- Технико-лирическое отступление
- Методы стереовидения
- Системные требования
- Комплект 3D Vision
- Технология 3D Vision Surround
- Настройка комплекта 3D Vision
- Что смотреть в стереоформате?
- Практика
- Выводы
Энтузиастам трёхмерной графики уже довольно давно известна тема стереовидения, шлемов виртуальной реальности и стереоочков. Ещё в конце 90-х годов прошлого века с некоторыми видеокартами (производства компаний ELSA, Asus и других) в комплекте поставлялись специальные стереоочки, которые работали в связке с распространёнными тогда ЭЛТ-мониторами, способными на частоту обновления 100-120 Гц и более. Обзоры подобных продуктов вышли на нашем сайте ещё в то время.
Стереоочки впечатляли зрителей тогда весьма сильно, так как давали возможность увидеть настоящий объём, пусть и в сравнительно несложных сценах. Мощность видеокарт того времени была явно недостаточной для высоких разрешений, FPS даже на самых мощных из них в стереорежиме сильно проседал. Да и массовые ЭЛТ-мониторы умели обеспечивать высокую развёртку лишь в сравнительно низких разрешениях. Плюс к этому, с совместимостью и удобством в те времена всё было не очень хорошо, часто нужно было настраивать стереопараметры под себя и под конкретные игры вручную.
Тогдашние очки работали только вместе с ЭЛТ-мониторами, и со временем, по мере того, как начался переход на ЖК-мониторы, их выпуск стал бессмысленным, ведь частоты обновления в 60 Гц слишком мало, чтобы устранить неприятное мерцание. Только сравнительно недавно улучшенные технологии производства ЖК-панелей позволили вновь задуматься о затворных стереоочках. И вот, примерно через десяток лет, компания Nvidia выпустила на рынок комплект 3D Vision, который был впервые показан в 2008 году.
Со времени анонса 3D Vision уже прошло больше года, а обзора этого интересного продукта для просмотра стереоизображений на нашем сайте с тех пор так и не появилось. Частично это вызвано ограниченным распространением устройств вывода изображения, способных на приём и отображение 120 Гц сигнала, а частично — сложностью субъективного описания преимуществ стереоизображения.
Сегодня мы попробуем описать как саму технологию, так и набор 3D Vision, а также и наши субъективные впечатления, полученные при его использовании. Нам кажется, что удачное время для обзора наступило именно сейчас, когда развитие стереовидения получило очередной толчок от проката кино в 3D-формате (достаточно вспомнить один лишь «Аватар») и выхода на рынок 3D-телевизоров.
Кстати, компанию Nvidia можно назвать в числе тех, кто вкладывал и продолжает вкладывать силы в развитие стереовидения, и рассматриваемый сегодня комплект 3D Vision давно продаётся и вполне способен завоевать заметное признание и распространение. Просто всему нужно время, и ничто не приходит мгновенно. А поддержка стереовидения от таких компаний как Nvidia, помогает продвигать технологию в массы.
Технико-лирическое отступление
Посмотрите на мир, окружающий нас. Например, в окно, так как вы сейчас, скорее всего, сидите в помещении, читая статью на нашем сайте. В мире происходит много разного: деревья качаются на ветру, колышутся травинки, движется всякая живность, включая и особей человеческого рода. И всё вокруг не плоское, а объёмное, хотя мы и не думаем об этом постоянно, но знаем, что каждый объект имеет размеры и объём. Сравните с плоской картинкой телевизора или монитора — разница налицо. В реальности, дополнительно к двум измерениям, видимым на плоскости, мы ощущаем ещё одно измерение — глубину, расстояние до каждой точки.
Как же человек сразу понимает, что один объект находится ближе другого? Для этого у нас есть два глаза (да и большинство другой живности на нашей планете имеет минимум два глаза, а у некоторых видов насекомых их ещё больше), то есть мы имеем стереоскопическое зрение. Именно эти два источника визуальной информации и позволяют нам правильно воспринимать формы, размеры и расстояния. Изображения затем обрабатываются нашим мозгом в реальном времени, и мы видим, какое дерево ближе, а какое дальше.
Наш мозг получает от глаз два схожих изображения, но всё же отличающихся точкой обзора (в 3D эта точка называется положением камеры), и эти две картинки воспринимаются нами как одно объёмное изображение. Именно так, несмотря на то, что отдельное изображение каждого глаза двухмерное, в итоге мы видим окружающий мир трёхмерным, воспринимая глубину при помощи стереоскопического зрения.
Но на мониторах, телевизорах и почти на всех других устройствах отображения информации, мы видим плоскую картинку, с отсутствующей глубиной. А ведь там отображается трёхмерный мир, одно из измерений которого просто теряется. И стереовидение важно потому, что вся трёхмерная графика (и игровая, и профессиональная) имеет своей основной целью заставить нас поверить в объёмность картинки и в пространство в ней.
Представим, что монитор — это такое же окно, как и обычное. Но в мир виртуальный, несуществующий. Как сделать так, чтобы этот мир казался нам таким же объёмным, а не плоским? Ведь монитор плоский и его пиксели расположены на одной плоскости. И уже много лет 3D картинка в итоге остаётся плоской, несмотря на то, что в математическом описании она имеет глубину и объём. С каждым годом совершенствуются технологии, а сравнительно дешёвого и удобного способа стереоотображения всё нет...
Существующие методы заставляют наши глаза видеть специально подготовленные для них отдельные картинки, немного обманывая мозг. Но это не страшно, потому что вся трёхмерная графика является тоже в своём роде обманом, мы и так стараемся видеть в плоской двухмерной картинке какой-то объём. А стереоизображение способно значительно усилить пространственный эффект. Это способ обмана нашего мозга, позволяющий заставить его считать, что показываемые объекты действительно имеют объём, показывая разные картинки каждому из глаз.
И в последнее время отображение стереокартинки, в бытовом мире кино и телевидения также называемое «3D», стало очень популярной темой, как у производителей электроники, так и у потребителей. Если в предыдущие годы основной маркетинговой приманкой было сочетание «HD», то в этом году таким слоганом стало стерео. Так, на январской выставке потребительской электроники CES в Лас-Вегасе, внимание посетителей везде привлекали слоганы вроде этого:
2010 год — самое время для по-настоящему активного продвижения всех возможных форматов и стандартов стереовидения. Во-первых, из 2D-стандартов уже выжали практически всё возможное, ведь разрешения выше FullHD пока что недоступны, да и потом они не станут революцией. Обычный пользователь и имеющейся картинкой вполне доволен и жаждет чего-то нового, футуристичного.
