жизнь замечательных идей l #3/2003

Константин БЫСТРУШКИН, Лариса СТЕПАНЕНКО *

ФАБРИКА ТРЕХМЕРНЫХ ГРЕЗ

ОБЪЕМНЫЙ ЗВУК ЯВЛЯЕТСЯ ОБЯЗАТЕЛЬНЫМ АТРИБУТОМ СОВРЕМЕННОГО КИНЕМАТОГРАФА И СИСТЕМ ДОМАШНЕГО ТЕАТРА. БОЛЕЕ ТОГО, ОБЪЕМНОЕ ЗВУЧАНИЕ ВСЕ ШИРЕ НАЧИНАЕТ РАСПРОСТРАНЯТЬСЯ И В ЦИФРОВОМ ТЕЛЕВИДЕНИИ. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС И, В ПЕРВУЮ ОЧЕРЕДЬ, ВНЕДРЕНИЕ ЦИФРОВЫХ МЕТОДОВ ЗАПИСИ МНОГОКАНАЛЬНОГО ЗВУКА В КИНО И ДОМАШНЕМ ТЕАТРЕ ПОЗВОЛЯЮТ СОЗДАВАТЬ ЭФФЕКТНОЕ ОБЪЕМНОЕ ЗВУКОВОЕ ПОЛЕ, В КОТОРОМ ВИРТУАЛЬНЫЕ ОБРАЗЫ ОТЛИЧАЮТСЯ ПОРАЗИТЕЛЬНЫМ РЕАЛИЗМОМ.

ПРИ ЭТОМ СРЕДСТВА ВИЗУАЛЬного отображения - киноэкраны, плазменные панели, видеопроекторы и обычные цветные телевизоры - по-прежнему остаются двухмерными. Воспроизводимая ими картинка занимает только небольшую часть поля зрения зрителей, что не позволяет им полностью вовлекаться в происходящее на экране. Возникает предположение, что следующий ход в совершенствовании AV-систем будет за видео. И оно, в принципе, готово сделать этот шаг, так как уже имеется целый ряд перспективных технологий, существенно усиливающих эффект присутствия при показе видеопрограмм.

ЭКРАНА МНОГО НЕ БЫВАЕТ

Первое, что для этого необходимо - экран достаточно больших размеров. А это требует от видеосистемы высокой разрешающей способности. Любой из вас может провести простой эксперимент: посмотрите с близкого расстояния на экраны двух телевизоров - одного с малым размером диагонали (14 или 21 дюйм), а другого - с большим экраном в 29, 32 или 36 дюймов. Если в большом телевизоре не приняты специальные меры по увеличению количества элементов растра, то строчная структура изображения на нем будет отчетливо видна. На маленьком же телевизоре картинка получится ровная и однородная. Еще более заметны строки на проекционниках с экраном 40, 50 или 60 дюймов - с близкого расстояния смотреть на них просто неприятно. А если отойти на расстояние, с которого строчная структура становится невидимой, то уменьшается угол зрения, под которым мы видим экран телевизора. А значит, прощай эффект присутствия. По этой причине в системах телевидения высокой четкости HDTV количество используемых строк выбирается не менее 1000, что позволяет смотреть изображение с гораздо более близкого расстояния, чем в традиционном ТВ.

В домашних театрах высокого класса с экранами размером в несколько метров для уменьшения заметности строк в обязательном порядке используются удвоители или даже учетверители строк (например, Vidikron Digital Video Scaler DVS3500 стоимостью около $9000).

Плазменная панель Sanyo объемного изображения и ЖК-дисплей Sharp с возможностью переключения 2D - 3D (справа).

