Домашнее 3D-видение: рецепты 2010 года / Аналитика

По традиции каждый новый год для индустрии компьютерной и бытовой техники стартует с международной выставки потребительской электроники - Consumer Electronics Show (CES), которая проходит в Лас-Вегасе в первых числах января. В первые дни года IT-компании стремится показать то, что, по их мнению, будет актуальным трендом продаж в наступившем году, или хотя бы представляет собой концепцию, имеющую все шансы на широкий коммерческий спрос в ближайшие годы. Среди наиболее актуальных ключевых трендов 2010 года в компьютерной технике и бытовой электронике - таких как мобильное цифровое ТВ, телевизионные интерактивные сервисы, встраиваемые интернет-устройства, зелёные технологии, планшетные ПК, электронные книги, нетбуки и новые типы программных приложений, заметное место занимали устройства для воспроизведения 3D контента. Большинство лидеров мировой электронной индустрии – такие как Intel, NVIDIA, Sharp, LG, Panasonic, Samsung, Sony, и другие, в том числе, великое множество менее крупных компаний (всего на выставке CES 2010 было выставлено около 20 тысяч экспонатов от более 2500 компаний), не сговариваясь представили множество решений для работы с 3-мерным изображением.

И что с того, скажет искушённый читатель. В прошлом году на выставке CES 2009 также было представлено много устройств для работы с 3D изображениями, и в позапрошлом, а уж сколько лет различные компании пытаются продвигать на рынок свои разработки для стерео видения – одних только разновидностей 3D очков пальцев не хватит пересчитать! Существенная разница между экспонатами прошлых лет и образцами CES 2010 в том, что среди всевозможных концептуальных решений для просмотра 3D многие были представлены именно в качестве предсерийных образцов. Несмотря на длительную и запутанную предысторию, 3-мерные развлечения – игры, кино и телевидение, наконец выходят на рынок в виде массового продукта для домашнего пользования. В некоторых зарубежных – преимущественно, американских изданиях, 2010 год уже окрестили "первым годом широкомасштабного внедрения 3D телевидения". Что ж, подобные массированные атаки по продвижению новых видов продукции – обычное явление для современной индустрии, однако совсем не факт, что покупатель немедленно отреагирует на появление новинок. Было время, мы щедро распахивали кошелёк при появлении стандартов VHS, CD, DVD, но, например, с Blu-ray дело пошло уж куда более сдержанно. Сколько лет прошло со дня первого появления Blu-ray! Более того, целый год успел пройти после окончательной победы Blu-ray над HD DVD. Однако новый формат записи видео - Blu-ray, на который возлагалась миссия локомотива по массированному продвижению HD, так и не смог повторить успех DVD. В наиболее развитых странах росту популярности Full HD телевизоров способствует хотя бы развитое цифровое телевещание, приемлемые цены и достаточный ассортимент фильмов. Впрочем, и там аналитики ожидали большей популярности Blu-ray носителей. Неизвестно на каком мизерном уровне находился бы спрос на HD телевизоры в нашей стране с нынешним незначительно малым охватом кабельным Full HD телевещанием, если бы не современные игры и торренты, ставшие для любителей Full HD кино своеобразной заменой пиратским ларькам времён расцвета DVD.

С продвижением устройств для 3-мерного контента ясности ещё меньше. Насколько реалистичным и объёмным будет 3-мерное изображение на экранах домашних устройств? Насколько 3D стандарты различных компаний совместимы друг с другом? Будет ли выпуск 3D фильмов и 3D игр действительно массовым, чтобы ради этого стоило потратиться на соответствующее оборудование? Стоит ли вообще рассуждать о какой-либо массовости 3-мерных технологий до того как станет известен уровень цен на 3D телевизоры? Наконец, может быть, стоит пропустить одно-два поколения 3D телевизоров, чтобы дождаться приемлемых цен и достаточного количества контента? Именно на эти вопросы мы намерены дать ответ этой публикацией.