Кинопроизводители также начали активное продвижение 3D-формата в кино. В киноиндустрии наблюдается мощный подъём, связанный с переходом многих студий на съёмки 3D-фильмов и конвертацию существующих в стереоформат. Снова упомянем несомненные заслуги Джеймса Кэмерона и его фильма «Аватар», который не просто стал катализатором развития стереовидения в киноиндустрии, но и самым кассовым фильмом за всю историю.
А каждый производитель бытовой электроники из числа крупнейших компаний, уже показал на выставках (а многие даже уже выпустили на рынок) по несколько моделей 3D-телевизоров, Blu-ray-3D-плееров и домашних кинотеатров. В общем, в 2010 году ни у кого не должно остаться сомнений в прекрасном будущем стереоформатов, телевизоров, плееров и т.п. Это новая движущая сила потребительской электроники, выгодная производителям и интересная нам, пользователям.
В нашем материале мы рассмотрим одну из реализаций подобных технологий от компании Nvidia, использующей некоторые модели ноутбуков, мониторов, телевизоров (с некоторыми техническими ограничениями, о которых читайте далее) и проекторов, а также специальные стереоочки, подобные тем, что были известны много лет назад, и сейчас применяются в некоторых 3D-кинозалах.
Метод и программно-аппаратный набор компании Nvidia получил название 3D Vision, в нём используются устройства отображения, способные воспроизводить картинку с удвоенной частотой (100-120 Гц) относительно распространенной частоты для ЖК-мониторов. Но сначала давайте рассмотрим некоторые из имеющихся технологий стереоотображения. Мы не будем слишком подробно останавливаться на всех методах, это тема отдельного материала, но напомнить их будет полезно.
Методы стереовидения
Итак, как мы уже определили, стереосистема должна предоставить глазам две разные картинки: одну для правого, вторую — для левого. И вместе они, при соответствующей обработке мозгом, создают впечатление глубины картинки и объёма у объектов. Существует несколько способов отображения стереоизображений, в том числе с использованием очков, активных или пассивных, затворных или поляризационных.
Звучит это просто: нужно сделать две картинки для разных глаз, со смещённой точкой обзора, и показать их соответствующим глазам, а мозг зрителя всё остальное сделает сам. Однако на практике сделать действительно удобную систему стереовидения весьма сложно, что и тормозило развитие технологий. Известно несколько методов показа двум глазам разных изображений, и это явно не предел — пока что имеющиеся технологии совсем неидеальны и очень хочется надеяться, что в будущем появятся и другие, более удачные методы стереовидения.
С ушами в случае стереозвука всё сравнительно просто: у каждого из ушей есть по отдельному наушнику, который изолирует ухо от остальных звуков, и на этом проблемы решены. Без наушников всё несколько сложнее, но всё же идеально чёткого отделения стереоканалов просто не нужно. В случае с изображением, если показать просто две картинки, мы их увидим как две картинки. Расположенные на одном расстоянии и одинаково видимые обоими глазами.
Наверняка, при определённой сноровке можно заставить себя смотреть правым глазом исключительно на правое изображение, а левым — на левое, но уж очень это смахивает на вырывание зубов через известное место. Даже если человек натренируется фокусироваться таким образом, для глаз и мозга это будет очень утомительной задачей, что подходит разве что для недолгого рассматривания специально подготовленных стереокартинок.
Естественно, далее у исследователей появилась идея расположить маленькие экранчики прямо перед глазами, чтобы каждому глазу доставалась только одна картинка. Таким образом устроены шлемы виртуальной реальности, которые также были распространены несколько лет назад, но из-за высокой стоимости и низкого качества изображения так и не прижились. В таких шлемах (или массивных очках) перед глазами установлены два маленьких ЖК-экрана, а между глазами и экранами — оптическая система, необходимая для того, чтобы глазам не приходилось фокусироваться на слишком маленьком расстоянии.
Из явных достоинств таких решений — чёткое отделения изображений для разных глаз, ведь экраны показывают независимо друг от друга, и каждый глаз видит только своё изображение. Минусов гораздо больше. Один из наиболее важных — низкое разрешение. Ведь размеры экранов очень маленькие, а разрешение должно быть как для огромного экрана, стоящего на расстоянии в пару метров. Ещё один явный недостаток состоит в массивности и массе таких шлемов и очков, а ведь всю эту массу нужно будет держать на голове на протяжении пары-тройки часов.
Немаловажным минусом является и стоимость таких решений — шлемы виртуальной реальности весьма дороги, решения с высоким разрешением могут стоить несколько сотен, а то и тысяч долларов. В итоге, все недостатки сказались на крайне слабом распространении шлемов и очков на основе пары небольших ЖК-экранов. Впрочем, вполне возможно, что развитие технологий производства дисплеев позволят выпустить лёгкие и удобные шлемы с экранами высокого разрешения и по приемлемой цене, но пока что таких не существует.
Но шлемы — это, пожалуй, самый дорогой метод стереовидения, а ведь есть и крайне дешёвый метод — анаглифный. При этом зрителю нужно использовать специальные анаглифические очки, которые обычно очень просты и дёшевы, зачастую выполнены из пластмассы или даже картона, с простыми цветными светофильтрами вместо линз. Чаще всего цвет светофильтра для левого глаза красный, а для правого — голубой.
Стереоизображение для такого метода нужно специально готовить — комбинировать два изображения в одно, в котором в красном канале отображается кадр для левого глаза, а в голубом — для правого. Соседний глаз не видит «чужую» картинку из-за светофильтра, и поэтому каждый из глаз воспринимает только «своё» изображение, а мозг соединяет их в объёмное. При просмотре такой картинки без очков, оно кажется двоящимся.
Исходя из всего написанного, можно легко определить плюсы и минусы анаглифического стереоизображения. В плюсах — крайняя дешевизна всего: использование обычного (и одного!) экрана, простая обработка стереоизображения и дешевизна пластиково-картонных очков. Такие очки часто прикладываются к DVD-дискам и книгам со специальными объёмными картинками. Не говоря уже о кинотеатрах, в которых подобные очки получили довольно широкое распространение.
