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29. April 2009

Neue 3-D-Bildschirme: Theaterbühne im Wohnzimmer

 Von CHRISTIAN MEIER
Auch Felix Magath benötigt bald keine 3-D-Brille mehr.  Foto: dpa

Neue 3-D-Bildschirme stellen Szenen immer realistischer dar - bald sollen sie in Privathaushalte einziehen. Von Christian Meier

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Ohne 3D-Brille

3D-Filme ohne 3D-Brille 3D-Computermonitore und -Fernsehschirme, die ohne Spezialbrillen auskommen, könnten bald in Privatwohnungen einziehen. Das sind sie:

Autostereoskopische Bildschirme: Das Display zeigt Filmszenen gleichzeitig aus unterschiedlichen Blickwinkeln. Ein Feld von Linsen vor dem Bildschirm lenkt die Lichtstrahlen so, dass der eine Blickwinkel in das linke und der andere in das rechte Auge jedes Zuschauers gelangt. Das Gehirn macht aus den beiden Perspek- tiven einen räumlichen Eindruck. Die Technik ist einsatzbereit, allerdings liefert sie eine schlechte Bildauflösung.

Head-Tracking Methode: Eine Kamera registriert die Kopfposition des Zu- schauers und damit seinen Blickwinkel auf die Szene. Eine Software berechnet daraus, wie sich Gegenstände im Bild gegenseitig verdecken und verändert das Bild, wenn der Kopf sich bewegt. Durch die Verwandlung des Bildes entsteht ein räumlicher Eindruck. Die Technik ist einsatzbereit.

Holografische Bildschirme: Ein weiterentwickelter Flüssigkristall- bildschirm lenkt Lichtwellen so, dass sie sich vor dem Bildschirm zu einer räumlichen "Lichtskulptur" überlagern. Das Bild ist wirklich dreidimensional und nicht nur eine Art optische Täuschung. Bislang gibt es nur Prototypen.

Eine Szene aus einem Wohnzimmer in naher Zukunft: Die Familie sitzt vor dem Fernseher und sieht den neuen 3-D-Tatort. Tante Maria ahnt, dass der Mörder gleich um die Hausecke kommen wird. Sie beugt sich ein wenig nach links und tatsächlich: da lugt das unverkennbare Profil des Bösewichts hinter der Mauerkante hervor. "Er steht hinter der Ecke", haucht sie.

Die Fernsehfilmmacher werden sich vielleicht schon bald gründlich überlegen müssen, wie sie Filmszenen für alle Zuschauer spannend halten. Denn 3-D-Fernsehgeräte, die ohne Spezialbrille ein räumliches Bild erzeugen, das sogar den Blick hinter die Dinge erlaubt, gibt es schon.

Das räumliche Bild erzeugen die Fernsehgeräte nach dem gleichen Prinzip wie es von 3-D-Kinos bekannt ist. Dort werden zwei Bilder auf die Leinwand projiziert. Sie zeigen die gleiche Szene aus zwei leicht unterschiedlichen Blickwinkeln. Eine Spezialbrille sorgt dafür, dass linkes und rechtes Auge nur jeweils eines der beiden Bilder wahrnehmen.

Wie in der wirklichen Welt sehen die Augen nun die Szene aus zwei unterschiedlichen Perspektiven, die das Gehirn zu einem räumlichen Eindruck verschmilzt. Stereoskopie nennen Experten dieses Verfahren.

"Man kann die Spezialbrille gewissermaßen auch dem Bildschirm aufsetzen, sodass der Zuschauer keine tragen muss", sagt Uwe Schröter von der Firma Visumotion, die 3-D-Inhalte für die neue Bildschirmgeneration erzeugt. Hersteller wie Phillips haben eine Scheibe voller winziger Linsen vor herkömmliche Flüssigkristalldisplays montiert.

Die Linsen lenken die vom Bildschirm kommenden Lichtstrahlen so, dass das linke Auge einen anderen Bildschirmbereich sieht als das rechte. Wenn nun auf den beiden Segmenten die Szene aus unterschiedlichen Blickwinkeln gezeigt wird, entsteht der gleiche räumliche Eindruck wie im 3-D-Kino.