Современные 3-мерные дисплеи: опять очки?

Изрядно углубившись в историю развития стереоскопии, можно обнаружить множество сногсшибательных фактов. Например, выяснить, что 3D устройство для воспроизведения фотографий - "стереоскоп", был изобретён в 1844 году, стерео анимационную камеру - "кинематоскоп", придумали ещё в 1855 году! Оказывается, первый анаглифический (создающий стереоэффект при просмотре изображения через пассивные двухцветные стерео очки) стереофильм - The Power of Love, был снят ещё в 1915 году, а его первый показ состоялся в 1922 году. Первый цветной 3D фильм был снят в США в далёком 1935 году. В 50-е годы XX столетия в США был снят ряд 3D фильмов с перспективой показа через бурно развивавшиеся в то время сети телевещания, однако в конце концов затею пришлось свернуть по соображениям рентабельности. Так что долгое время 3D фильмы оставались зрелищем, доступным исключительно в специально оборудованных кинотеатрах. В СССР первый полноразмерный 3D фильм – "Робинзон Крузо", был снят в 1947 году. Не сказать, чтобы сеть 3D кинотеатров в советские времена была достаточно развита, однако кое-где можно было встретить такое развлечение, например, моё первое знакомство со стереокино состоялось где-то в середине 70-х в одном из кинотеатров Ялты. К настоящему времени инженеры и учёные придумали множество способов записи и воспроизведения объёмного изображения. Про некоторые из них мы уже рассказывали в наших публикациях (см. список в конце статьи), о некоторых из них – наиболее перспективных, рассказ ещё впереди. Если отмести в сторону различные, ещё не готовые к массовому внедрению проекты вроде автостереоскопии, или разработки с фантастическими требованиями или не менее фантастической ценой вроде неподъёмной по нынешним временам голографии, волюметрических дисплеев, 3D экранов с использованием эффекта Пульфриха и так далее, выбор идей, остающихся для реального внедрения не так уж велик. Это пассивные анаглифические 3D очки (с красными и синими стёклами), поляризационные, но так же пассивные 3D очки, и, наконец, активные 3D очки, когда изображения для каждого глаза передаются попеременно. На сегодняшний день современная мировая индустрия почти единогласно сошлась на том, что если не считать ряда нишевых исключений, единственной 3D технологией, достойной массового внедрения и реально готовой для этого можно назвать воспроизведение стереоизображения с помощью активных 3D очков. Таким образом, современный 3D дисплей или телевизор, способный в дополнение к привычной 2D картинке воспроизводить стереоизображение (3D-ready TV), должен быть укомплектован специальными активными очками. В режиме 3D дисплей транслирует стереоскопический видеоряд в качестве серии меняющихся картинок: одна для левого глаза, другая для правого глаза, левый, правый и так далее. Стёкла активных очков оснащены специальным "затвором" на базе жидкокристаллической технологии, "прикрывающим" один глаз на время показа картинки для другого глаза. Синхронизация очков при этом осуществляется, как правило, посредством специального инфракрасного передатчика дисплея, сигнал которого улавливается ИК-приёмником очков. Вместо ИК также может использоваться радиочастотный сигнал или интерфейс Bluetooth.

Разумеется, одевать очки нравится не каждому, тем более что активные очки, по идее, должны быть тяжелее пассивных за счёт расположенной в них электроники и источника питания. К счастью, на современном этапе развития технологий для питания почти невесомой электронной обвязки и "ЖК-затворов" активных очков достаточно батарейки, по размерам не превышающим батарейку от часов. Преимущества же технологии огромны, поскольку активные очки позволяют вам смотреть HD видео с полноценной прогрессивной развёрткой 1080p, в то время как пассивные очки с поляризацией при равных условиях позволили бы смотреть видео лишь с чересстрочной развёрткой 1080i.