Ну а основной недостаток метода заключается в неполной цветопередаче. Из-за цветового разделения стереопары, цветопередача сильно ухудшается. Насыщенные цвета увидеть в таких очках невозможно, так как один глаз не видит красного, а второй — голубого. Да и зелёный выглядит не очень хорошо. А ещё после длительного использования анаглифических очков снижается цветовая чувствительность человеческого зрения и может возникнуть определённый дискомфорт. Так что все достоинства и недостатки технологии заключены в её простоте, и несовершенство метода не позволяет считать его подходящим во всех случаях.
Ещё в одном способе стереовидения используются поляризационные очки. На один экран выводятся две картинки для разных глаз одновременно, но с разной поляризацией. При его просмотре в очках с разнонаправленными поляризаторами, каждый из глаз будет видеть только свою картинку. Поляризационные очки также довольно дёшевы и по стоимости не слишком-то дороже хороших анаглифических. Такой способ применяют сейчас даже в отдельных ноутбуках.
У метода нет недостатка в виде плохой цветопередачи, но оборудование для стереопросмотра нужно гораздо более серьёзное. Поляризационные очки часто используют в кинотеатрах, в том числе в известных IMAX, где используется два проектора с поляризаторами в оптической схеме. Изображение выводится на специальный серебряный экран, чтобы не нарушалась поляризация.
Для домашних условий метод с двумя проекторами подходит плохо, так как слишком дорог. Но выход есть, и даже не один. Например, компания Zalman выпускает мониторы Trimon со специальной плёнкой на экране, выполняющей различную поляризацию для чётных и нечётных строк изображения. И в поляризационных очках каждый глаз будет видеть только своё изображение, только чётные или нечётные строки.
Достоинства тут всё те же — дешевизна очков и отсутствие проблем с цветом. Однако в стереорежиме разрешение картинки будет снижено наполовину. Кроме того, сами мониторы Zalman имеют недостатки в виде плохих углов обзора, а также в ухудшении 2D-изображения из-за поляризационной плёнки. Да и выбор мониторов очень невелик, мониторы отличаются только размером экрана.
Другая известная в мире стереокомпания iZ3D использует мониторы с двумя матрицами. Одна матрица показывает изображение для обоих глаз, а вторая изменяет плоскость поляризации. А вот разрешение у мониторов iZ3D в стереорежиме полное, и проблем с изображением меньше. Но из-за двух матриц розничная цена таких мониторов довольно высока и выбор моделей снова крайне скуден.
И, наконец, мы подходим к технологии, которая применяется в комплекте 3D Vision от компании Nvidia. Мы уже упомянули в начале материала очки от ELSA и Asus, которые входили в комплект наиболее дорогих видеокарт 90-х годов прошлого века. Такие затворные очки были хорошо известны в то время, в качестве линз в них использовались жидкокристаллические затворы, меняющие свою прозрачность (то есть, линзы могли становиться прозрачными или непрозрачными).
Тогда были распространены ЭЛТ-мониторы, лучшие из которых могли показывать картинку с частотой кадровой развёртки в 120 Гц и более. Идея затворных очков состояла в том, что монитор поочерёдно выводит кадры для разных глаз, а очки соответствующим образом затемняют шторками один из глаз. В итоге, каждый глаз видит 60 «своих» кадров в секунду, что вполне достаточно для динамичных игр.
Затворные очки в 90-х не получили широкого распространения не только из-за комплектации ими исключительно дорогих карт, просто тогда технологии не позволяли сделать очки лёгкими и удобными, да и программная часть была тогда совсем неидеальна. В том числе из-за того, что слишком далека она была от народа, и очень редкие пользователи могли её опробовать в деле...
Активные затворные очки, по сравнению с пассивными поляризационными, имеют и достоинства и недостатки. В недостатках их сложность: в очках используются электронные схемы, попеременно закрывающие ЖК-затворы для глаз, также нужен и ИК-передатчик. Поэтому такой комплект и сложнее технически, и дороже. Зато активные затворные очки обеспечивают более высокое разрешение и лучшие углы обзора, по сравнению с пассивными поляризационными очками.
После вымирания ЭЛТ-мониторов, затворные очки перестали развиваться вообще, так как ЖК-мониторы до недавнего времени не были способны работать с частотой обновления выше 60 Гц. Но современные ЖК-панели сейчас уже способны отобразить 120 Гц картинку, поэтому появились и мониторы, принимающие 120 Гц по цифровым входам и отображающие его на экране с такой частотой.
Как человеку лучше быть богатым, здоровым и счастливым, так же желательно иметь технологию объёмного стереовидения без очков и с высоким разрешением. Такие технологии пока что существуют разве что в виде опытных образцов дисплеев, показываемых на различных выставках. Вот примеры с CES 2010:
На определённом расстоянии и под определённым углом эффект объёмного изображения у таких дисплеев очень хорош и схож с тем эффектом, что можно увидеть и в стереоочках. Но подобные устройства имеют достаточно других проблем, среди которых и очень низкое разрешение, и плохие углы обзора, и самое главное — слишком высокая стоимость устройств. Так что нам остаётся ждать «безочковых» технологий и их совершенствования, а пока будем довольствоваться тем, что уже есть.
В нашем материале мы рассмотрим не фантастические технологии, а вполне реальные активные затворные стереоочки от компании Nvidia, рассчитанные на использование с современными 120 Гц ЖК-мониторами и некоторыми другими устройствами. Самое время познакомиться с системными требованиями.
Системные требования
Минимальные системные требования к ПК для работы комплекта 3D Vision:
- Операционная система Microsoft Windows Vista или Windows 7, 32- или 64-битная
- Достаточно мощная видеокарта Nvidia, как минимум Geforce 8, желательно Geforce GTX 200 и выше
- Центральные процессоры уровня Intel Core 2 Duo или AMD Athlon X2, как минимум
- 1 ГБ системной памяти (рекомендуется от 2 ГБ)
- 3D Vision совместимое устройство отображения
Обратите внимание, что стереодрайвер доступен только для современных операционных систем и Windows XP им не поддерживается. Также важно отметить, что Geforce 8 — это именно минимальное требование. Так как при стереорендеринге от видеокарты требуется удвоенная мощность, то крайне желательно применение топовых видеокарт, даже для разрешения 1680х1050. В практической части материала мы рассмотрим сравнительную производительность в обычном и стереорежимах.