В обычных телевизорах высокого класса также все шире начинают применяться похожие технологии - Pixel Plus (Philips), DRC (Sony), Tau GIGA (Matsushita) и др., которые работают примерно по одному и тому же принципу: быстродействующие цифровые процессоры на основе элементов изображения исходного телевизионного кадра с 625 (PAL/SECAM) или 525 (NTSC) строками вычисляют дополнительные элементы кадра с увеличенным числом строк. В результате этого четкость картинки возрастает, причем за счет использования сложных математических алгоритмов вычисления сохраняется плавность и естественность движения объектов по экрану.

В кинематографе, в том числе электронном (в котором для создания картинки на киноэкране используется видеопроектор), требования к разрешающей способности носителя также непрерывно возрастают. Например, в кинотеатрах IMAX применяется кинопленка с площадью кадра в 20 раз превышающая площадь кадра на кинопленке 16 мм, в 10 раз - на 35 мм и в 3 раза больше широкоформатной 70-миллиметровой кинопленки.

Создание «кинематографических» видеопроекторов высокого разрешения - на сегодня одна из основных задач, стоящих перед разработчиками электронной техники. И первые серийные образцы таких устройств уже существуют. В качестве примера приведем профессиональный видеопроектор JVC DLA-QX1G, который был основой системы «Электронного цифрового кинотеатра», показанной на международной телевыставке «IBC-2001» в Амстердаме. Этот проектор, выполненный по фирменной технологии JVC 3D-ILA (Direct Drive Image Light Amplifier) с использованием специальных LCD матриц отражательного типа с высокой плотностью «упаковки» ячеек, способен создавать световой поток чудовищной интенсивности в 7000 ANSI-люменов. Благодаря этому он может проектировать изображение на экран размером до 10 метров в высоту и более. В качестве источника света в DLA-QX1G используется ксеноновая лампа мощностью 2 кВт. Проектор обеспечивает разрешение вплоть до уровня QXGA 2048 х 1536. Весит это чудо японской техники 85 кг, потребляет от сети мощность в 2,8 кВт и стоит $180000, однако на его основе можно построить электронный кинотеатр на несколько тысяч зрителей. На «IBC-2001» для демонстрации Digital Cinema задействовался кинозал на 1800 мест, при этом качество изображения при просмотре даже из первых рядов партера было достаточно высоким. В том смысле, что структура растра на экране оставалась практически незаметной. Во всяком случае, визуально цифровое киноизображение было вполне сравнимо с аналоговым, получаемым с 35-миллиметровой кинопленки.

Помимо LCD-технологии D-ILA и микрозеркальной DLP для создания изображений большого размера в перспективных видеосистемах могут использоваться также лазерные проекторы, разрабатываемые в течение ряда лет немецкой фирмой Schneider Technologies AG. Источником светового потока в ее проекторах служат лучи лазеров первичных цветов большой интенсивности, модулированные сигналом изображения. Далее эти три луча при помощи полупрозрачных дихроичных зеркал сводятся в общий световой поток, поступающий на модуль развертки. Для создания растра на экране Schneider использует оптико-механический метод: строчная развертка по горизонтали осуществляется при помощи вращающегося зеркального барабана, а для кадровой развертки по вертикали применяется качающееся зеркало.

По словам разработчиков, использование лазеров в видеопроекторах по сравнению с другими технологиями обеспечивает ряд важных преимуществ. Например, легко решается проблема фокусировки изображения, так как в отличие от обычного светового потока пятно лазерного луча сохраняет свой размер даже на большом расстоянии. Поэтому получение разрешения свыше 1000 строк является почти тривиальной задачей. Согласно рекламным буклетам Schneider Technologies AG, ее проекторы в 2003/2004 годах должны найти широкое применение как в профессиональной сфере (планетарии, электронные кинотеатры, различные шоу и рекламные кампании, тренажеры), так и в домашних кинотеатрах высокого класса с размером экрана более 1,5 метра по диагонали.

Однако, несмотря на впечатляющее воздействие большого экрана, увеличение размеров картинки - только один из путей погружения в виртуальную реальность.

Один из первых серийных телевизоров Sanyo с трехмерным изображением на кинескопе 66 см.