Говоря о принятии каких-либо стандартов в современной развлекательной индустрии, всегда следует делать это с оговоркой, ибо на любые, даже самые влиятельные индустриальные ассоциации сегодня почти всегда найдётся одна, а то и десяток других, продвигающих что-то противоположное. Между тем, объёмная картинка на всём пути от записи 3D камерой до воспроизведения на экране 3D телевизора претерпевает множество эволюций, без стандартизации которых просто немыслимо создание по-настоящему массовых форматов телевещания и распространения 3-мерного контента. Иными словами, если и в этой области одна или несколько компаний примутся "тянуть одеяло на себя", создавая несовместимые стандарты, война, а, следовательно, и достижение приемлемых цен, может затянуться надолго, и потенциальный покупатель попросту отшатнётся от непонятных предложений. Именно поэтому в своё время группа производителей 3-мерного контента Голливуда – таких как Disney, DreamWorks и ряд других, а также разработчики технологий, такие как Philips, обратились к Ассоциации инженеров кино и телевидения "Society of Motion Picture and Television Engineers, SMPTE) с предложением разработать единый стандарт 3DTV. К августу 2008 года в SMPTE была создана специальная комиссия "3-D Home Display Formats Task Force", определившая ряд ключевых параметров стандарта 3D записи для последующего воспроизведения на бытовых устройствах и компьютерах с высоким качеством, вне зависимости от способа доставки контента, будь то телевещание, диск, кабельное, спутниковое или интернет-ТВ.

В результате под базовым стандартом SMPTE поставили подпись представители более 80 компаний. В процесс разработки 3D стандартов также вовлечён ряд других индустриальных групп, например, Consumer Electronics Association (CEA), 3D@home Consortium, ITU, DVB, BDA, ARIB, ATSC, DVD Forum, IEC и других. Кстати, именно CEA предложила термин 3D Active Glasses в качестве стандартного для определения активных 3D очков. В качестве положительных примеров также стоит привести работу индустриальной группы Moving Picture Experts Group (MPEG), которая занимается разработкой стандартов 3D кодирования с середины текущего десятилетия. Одним из первых результатов работы группы можно назвать разработку расширения Multiview Video Coding (MVC) к стандарту MPEG-4 AVC, который в настоящее время проходит процедуру стандартизации и уже принят Ассоциацией Blu-ray disc в качестве рабочего 3D формата благодаря полноценной обратной совместимости с традиционными 2D плеерами Blu-ray. Ещё один удачный пример – принятый в июне 2009 года стандарт HDMI v1.4, включающий в себя подмножество различных форматов передачи 3D контента. Так, формат "Frame Packing", где картинки для левого и правого глаза "упакованы" в единый кадр с удвоенной против стандартного разрешения скоростью, является обязательным для всех 3D устройств с поддержкой HDMI 1.4. Три разрешения, нормируемые HDMI 1.4 - 720p50, 720p60 и 1080p24, являются обязательными для дисплеев и как минимум один из них должен поддерживаться устройствами воспроизведения; остальные разрешения и форматы опциональны.

Пожалуй, наиболее просто реализовать воспроизведение качественного видео с попеременным показом для каждого глаза с помощью плазменного дисплея, высокоскоростного по своей сути и использующего широтно-импульсную модуляцию для формирования уровня яркости каждого отдельного пикселя. Лидеры производства плазменных панелей, компании Samsung Electronics и Panasonic, имеют отлично отработанные технологии производства 3D Full-HD плазменных телевизоров с поддержкой активных очков и планируют представить серийные модели уже в 2010 году.

С ЖК-дисплеями и телевизорами дела обстоят не так гладко. Теоретически, для воспроизведения видео с качеством 1080p понадобятся активные очки и монитор с развёрткой 120 Гц. На практике же при такой частоте развёртки изображение (особенно движущееся) ввиду особенностей 3D технологии (как-никак, переключаться синхронным образом приходится и пикселям дисплея, и "стёклам" очков) может получаться смазанным или несколько размытым, на экране могут наблюдаться искажения в виде дрожания изображения. Именно поэтому для достижения приемлемого качества эффекта 3-мерного изображения необходим ЖК-дисплей с 240-Гц развёрткой.