Нетрудно догадаться, что последнее требование — самое важное. Никакие мощные CPU или видеокарты не помогут, если нет устройства, умеющего принимать и выводить 120 Гц сигнал. Из других требований — подключение по цифровым портам HDMI или Dual Link DVI (применение Dual Link кабеля обязательно!).
Список 3D Vision Ready устройств вывода можно условно разделить на несколько групп:
- ЖК-мониторы с разрешением FullHD (1920x1080), сравнительно новые модели, такие как: Asus VG236H, ACER GD245HQ, ACER GD235HZ, Alienware OptX AW2310 и LG W2363D
- ЖК-мониторы с разрешением 1680x1050, именно они появились первыми: Samsung SyncMaster 2233RZ, ViewSonic FuHzion VX2265wm, ViewSonic FuHzion VX2268wm
- Некоторые модели ноутбуков: Asus G51J 3D и Toshiba Satellite A660
- ЭЛТ-мониторы с возможностью вывода 100-120 Гц сигнала
- Некоторые HDTV-устройства вроде проекционных FullHD-телевизоров Mitsubishi (WD-57833, WD-60735, WD-60737, WD-60C8, WD-60C9, WD-65735, WD-65736, WD-65737, WD-65C8, WD-65C9, WD-65833, WD-65835, WD-65837, WD-73735, WD-73736, WD-73737, WD-73833, WD-73835, WD-73837, WD-73C8, WD-73C9, WD-82737, WD-82837, L65-A90) и так называемый лазерный телевизор Mitsubishi 1080p LaserVue TV модели L65-A90
- Проекторы некоторых моделей: Acer X1130P, Acer X1261, Acer H5360, DepthQ HD 3D Projector, DQ-3120 от LightSpeed Design, ViewSonic PJD6220-3D, ViewSonic PJD6210-3D, ViewSonic PJD5351, ViewSonic PJD5111, ViewSonic PJD6381, ViewSonic PJD6211, ViewSonic PJD6221, ViewSonic PJD6241, ViewSonic PJD5112, NEC NP216J-3D
- Другие модели HDTV-телевизоров, поддерживаемые в режиме Generic DLP HDTV
Подавляющее большинство ЖК-мониторов и телевизоров на рынке способно принимать и отображать лишь 60-Гц сигнал. Только некоторые новые модели способны делать то же самое с частотой 120 Гц, требуемой для работы технологии 3D Vision (по 60 Гц на каждый глаз). При этом разрешение у стереоизображения остаётся полным, в отличие от конкурирующей технологии пассивной поляризации, используемой в некоторых устройствах. 3D-проекторы позволяют значительно увеличить размер изображения за сравнительно небольшие деньги.
Важное замечание по поводу ЖК-телевизоров, которые давно имеют рекламные возможности и наклейки вроде 100 Hz/120 Hz/200 Hz и так далее. Они НЕ могут использоваться вместе с комплектом 3D Vision, так как не способны принимать 120 Гц сигнал по HDMI, хотя их ЖК-панели и умеют его выводить. В данном случае 100/120 Гц и т.д. — это частота интерполированных кадров, выводимых на экран. То есть телевизор принимает 50/60-Гц сигнал, между соседними кадрами вставляет ещё по одному интерполированному кадру и так получается 100/120 Гц. Естественно, такой вариант для 3D Vision не подходит. Технология активных затворных очков требует устройств, принимающих и показывающих 120 Гц сигнал без изменений.
3D Vision поддерживаются и некоторые модели устройств DLP HDTV размером до 73" и более, они используют несколько другой алгоритм вывода стереокартинки — специальную структуру вывода изображения для правого и левого глаза в шахматном порядке. При этом достигается неплохое качество разделения стереокартинки и отсутствие мерцания.
Важным плюсом 3D Vision является программный пакет Nvidia 3DTV Play, позволяющий пользователям продукции Nvidia (настольных и мобильных GPU, главное, чтобы они имели DVI- или HDMI-выход) выводить стереоизображение на новейшие 3D-телевизоры, которые выпустили уже несколько компаний, в т.ч. Panasonic, Samsung и LG. Поддерживаются все HDMI 1.4a-совместимые 3D-телевизоры, в 3D форматах 1080p24, 720p60 и 720p50.
ПО под названием 3DTV Play помогает объединить видеорешения Nvidia с 3D-телевизорами, что позволяет насладиться 3D-играми и просматривать Blu-ray-3D-кинофильмы и стереофотографии на большом экране. Пока что Blu-ray-3D-диски весьма редки, а ПК с Nvidia 3DTV Play может предложить многообразие доступного на сегодняшний день стереоконтента (см. ниже).
Активные затворные и пассивные поляризационные очки, поставляемые в комплекте с различными 3D-телевизорами, будут отлично работать в связке с видеокартами Nvidia и 3DTV Play, обеспечивая пользователей стереоконтентом уже сейчас.
Программный пакет Nvidia 3DTV Play распространяется бесплатно для пользователей Nvidia 3D Vision и продаётся за $39,99 остальным желающим. Таким образом, Nvidia предлагает возможность вывода стереоизображения с ПК для тех, кто приобрёл 3D-телевизор и имеет видеокарту с чипом Nvidia, но не покупал комплект 3D Vision.
Комплект 3D Vision
Итак, 3D Vision — это решение компании Nvidia, предназначенное для просмотра стереоизображений, использующее беспроводные затворные стереоочки. Комплект поставки состоит из: затворных стереоочков, работающих по беспроводной технологии, ИК-передатчика с USB-подключением, сменных накладок на переносицу, ткани для очистки оптики, диска с ПО, диска с демонстрационными программами, руководства по эксплуатации, а также комплекта кабелей: VESA stereo, DVI-HDMI и USB.
Очки Nvidia можно надевать поверх диоптрических, а для большего удобства в комплект входит несколько различных вставок для переносицы. В отличие от старинных аналогов, которые читатели могут помнить со времён расцвета ПК-игр, очки Nvidia беспроводные. Передача данных синхронизации от ИК-передатчика гарантирована на расстоянии до шести метров, чего вполне достаточно для комфортного просмотра стереокартинки на экране. Причем можно использовать более чем один комплект очков одновременно.
