veröffentlichte er seine Stereoskop genannte Apparatur, mit deren Hilfe der Nutzers mit dem rechten und dem linken Auge zwei leicht gegeneinander verschobene Bilder getrennt betrachtet und ein räumliches Gesamtbild sieht.

Alle modernen 3D-Brillen arbeiten noch immer nach diesem Grundprinzip – wenn auch auf unterschiedliche Weise. Welche 3D-Brille sich für welche Anwendung eignet, erklären wir Ihnen hier.

Welche 3D-Brillen gibt es?

Am häufigsten nutzt die Unterhaltungsbranche 3D-Brillen. Mit ihrer Hilfe erzeugen Kinofilme und TV-Sendungen die Illusion, tief in das dreidimensionale Geschehen eintauchen zu können. Autorennen, Wildwasserfahrten und Weltraumflüge erscheinen uns so real, als ob wir selbst mittendrin dabei sind. Computerspiele sind dank 3D-Technologie so realistisch, dass die Mitspieler den Eindruck haben, selbst reale Akteure des Spiels zu sein.

3D-Polarisationsbrillen schon seit 1937

Dabei kommen im Zusammenhang mit 3D-Brillen unterschiedliche Technologien zum Einsatz. Wie die Polarisationsbrille, die Cineasten bereits 1937 in die Kinos lockte. Bei dieser Technik werden räumlich leicht versetzt aufgenommene Bilder gleichzeitig auf eine Kinoleinwand projiziert. Durch die Filter in jedem Glas der Polarisationsbrille nimmt jedes Auge nur den jeweils einen Teil des Films wahr.

 

Kinobesucher mit 3D-Polarisationsbrillen

Imposante Kinofilmabenteuer wie Avatar verhalfen 3D zum Durchbruch

Das Gehirn setzt die beiden Bilder so zusammen, dass ein räumlicher Eindruck entsteht. Aktuelle 3D-Kinofilme werden bis heute mit der Polarisationstechnik gedreht. Viele 3D-Fernseher wie die von LG verwenden ebenfalls 3D-Polarisationsbrillen.

3D-Farbfilterbrillen sind günstig, bieten aber ein schlechtes Bild

Eine andere Technik nutzt sogenannte Anaglyph-Farbfilter. Sie eroberte die Kinos in der Nachkriegszeit. Die versetzt aufgenommene Bilder haben jeweils einen bestimmenden Farbton, in der Regel rot links und cyan rechts. Durch die Farbfilter kann jedes Auge nur einen Film wahrnehmen, das Gehirn sorgt wieder für den 3D-Effekt.

Wir kennen diese meist aus dünner Pappe sowie roter und grüner Folie gefertigten 3D-Farbfilterbrillen aus der Renaissance des 3D-Kinofilms in den 1990er Jahren. Nachteile sind die schlechte Farbdarstellung und die durch die verschiedenen Filterfarben hervorgerufene unterschiedliche Belastung der Augen. Wie auch bei der Polarisationstechnik halbiert sich die Auflösung des Bildschirms, da ja zwei Filme gleichzeitig abgespielt werden.

Heute finden die 3D-Farbfilterbrillen trotz ihrer sehr niedrigen Herstellungskosten kaum noch Verwendung.

Technisch anspruchsvoller: 3D-Brillen mit Shuttertechnik

Die Alternative zu den beiden zuvor aufgeführten passiven 3D-Brillen sind sogenannte Shutterbrillen. Auch die 3D-Shuttertechnik verwendet zwei räumlich versetzt aufgezeichnete Aufnahmen. Aber der Betrachter schaut nicht gleichzeitig durch beide Augen. Die Shutterbrille sorgt dafür, dass immer ein Auge abgedeckt ist. Bis zu 300 Mal in der Sekunde verschließt sie abwechselnd das linke oder das rechte Brillenglas. Deshalb zählt die Shutterbrille auch zur Gruppe der aktiven 3D-Brillen.

Gleichzeitig muss der Fernseher (oder Monitor) die beiden Aufnahmen in derselben Frequenz abspielen. 3D-Brille und Bildschirm müssen absolut synchron laufen. Vorteil: Da immer nur ein Bild zurzeit gezeigt wird, muss die Auflösung nicht geteilt werden. Das Bild ist also detailreicher. Die Shuttertechnik verwendet beispielsweise Samsung bei seinen 3D-TV-Geräten.

 

Video: YouTube / digitalzimmer

 

Elektronische 3D-Brillen benötigen weder Kinoleinwand noch TV-Bildschirm

Um komplett in virtuelle Welten einzutauchen, 3D-Entwicklungen per Augmented Reality voranzutreiben oder für die Pilotenausbildung reichen die oben beschriebenen 3D-Brillen nicht aus. Hier kommen moderne 3D-Hightechbrillen wie die Oculus Rift zum Einsatz. Statt Brillengläser verfügt beispielsweise die Oculus Rift über ein Display, über das sie für jedes Auge das jeweilige Filmmaterial abspielen. Ein separater Bildschirm ist nicht mehr nötig.

Mit so einer Hightech-3D-Brille bekommt der Nutzer das Gefühl, als würde er selbst in einer künstlichen Umgebung agieren. Im Gegensatz zum 3D-Film kann er sich aktiv umsehen und mit seiner Umgebung interagieren, beispielsweise indem er Gegenstände aufhebt.

 

Wozu brauche ich eine 3D-Brille?

Während die einfachen Farbfilter-, Polarisationsfilter- und Shutterbrillen fast ausschließlich das Filmerlebnis steigern, bietet sich für digitale Hightech-3D-Brillen ein weites Feld an Einsatzmöglichkeiten. Wie die Gebäudeplanung: Virtuell lassen sich Fabrikanlagen planen, Hotels einrichten oder Verkehrsinfrastrukturprojekte testen.

 Ebenso helfen 3D-Brillen bei der Entwicklung von Produktdesign, vom einfachen Küchengerät über die Fernbedienung eines TV-Geräts bis zum Design eines Sportwagens. Virtuelle Tests und Entwicklungen sparen Zeit und damit Geld.

Video: YouTube / SRF Einstein

Auch in der Medizin kommen 3D-Brillen zum Einsatz. Mit ihrer Hilfe sind beispielsweise Simulationen komplizierter Operationen möglich. 3D-Brillen erleichtern die Planung und die Durchführung von Operationen. Und sie schaffen die Basis für neue Behandlungsmethoden bei neurologischen Erkrankungen.

Mithilfe von Hightech-3D-Brillen sind heute dreidimensionale Darstellungen von kleinsten Strukturen im Nanobereich möglich, die bisher in der Forschung nur unter dem Mikroskop sichtbar waren. So können zum Beispiel Festigkeiten und Materialeinsatz von Bauteilen optimiert werden.

 

Video: YouTube / Hiabglobal

 

Digitale 3D-Brillen unterstützen die Flug- und Fahrausbildung von Piloten und Rettungskräften. Der Anflug auf besonders schwierige Landebahnen oder die schnellste Route im Berufsverkehr können so perfekt simuliert und geübt werden.

 

Haben Sie in Ihren Unternehmen auch schon Erfahrungen mit 3D-Brillen und deren vielfältigen Möglichkeiten gemacht? Oder kennen Sie weitere Einsatzmöglichkeiten? Wir freuen uns auf Ihren Kommentar.

 


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