Der 3-D-Fernseher kann noch mehr als die Kinoleinwand: Die Linsen lenken das vom Bildschirm kommende Licht nicht nur in zwei, sondern in neun Richtungen, die den Raum vor dem Fernsehgerät wie eine Torte in neun Stücke aufteilen.

Der Bildschirm spielt nicht zwei, sondern neun Filme ab, die eine Szene aus neun Winkeln zeigen. In jedes Tortenstück wird eine der neun Ansichten projiziert. Normalerweise sieht der Zuschauer zwei davon - mit jedem Auge eine. "Wenn er den Kopf zur Seite bewegt, sieht er zwei andere Ansichten und nimmt so einen neuen Blickwinkel ein", erklärt Schröter.

Nachteil bislang: Das 3-D-Bild erscheint wesentlich grobkörniger, als ein herkömmliches Fernsehbild. Denn der Zuschauer nimmt immer nur zwei der neun Ansichten wahr. Deshalb sieht er nur etwas mehr als ein fünftel der Bildpunkte des Bildschirms - er nutzt also nur einen Bruchteil der Bildauflösung des Gerätes. Erst in einigen Jahren wird es Flüssigkristallbildschirme mit wesentlich höherer Auflösung geben.

Dennoch könnte das Raumerlebnis ohne Spezialbrille schon bald auf Bildschirme kommen. Ein Erfinder von der Carnegie Mellon University in Pittsburgh (USA) führte vor gut einem Jahr vor, wie sich mit einer Fernsteuerung der Spielkonsole Wii von Nintendo und ein wenig Software eine räumlich wirkende Computergrafik auf den Bildschirm zaubern lässt.

Der Informatiker Johnny Chung Lee erzeugte die Illusion des Raumes, ohne das Gehirn mit zwei unterschiedlichen Ansichten einer Szene zu füttern. Lee nutzte einen anderen optischen Trick, um dem Gehirn Räumlichkeit vorzugaukeln.

Ein Foto eines Waldes wirkt deshalb nicht sehr räumlich, weil es sich nicht verändert, wenn der Betrachter es aus einem anderen Blickwinkel ansieht. Würden sich die gegenseitige Verdeckung der Baumstämme ändern, also entfernte Stämme hinter den nahen verschwinden oder auftauchen, würde ein verblüffender Raumeindruck entstehen. Lee hat eine Software entwickelt, die das Verschwinden und Auftauchen von Bildelementen simuliert.

Dazu muss der Rechner wissen, wo der Kopf des Nutzers ist, wofür Lee die Infrarotkamera in der Wii-Fernsteuerung nutzte. Er brachte sie so an, dass sie den Raum vor dem Bildschirm beobachtet. Der Nutzer setzt sich eine Brille auf, an deren Seiten sich zwei Infrarotlampen befinden. Auf diese Weise ermittelt das System die Kopfposition und damit den Blickwinkel des Zuschauers auf die Szene.

Hagen Stolle, Geschäftsführer der Firma Seereal aus Dresden, hingegen hält es für unnötig, dem Gehirn etwas vorzugaukeln. Sein Unternehmen baut holografische Fernsehschirme, die den Zuschauern wirklich räumliche Bilder zeigen. Ein Hologramm ist gewissermaßen eine im Raum schwebende Lichtskulptur, die der Betrachter von allen Seiten anschauen kann, wie einen echten Gegenstand. Er kann also wirklich um die Ecke schauen und nicht nur scheinbar.

Um holografische Bilder zu erzeugen, haben die Dresdner einen Flüssigkristallbildschirm umgebaut. Er beeinflusst die Lichtstrahlen, die er aussendet, wesentlich gezielter als herkömmliche LCD-Displays. Letztere steuern die Helligkeit und die Farbe einzelner Bildpunkte.

Das holographische Display kontrolliert darüber hinaus die Zeitpunkte, zu denen ein Wellenberg oder ein Wellental der Lichtwellen einen Bildpunkt verlassen. Dadurch überlagern sich die Lichtwellen an bestimmten Punkten im Raum vor dem Bildschirm so, dass ein Lichtpunkt entsteht. An anderen Orten hingegen löschen sie sich gegenseitig aus.

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