Беспроводная передача данных синхронизации обуславливает необходимость в аккумуляторной батарее для очков. Встроенный в одну из дужек очков, имеющую небольшое утолщение, специальный аккумулятор позволяет им отработать более 40 часов в активном режиме. Аккумулятор заряжается по обычному USB-кабелю, поддерживаются функции энергосбережения — питание автоматически отключается через 10 минут отсутствия сигналов синхронизации.
Можно проверить уровень заряда батареи в очках 3D Vision при помощи нажатия кнопки «ON» на левой дужке. Если светодиод светится зелёным, то заряда хватит на несколько часов, если красным — то всего на чуть-чуть и батарею нужно зарядить. А заряжается батарея в очках при помощи обычного USB-кабеля, в качестве источника можно использовать и ПК и сетевой адаптер.
ИК-передатчик включается большой кнопкой питания на его передней части, в активном режиме она светится зелёным светом. Так как передатчик инфракрасный, то он должен быть расположен в пределах прямой видимости вблизи очков. Расстояние между передатчиком и очками должно быть не менее 45 см, но и не более 6 м, а преграды между очками и передатчиком могут негативно влиять на работу комплекта. Это в любом случае заметно удобнее проводных очков, которые были распространены несколько лет назад.
Нужно отметить, что у конкурентов Nvidia подход несколько иной. Компания AMD не выпускает собственных комплектов 3D-очков, но поддерживает изделия сторонних разработчиков. С мартовского драйвера Catalyst 10.3 была введена официальная поддержка стереорендеринга для 120 Гц устройств и затворных очков. Для этого был модифицирован Direct3D драйвер, введена поддержка четырёх буферов и сторонние разработчики аппаратного обеспечения, такие как компании iZ3D и DDD, получили возможность вывода изображения для двух глаз с частотой 120 Гц (60 Гц на каждый). Другими словами, в целом то же самое, что и у Nvidia, за исключением того, что у последней всё давно хорошо работает и есть свой полноценный комплект для стереовидения.
Технология 3D Vision Surround
С выходом решений линейки Geforce GTX 400 компания Nvidia развила идею, предложив возможность вывода стереоизображения сразу на три устройства. Но для использования этой технологии нужны две видеокарты Nvidia, работающие в конфигурации SLI. С ними, при помощи технологии 3D Vision Surround, можно получить стереоизображение высокого разрешения сразу на трёх мониторах, что выглядит очень эффектно.
В таком режиме поддерживается три монитора в разрешении 1920x1080 для стереоизображения или в разрешении 2560x1600 в обычном 2D. Также 3D Vision Surround включает возможность компенсации изображения, скрытого за рамками мониторов. С включенной функцией, та часть изображения, которая скрыта за рамками мониторов, не показывается пользователю. В результате получается более целостная картинка, что особенно важно для стереорежима, когда малейшее несоответствие картинки на разных мониторах может разрушить эффект объёма. А так получается, как будто рамки мониторов — это части кокпита самолёта, вертолёта или гоночного болида, в зависимости от игры.
Отметим, что 3D Vision Surround — это чисто программное решение, и оно работает лишь с двумя или более GPU, объединёнными в систему SLI, а с одной видеокартой такой возможности нет — количество активных выходов всё равно не может быть более двух на каждую карту. Зато эта технология должна работать в том числе и на SLI системах на основе старых видеокарт серии GTX 200. На данный момент включение 3D Vision Surround пока что недоступно в драйверах, но предварительная поддержка этой возможности должна появиться в конце текущего месяца.
Настройка комплекта 3D Vision
Физически всё подключается очень просто: монитор или телевизор с видеокартой соединяется как всегда, при помощи DVI- или HDMI-кабеля (разве что в случае DLP понадобится ещё и специальный VESA stereo кабель, входящий в комплект поставки). ИК-передатчик 3D Vision присоединяется к любому USB-порту компьютера обычным кабелем и с аппаратной стороны всё готово, остаётся лишь установить стереодрайвер.
Преимущество решения Nvidia в том, что в нём не используется так называемый wrapper (перехватчик вызовов функций API, изменяющий их), как в решениях сторонних производителей, который может потенциально снизить производительность, а также обеспечивает худшую совместимость с ПО. 3D Vision от Nvidia использует собственный графический драйвер, в котором поддерживается система стереопрофилей для игр, аналогичная профилям для конфигурации SLI.
То есть главным преимуществом технологии 3D Vision является уже существующая отличная совместимость с 3D-играми. Стереодрайвер Nvidia обеспечивает «родную» поддержку стереорендеринга в играх, список которых включает уже несколько сотен наименований. И стереорежим доступен в них без необходимости установки каких-либо патчей. Нужен только дополнительный стереодрайвер, который можно скачать с сайта Nvidia.
В процессе разработки игр, участвующих в программе TWIMTBP, сотрудники Nvidia находят оптимальные стереонастройки для каждого проекта и встраивают их в профили драйверов. И при запуске игры они применяются, не требуя дополнительной ручной настройки. Каждая игра имеет свой уровень совместимости со стереорежимом, который позволяет оценить степень комфорта при игре с выводом объёмного изображения. Профили эти постоянно обновляются, нужно просто скачать и установить стереодрайвер последней версии.
Настройка стереодрайвера осуществляется при помощи панели управления Nvidia Control Panel. На странице совместимости с играми можно посмотреть список игр (всех или только установленных в системе пользователя) с указанием уровня совместимости со стереорендерингом для каждой из них. Также упомянуты и параметры внутриигровых настроек, которые необходимо выполнить для лучшего качества стереоэффекта. Чаще всего приходится отключать эффекты постобработки, которые выполняются в 2D и делают картинку плоской.
В другом разделе, посвящённом 3D Vision, находятся настройки самого стереорендеринга. Там можно изменить глубину, выбрать устройство вывода стереокартинки, вид «лазерного» прицела для шутеров (см. далее), запустить тест стерео, а также настроить «горячие» клавиши для определения некоторых стереопараметров.