Напомню, что для ЖК-дисплеев важен такой параметр как время отклика, то есть, время на переход от закрытого состояния к открытому и обратно, указываемый в миллисекундах. Таким образом, для достижения 120-Гц эквивалента скорости обновления кадра ЖК-дисплей должен обладать временем отклика не более 8,33 мс, для 240-Гц – ещё в два раза меньшим. Столь жёсткие требования значительным образом поднимают цену дисплея с поддержкой 3D режима. Вот почему некоторые производители прибегают к разным инженерным изыскам, чтобы достичь "эффекта 240 Гц развёртки" на 120-Гц дисплеях и таким образом снизить размытость картинки. Например, метод MEMC (Motion Estimation and Motion Compensation) заключается во вставке дополнительного кадра между оригинальными кадрами. Другой способ, получивший название Scanning backlight (развёртка подсветкой, или "эффект 240"), заключается в том, что вместо интерполяции и удвоения частоты 120 Гц, используется эффект, получаемый путём удвоения скорости мерцания ламп подсветки.

Словом, маркетинговые хитрости при "достижении" 240 Гц развёртки могут быть не менее изощрённы как при маркировке звукового тракта "РМРО" вместо RMS. Так что имейте в виду. Наконец, нельзя не упомянуть такую перспективную 3D технологию как дисплеи на активно-матричных органических светодиодах - AMOLED (Active-matrix Organic Light Emitting Diode). В AMOLED-дисплеях каждый пиксель является активным источником света, так что ему не требуется дополнительная подсветка. Кроме того, AMOLED-дисплеи обладают широким охватом цветовой гаммы и экономичны. К сожалению, пока что такие дисплеи очень дороги даже в исполнении с небольшой диагональю, к тому же в большинстве случаев недолговечны. В рамках выставки CES 2010 компании Samsung и Sony демонстрировали 3D AMOLED-дисплеи на своих стендах, однако о коммерциализации этой разработки пока речи нет. Дюже дорого.

Что будем смотреть?

На сегодняшний день, пожалуй, лучше всего дела обстоят с видеоиграми. Уже сейчас на рынке присутствует достаточное количество игрушек, поддерживающих 3-мерный режим, и со временем, безусловно, их количество будет стремительно увеличиваться. Разумеется, широкое распространение 3-мерного игрового контента обязательно внесёт в жизнь игроков много нового. Так, разработчикам периферии рано или поздно придётся добавить дополнительные кнопки для более удобного управления процессом в 3D играх. В то же время не исключено, что сегодня, исходя из сегодняшних представлений о наших классических псевдо-3D игрушках, мы, вполне возможно, даже примерно не можем себе представить, во что могут вылиться 3D развлечения. В качестве иллюстрации этого тезиса приведу вам видеоролик, в котором в совершенно новую 3D игру компании Softkinetic Silhouette вовлечён ни кто иной как Дженсен Хуан, глава компании NVIDIA.

Огромными шагами развивается 3D кино. Помимо того, что многие студии уже перешли к съёмке своих кинофильмов и анимационных лент исключительно или преимущественно в 3-мерном формате, приближению всего этого богатства к домашним 3D кинотеатрам в значительной мере способствует принятое Ассоциацией продвижения Blu-Ray (Blu-Ray Disc Association, BDA) в конце прошлого года спецификаций оптических дисков для 3D-контента.

Новый 3D стандарт Blu-Ray нормирует разрешение картинки 1080р для каждого глаза, очки с активными затворами, кодек Multiview Video Coding (MVC) с расширением для ITU-T H.264 Advanced Video Coding (AVC), поддерживаемый современными BD-плеерами. Объём хранимых данных для правого и левого глаз будет превышать размер обычного 2D-контента примерно на 50%.