Для требовательных пользователей есть ещё более подробные настройки, где можно изменить параметры для каждой игры, выбранные специалистами Nvidia. Очень важной настройкой для игр жанра стрелялок от первого лица является выбор вида специального «лазерного» прицела. Почему она вообще понадобилась? Дело в том, что достаточное количество игр жанра FPS (first person shooter — стрелялок с видом от первого лица) используют собственный прицел, который отрисовывается на неправильной глубине (не забываем, что в стереоизображении добавляется ещё одно измерение, к которому разработчики не всегда подготовлены). Это вызывает проблемы с прицеливанием, так как изображение «родного» прицела двоится.
Для решения данной проблемы, в стереодрайвере 3D Vision есть встроенная возможность отрисовки прицела на правильной глубине. Если в рекомендациях для конкретной игры написано, что для корректной отрисовки нужно использовать прицел Nvidia, тогда нужно открыть панель настроек Nvidia, закладку стереоскопического 3D «Stereoscopic 3D» и выбрать настройку «Change 3D Laser Sight».
А в приложении, напротив, нужно выключить встроенный прицел, если такая настройка есть в меню. Сочетание клавиш CTRL+F12 (по умолчанию, можно задать пользовательское) включает и выключает «лазерный» прицел. Для каждой игры можно сохранить пользовательские настройки, нажав сочетание клавиш CTRL+F7 для сохранения настроек в реестр Windows.
Что смотреть в стереоформате?
Прежде всего, раз мы говорим о комплекте от Nvidia, нужно упомянуть об игровых приложениях. По данным компании, в режиме стерео поддерживается уже более 400 игр и приложений. Список слишком велик, чтобы приводить его здесь, но все наиболее значимые проекты в нём есть. Конечно, не во всех из них поддержка стерео идеальна, много где приходится отключать некоторые из графических настроек, а в редких случаях и вовсе довольствоваться неправильной отрисовкой некоторых эффектов.
При запуске игр, которые проверены Nvidia и находятся в списке совместимости, на экран выводится краткая информация о рекомендуемых игровых настройках для корректной отрисовки в стереорежиме, которая помогает сориентироваться пользователю.
Но не только в 3D-играх хочется видеть настоящую объёмную картинку, но и при просмотре и кино, и фотографий. 3D Vision поддерживает программные плееры с поддержкой 3D, такие как 3dtv Stereoscopic Player, которые позволяют просматривать видеоролики в стереорежиме. То же самое касается и стереофотографий — существуют специальные просмотрщики стереоизображений.
Ассоциация Blu-Ray Disc Association уже сформировала спецификации для оптических дисков с 3D-контентом. Поддерживаются разрешения до 1080р для каждого глаза, а принятая технология просмотра — как раз активные затворные очки. В качестве кодека используется расширение для H.264 Advanced Video Coding (AVC), декодировать который умеют все Blu-ray-плееры.
Компания Nvidia ещё в начале года показывала воспроизведение стереоконтента, закодированного в AVC Multi-View Codec, на котором основаны Blu-ray-диски. Видео с таких дисков декодируется в реальном времени на новых решениях Nvidia, таких как недорогая Geforce GT 240 и топовая Geforce GTX 480. То есть Nvidia 3D Vision на таких решениях поддерживает и воспроизведение Blu-ray-3D-дисков и вывод стереокартинки на совместимые устройства отображения.
Первым диском Blu-ray в формате 3D станет мультипликационный фильм «Облачно, возможны осадки в виде фрикаделек» от кинокомпании Sony Pictures. Он поступит в продажу в конце июня этого года. А вообще, многие компании запланировали перевод части своих фильмов в 3D-формат, и особенно это касается мультипликационных фильмов, в создании которых использовались компьютеры. К концу текущего года ожидается появление более десяти фильмов на Blu-ray-3D-дисках в стереоформате.
Пока что Blu-ray-3D-диски ещё не успели распространиться, но доступно несколько демонстрационных роликов и фильмов. Nvidia предлагает начать с демонстрационных роликов, которые можно скачать с их сайта или запустить с демонстрационного диска в комплекте. Для просмотра предлагается специальный плеер 3D Video player, который автоматически определяет видеоданные в стереоформате и показывает их правильно.
Помимо сайта Nvidia, различные ролики в стереоформате можно скачать на сайте 3DTV. Там размещены отличные ролики разного жанра вроде «Knight's Quest 3D» и «Dzignlight Studios Stereoscopic Demo Reel 2007». Все они проигрываются плеером Nvidia, если закодированы в видеоформате, имеющем DirectShow декодер в Windows.
Но не только движущиеся картинки в объёме впечатляют, но и стереофотографии. Вопрос только в том, где их взять. В Интернете есть ресурсы с такими изображениями, как специализированные сайты любителей стереофотографии, так и такие известные фотогалереи, как Flickr и Photobucket. Чаще всего стереофотографии имеют формат JPS, который поддерживается просмотрщиком Stereoscopic Picture viewer, встроенным в стереодрайвер Nvidia. JPS — это просто файл JPG, содержащий две картинки для разных глаз.
Также, стереодрайвером Nvidia поддерживается захват статичных кадров в полноэкранных 3D-приложениях. Таким образом, в любое время в игре можно нажать сочетание клавиш (по умолчанию ALT-F1), получив JPS-картинку в пользовательской папке Windows ([Имя пользователя]\Documents and Settings\Documents\NVStereoscopic.IMG).
Ещё одним продуктом, который способствует росту популярности стереоизображений, является разработка компании Fujifilm — любительская цифровая стереофотокамера FinePix Real 3D W1.
Пока что это единственный доступный в рознице стереофотоаппарат, но совсем скоро должны быть анонсированы и появятся в продаже 3D-фотокамеры от других компаний: Sony и Panasonic. Думаем, что и остальные производители не заставят себя долго ждать...
Кроме специализированных стереофотоаппаратов, можно найти специальные адаптеры для создания стереофотографий при помощи любой цифровой зеркальной камеры. Не сказать, чтобы они были широко распространены, но некоторые производители есть — например, компания LOREO предлагает вот такие стереообъективы для зеркальных камер со сменной оптикой:
Это LOREO Model 9008 («3D Lens in a Cap»). Данная модель использует разделение лучей и формирует стереоизображение, состоящее из двух картинок. По сути, это стереообъектив с фокусным расстоянием 25 мм (эффективное ФР — 38 мм) и диафрагменным числом F8-F16. Стоимость его составляет порядка $160-170.