Главный плюс принятого стандарта в том, что его спецификации поддерживают обратную совместимость устройств с поддержкой 3D с обычными 1080р устройствами, что позволит выпускать фильмы с 3D-эффектом на Blu-Ray дисках для воспроизведения на уже имеющихся устройствах.

Что интересно отметить, Blu-Ray 3D также будет совместим с игровыми приставками Sony PS3. В качестве дополнительной поддержки развития 3D контента – игрового, развлекательного, можно привести довольно популярные в наши дни программные решения, использующие различные алгоритмы для конвертации 2D в 3D, от самых простых автоматических, вроде TriDef, до сложнейших, требующих немало ручного труда. К сожалению, пока что на рынке совершенно не присутствуют предложения для любительской видеосъёмки 3D HD контента, равно как нет решений для любительской программной обработки такого контента. В качестве компромиссного примера разве что можно привести 3D камеру FinePix REAL 3D W1.

Остаётся уповать на то, что 3D видеокамеры для любителей появятся сразу же после более-менее широкого распространения современных устройств для просмотра 3D продукции. Впрочем, решения для профессиональной 3D съёмки уже присутствуют на рынке в достаточном объёме от ряда лидеров индустрии, в числе которых Sony и Panasonic. Например, уникальная 3D-камера Sony с одним объективом, позволяющая снимать 3-мерное видео со скоростью 240 кадров в секунду. В камере использована оптическая система, воспринимающая одновременно левое и правое изображение, с HFR-записью.

В некоторых странах одним из мощнейших стимулов покупки нового цифрового Full HD телевизора с поддержкой 3D послужит развитие телевизионного вещания в 3D Full HD формате. Так, совсем недавно британская телекомпании Sky UK объявила о запуске с апреля 2010 года канала Sky 3D, который будет транслировать для подписчиков 3-мерные передачи спортивного и развлекательного содержания. С 1 января в Южной Корее в круглосуточном режиме уже вещает 3D телеканал компании Korea Digital Satellite Broadcasting, представляющий 3D обучающие, спортивные, документальные и развлекательные программы в 3-мерном формате 1080i. Компании Discovery Communications, Sony Corporation и IMAX Corporation объявили о планах создания первой телевизионной 3D сети, которая начнёт вещание в США с 2011 года. В планах сети – показ исторических и детских программ, фильмов о космосе, приключениях, науке и технологиях. Также в скором времени ожидается начало работы первого телевизионного спутникового 3D канала, что стало возможным после вывода на орбиту спутника компании DirecTV. Начало вещания в новом стандарте намечено на весну 2010 года.

Чемпионат мира по футболу, который пройдёт в этом году в Южной Африке, впервые будет снят в формате 3D, об этом заявили компания Sony и Федерация FIFA. Ожидается, что с применением профессиональных 3D-камер будет снято порядка 25 матчей. Первоначально видео будет показано на публичных мероприятиях International FIFA Fan Fest в Берлине, Лондоне, Мехико, Париже, Рио-де-Жанейро, Риме и Сиднее в июне и июле 2010.

Стоит ли 3D овчинка выделки?

Безусловно, первыми, кто сможет приобщиться к прелестям 3D контента в массовом порядке (и уже приобщаются) – это пользователи ПК и ноутбуков с соответствующими дисплеями. Пока что этот путь выглядит наименее затратным, правда, и диагонали в этом случае далеко не телевизионные. Зато активные 3D очки – вроде NVIDIA GeForce 3D Vision, уже доступны и показали себя достаточно хорошо в реальных условиях работы.

Что касается перспектив развития мирового рынка 3D телевизоров, именитая компания DisplaySearch даёт на этот счёт такой прогноз: в 2010 году количество моделей с маркировкой "3D ready TV" вырастет до 1,2 млн с 200 тысяч штук в 2009 году. К 2013 году количество таких телевизоров может вырасти до 15,6 млн единиц. Вот так выглядит прогноз DisplaySearch отдельно для рынка США.