Стереовидение постепенно входит в нашу жизнь. Снова вспомним «Аватара» и шумиху вокруг этого фильма, приведшую к росту популярности стереокино. И на всевозможных выставках вовсю демонстрируются возможности объёмного изображения. Так, интересным техническим ходом стала запись в HD качестве и показ в реальном времени ключевого выступления главы Nvidia на GTC 2009 в стереоформате. Все представленные тогда презентации были объёмными, да и сам Дженсен Хуанг был на экранах как живой.
Выступление лидера компании снималось специальными стереокамерами, а картинка показывалась на экранах по краям сцены. И те зрители, которые сидели далеко от неё, могли видеть всё выступление в объёме. В стереоочках смотреть на это было — чистое удовольствие. Все презентации были как живые, все графики и примеры имели объём.
В общем, хотя различного контента, предназначенного для стереопросмотра, пока что не так много, как хотелось бы, этот список постоянно растёт. Так, киноиндустрия похоже повернулась в сторону стерео и серьёзно занялась этим делом, фотография со временем тоже туда заглянет, ну а 3D-рендерингу реального времени вообще ничего особенного не нужно, чтобы выводить настоящую объёмную картинку. И с комплектом 3D Vision все эти задачи становятся осуществимыми.
Практика
Итак, переходим к практической части материала, который будет не слишком большим, так как сложно рассказывать «на пальцах» о том, что нельзя показать вживую. Продолжительное практическое тестирование 3D Vision нашими исследователями показало, что комплект компании Nvidia вполне способен впечатлить людей и изменить привычное восприятие ранее плоского виртуального мира.
Очки из комплекта 3D Vision вполне удобны, технология обеспечивает действительно объёмную картинку с достаточной степенью удобства, а сами очки лёгкие и беспроводные. Впечатления от стерео очень трудно описать словами и текстом, это нужно просто попробовать самолично. Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать или прочитать.
К слову, компания Nvidia, совместно с партнёрами в городах СНГ предлагает познакомиться с 3D Vision в специальных демонстрационных зонах. Также можно увидеть объёмные миры игр и видео при помощи анаглифических очков 3D Vision Discover. Правда, этому методу присущи описанные в материале ограничения и недостатки, но начальное представление о технологии они дадут.
Одной из интереснейших возможностей по просмотру стереоконтента, стала прямая трансляция турнира по гольфу 2010 Masters Tournament в Интернете. Для просмотра стереотрансляций используется 3D Vision Video Player, рекомендуется быстрое соединение со скоростью 8-10 Мбит/с. Стереоизображение работает только в полноэкранном режиме, а в оконном показывается обычная двухмерная картинка.
И в полноэкранном режиме эта онлайн-трансляция действительно впечатлила, пусть картинка была и не такая чёткая, как в случае с 3D-рендерингом в играх. Но в настоящем объёме даже скучный для большинства людей гольф смотреть даже интересно. Кстати, именно в гольфе важно хорошо представлять топографию местности, видеть все склоны и оценивать расстояния, в чём очень сильно помогает стереоизображение. Мы заметили единственный недостаток, связанный со сравнительно низким битрейтом онлайн-видео — хочется полноценного FullHD-разрешения и лучшего разделения картинки для правого и левого глаз.
С активным 3D Vision очень неплохо выглядят представленные Nvidia и найденные в Интернете стереоролики и стереофотографии. Они приобретают то самое недостающее измерение, которое мы видим в жизни и пока что не видим на экранах телевизоров и мониторов. Чтобы оценить видео в стереоформате, думается, проще всего сходить в кинотеатр на 3D-показ, которых в последнее время стало довольно много.
Ну а про 3D-приложения и говорить нечего — игры, имеющие высокий рейтинг совместимости с 3D Vision, выглядят просто замечательно! Все трёхмерные объекты и поверхности получают столь важный для человеческого восприятия настоящий объём, как бы залезая вглубь экрана, а некоторые объекты даже как будто вылезают из него. Особенно привлекательно в стереорежиме смотрятся игры с рейтингом 3D Vision ready, такие как Metro 2033.
В играх с худшей совместимостью приходится чем-то жертвовать, и чаще всего приходится отключать различные фильтры постобработки, так как они применяются к плоскому отрендеренному изображению и иногда их результат выглядит в стереорежиме неправильно. Что касается известной проблемы с игровым прицелом в некоторых играх жанра FPS, то в целом играть с «лазерным» прицелом вполне удобно. Единственный недостаток заключается в том, что стереодрайвер не может определить игровая это сцена или постановочное видео между уровнями и прицел присутствует на экране всегда.
Положение с совместимостью игр и стереорендеринга постоянно меняется к лучшему. Игры, участвующие в программе TWIMTBP компании Nvidia, всегда специально оптимизируются для стереорежима, а в начале весны Nvidia и Epic Games интегрировали поддержку 3D Vision в Unreal Engine 3 UDK (Unreal Development Kit). Обновленные версии движка Unreal Engine 3 с такой поддержкой уже доступны разработчикам, и можно уверенно предполагать, что будущие игры на его основе, будут иметь хорошую совместимость с 3D Vision.
И в любом случае, даже если какой-то редкой игры нет в списке проверенных в Nvidia приложений, скорее всего, она тоже заработает в стерео, вопрос лишь в том, с какой степенью совместимости. Ведь каждый неправильно отрисованный объект серьёзно влияет на объёмную картинку, воспринимаемую нашим мозгом, и мелкие несоответствия в деталях способны разрушить весь эффект объёма.
Применение для 3D Vision можно найти совсем не только для развлечений, но и для любой профессиональной 3D-графики. А также — для трёхмерных приложений, не связанных с играми, например: более удобном и информативном просмотре карт Google Earth и Bing Maps, плагинах и просмотрщиках фотографий Cooliris и 3D Picture Plugin, и т.п.
Ну а что там с 3D-производительностью в стереорежиме, спросите вы? Хватает ли производительности даже самых мощных GPU в современных играх? Ведь для стереорендеринга нужно выполнить вдвое больше работы, чем для создания привычного плоского изображения. Мы провели тесты в нескольких распространённых играх на нашей обычной тестовой системе при использовании топовой видеокарты Geforce GTX 480 и предлагаем посмотреть на сравнительную скорость рендеринга в обычном и стереорежиме.