3D дисплеи, 3D телевизоры: прогноз рынка США
Млн. телевизоров
Год	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018
3D дисплеи	0,75	2,4	7,5	19,1	35,6	58,2	84,8	112,6	144,9	195,9
3D ТВ	0,2	1,2	4,1	9,1	16,0	25,4	36,2	45,8	53,7	64,0

Рынок, $ млн
Год	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018
3D дисплеи	346	920	2565	4844	7564	11020	14584	17296	19349	22034
3D ТВ	292	778	2129	3977	6223	9136	12108	14179	15423	16925
Прогноз: DisplaySearch, январь 2010

Многие ведущие производители телевизоров, включая Samsung Electronics, LG Electronics, Sony, Panasonic, намерены начать серьёзную битву за долю 3D рынка уже в этом году. Так, одной из первых компаний, уже объявивших о начале серийного производства панелей для 3D телевизоров, стала Samsung Electronics. Во второй половине января компания обнародовала пресс-релиз, в котором было объявлено о подготовке к массовым поставкам 3D ЖК телевизоров как с традиционной, так и со светодиодной (LED) подсветкой. Первоначально компания планирует выйти на рынок с 3D Full-HD панелями диагональю 40, 46 и 55 дюймов. Все модели телевизоров будут поддерживать активные 3D очки, каждый 3D телевизор будет поддерживать частоту развёртки 240 Гц. В качестве дополнительных мер для повышения качества разделения каналов изображения время отклика в ЖК-панелях Samsung для 3D телевизоров снижено на 20% и составляет менее 4 мс.

В 2010 году Samsung планирует поставки такой 3D продукции, как 3D LED (в том числе, в сериях LED7000, LED8000, LED9000), LCD и плазменные ТВ и Blu-ray плеер Samsung BD-C6900. Кроме того, компания Samsung объявила о формировании стратегических альянсов с компаниями DreamWorks и Technicolor для совместного вывода домашних развлекательных 3D решений уже в 2010 году.

Компания Sony намерена начать завоевание рынка серией 3D совместимых ЖК телевизоров BRAVIA. Кроме того, Sony также планирует обеспечить поддержку 3D множеством выпускаемых ныне продуктов, включая Blu-ray Disc плееры, ноутбуки VAIO и игровые приставки PlayStation 3.

Большие виды на рынок 3D телевизоров у компании Panasonic, которая намерена присутствовать на нём как с плазменными, так и с ЖК моделями. Совсем скоро мы сможем рассказать о 3-мерных технологиях Panasonic гораздо подробнее.

Так что же, стоит отказываться от запланированной покупки "обычного" Full HD телевизора ради приближающихся продаж 3D моделей? Прежде всего надо помнить, что 3D телевизоры на старте продаж будут достаточно дороги – не менее $2000-$3000, а то и больше, но в любом случае дороже моделей с остальными сравнимыми характеристиками вроде диагонали. Затем стоит учитывать, что цены на 3D фильмы, равно как на 3D плееры, на момент появления в продаже также будут достаточно "кусачие". Как всегда, понадобится какое-то время для того, чтобы они пришли в приемлемый вид. К тому времени как раз станет видно, насколько готовы производители 3D контента к новому рынку, будет ли смысл подписываться на какие-либо 3D каналы вещания, будет ли это явление массовым. Однако если вам вдруг с оказией повезёт прямо завтра приобрести 3D телевизор по вразумительной цене, вряд ли стоит отказываться. Покупая 3D Ready модель, в любом случае вы получаете в своё распоряжение по сути одну из наиболее качественных на сегодняшний момент моделей 2D телевизоров, будь то плазменная панель или ЖК-дисплей, дополненную полезной опциональной 3D возможностью на будущее.