Все игры запускались в разрешении 1680х1050 (так как имеющийся у нас монитор Samsung SyncMaster 2233RZ не позволяет установить большее), с использованием полноэкранного сглаживания MSAA 4x и анизотропной фильтрации максимального уровня там, где это поддерживается. Настройки игр также были максимально возможные, ведь было бы странно играть в стерео, но жертвовать качеством текстур, геометрии и эффектов.
Как и ожидалось, производительность в стереорежиме в среднем примерно вдвое ниже, чем в обычном «плоском». Иногда чуть больше, в наиболее тяжелых играх, иногда чуть меньше, когда скорость ограничена CPU. Посмотрите — даже мощности топового решения на самом современном GPU компании оказывается недостаточно для некоторых игр при максимальных игровых настройках! Наиболее требовательные к производительности игры просто не дадут поиграть в стереорежиме при максимальных настройках, и их придётся снижать. Даже на Geforce GTX 480, не говоря о менее мощных видеокартах.
На данный момент стереорежим в 3D Vision поддерживается только в полноэкранном режиме и не работает в оконном. Проблемой может быть мерцание, вызванное разницей в частотах работы ЖК-монитора и источников освещения. Для того чтобы избавиться от этого мерцания, нужно отключить мешающие источники света или изменить частоту обновления для устройства вывода. Если для США лучше подходит частота 120 Гц в случае с включенным светом, то для нашей страны лучше изменить частоту обновления на 100 Гц, так как электросеть работает на частоте 50 Гц.
Ещё один небольшой недостаток технологии связан с тем, что при просмотре динамичного видео или 3D-игры, очень быстрые движения как бы разбиваются на отдельные фазы (эффект, обратный motion blur — смазывание в движении). А вот мерцание почти незаметно, даже с учётом того, что частота для каждого глаза составляет лишь 60 Гц. Да и углы обзора довольно хорошие, лишь при отклонении на 30 градусов и более картинка темнеет. Но стереоэффект заметен и при большом отклонении взгляда от перпендикуляра.
В целом, вроде бы всё очень неплохо, но пока что у всех технологий стереовидения есть свои недостатки. В случае активных затворных очков это слабое распространение совместимых устройств отображения, повышенная утомляемость пользователя и недостаточное разделение изображений стереопары, предназначенных для разных глаз.
Выбор устройств отображения стереокартинки постоянно расширяется, а вместе с этим должны начать снижаться и цены. Что касается утомляемости и даже появления головной боли при использовании затворных очков, то это действительно отмечается в редких случаях. Такой эффект может возникнуть в зависимости от специфических особенностей конкретного человека, условий просмотра и освещения. Исследователей нашего сайта проблема утомляемости коснулась лишь при условии действительно длительного просмотра стереоизображения. Но в целом, особенных проблем не было обнаружено, если не увлекаться многочасовой игрой в стереоформате.
Рассмотрим чуть подробнее проблему разделения стереопары. Напомним, что при работе в стереорежиме объёмное изображение формируется выводом на монитор кадров для правого и левого глаза последовательно, а задача активных затворных очков заключается в попеременном затемнении каждого из глаз. Иными словами, они отставляют прозрачной линзу для того глаза, для которого предназначен выводимый кадр, а вторую в это время затемняют.
Из-за определённого времени, необходимого на переключение матрицы, снижается яркость изображения, а из-за особенностей работы затворных очков разделение картинки для разных глаз всё-таки не идеальное. Хотя стереоскопический эффект хорошо выражен, в случае очень контрастных объектов (например, тёмные объекты на светлом фоне) зритель видит паразитные контуры, которые немного мешают восприятию. На наш взгляд, это довольно значимый недостаток, присущий всем «очковым» технологиям в той или иной мере.
Выводы
В целом, нам очень понравилось наблюдать за объёмными виртуальными мирами при помощи очков из комплекта 3D Vision. Создаваемый стереоэффект весьма неплох, и при просмотре стереофотографий и видеороликов и уж тем более — при игре в современные игровые проекты с качественной 3D-графикой. Стереокомплект Nvidia прекрасно напомнил нам о том, что в идеале любая искусственная картинка должна быть объёмной, и после этого на плоские изображения смотреть не очень хочется.
Активные затворные стереоочки оказались вполне удобными, они беспроводные и лёгкие и долго работают от одной зарядки. Установка и подключение комплекта очень простые, достаточно лишь физического подключения к USB и установки стереодрайвера, и сразу же можно наслаждаться объёмной картинкой в играх, кино и фото. Эффект объёма с затворными очками создаётся неплохой, и небольшие артефакты в виде паразитных контуров, отмеченные в практической части, почти не мешают восприятию картинки.
Главное преимущество 3D Vision, по сравнению с другими технологиями, состоит в том, что этот комплект способен обеспечить пользователя максимальным набором контента, доступного в стереоформате. Но разработка так называемой экосистемы стереовидения всё ещё находится в начальной стадии. Да, компания Nvidia прилагает немало усилий для продвижения стереовидения, они сделали отличный стереодрайвер и сотрудничают с разработчиками 3D-игр, чтобы игровые проекты были наилучшим образом подготовлены к настоящему 3D. Но вот стереофильмы и стереофотографии пока что распространены не так широко, как нам хотелось бы. Будем надеяться, что это лишь пока.
У 3D Vision есть и другие достоинства: сам по себе настоящий объём, простота установки и использования, сравнительно небольшая стоимость комплекта, но есть и недостатки. Основной проблемой, мешающей широкому применению 3D Vision, нам видится совсем не стоимость комплекта, ведь затворные очки у всех компаний стоят порядка $100-200, и даже не увеличенные вдвое требования к производительности видеоподсистемы, а пока что не слишком широкое распространение устройств вывода изображения, совместимых с данной технологией.
Впрочем, это положение уже заметно улучшилось со времени выпуска 3D Vision на рынок. За прошедшие пару лет были выпущены и FullHD-мониторы с поддержкой 120-Гц сигнала, на рынке появились и телевизоры с 3D-поддержкой, расширяется список совместимых проекторов. Мы оптимистично оцениваем комплект 3D Vision и его потенциал — комплект производства Nvidia вполне способен понравиться пользователям, так как он работает на всех видеокартах компании и совместим с наиболее распространёнными устройствами отображения стереосигнала.