КАРТИНКА ПОД СТАТЬ ЗВУКУ

Глаза человека расположены в среднем на расстоянии 6 - 7 см друг от друга, поэтому один и тот же объект виден каждым из глаз под несколько иным углом зрения. Это и является исходной информацией, на основе которой человеческий мозг определяет расстояния до объектов и реконструирует объемное изображение окружающего мира. Так что принцип создания трехмерного изображения довольно прост: достаточно, чтобы левый и правый глаз видели картинки, различающиеся между собой ракурсами наблюдения. Этот способ широко использовался в популярных у нас в 60 - 70 годы стереоскопах производства ГДР, которые «заряжались» стереослайдами. Сегодня стереоскопы тоже иногда встречаются в продаже, но большее распространение получили альбомы с «магическими» объемными картинками. В таком альбоме изображения для левого и правого глаза печатаются на одной странице, но при помощи разных красок - синей и красной. А для просмотра используются прилагаемые очки с красным и синим светофильтрами для разделения изображений правого и левого глаза. Стоит их надеть, и расплывчатые сине-красные картинки альбома сразу же приобретут трехмерную перспективу.

Кстати, почти такой же физиологический принцип трехмерного восприятия мира лежит и в основе объемного слуха человека. Ведь там мозг также синтезирует трехмерный звуковой образ, анализируя различие в информации, получаемой от левого и правого уха. Однако создание трехмерного изображения требует решения намного более сложных инженерных задач, чем в случае объемного звука.

Во-первых, необходимо иметь 3D-источник. Во-вторых, нужен специальный стереоскопический дисплей. Наконец, следует научиться передавать по каналам связи и сохранять на различных носителях стереоскопическое изображение, которое по определению должно содержать значительно больше информации, чем обычная плоская картинка.

В середине прошлого века все эти проблемы решались, как говорится, в лоб. То есть при съемках стереоскопических кинофильмов использовались два отдельных синхронизированных между собой киноаппарата, которые одновременно снимали ленты для левого и правого глаза. (Как вариант, можно снимать «стереокино» и на обычную кинопленку одним аппаратом, но он должен иметь два объектива. Для проецирования изображений на одну пленку применяются специальные призмы, которые делят кадр пополам для левого и правого изображений.) Затем, после проявления, левый и правый кинофильмы заряжались соответственно в два отдельных кинопроектора, изображения от которых проектировались на один общий экран. Чтобы глаза зрителей могли видеть свои изображения, использовалась поляризация светового потока кинопроекторов при помощи специальных насадок-поляроидов. Со своей стороны, зрителям приходилось пользоваться специальными стереоочками, в которых в качестве стекол правого и левого глаза устанавливались поляризационные светофильтры. И хотя такие очки были не очень удобны (особенно для тех, кто уже носил обычные очки), зрители могли наслаждаться трехмерной картинкой специально снятых для стереокинотеатров фильмами вроде отечественного «Таинственного монаха». В 70-е и 80-е годы в крупных городах СССР было открыто несколько подобных кинотеатров (малый зал «Октября» в Москве, «Аврора» в Ленинграде и др.), и они пользовались довольно широкой популярностью. Однако по-настоящему массовым стереокино так и не стало. Оно воспринималось всеми скорее как занятный аттракцион, чем прототип кинотеатра будущего.

Во-первых, сам процесс съемки стереоскопических фильмов был очень дорогим и весьма трудоемким. Во-вторых, необходимость использования очков-поляроидов создает заметные неудобства зрителям. Ну и, наконец, сама технология съемки стереофильмов была весьма несовершенной. Поэтому «объемные» фильмы тех лет довольно быстро наскучили публике, хотя тот же кинотеатр «Аврора» и по сей день работает в Санкт-Петербурге в формате стерео. Здесь вполне уместно провести аналогию с квадрофоническим звуком, столь модным в 70-е годы прошлого века и с которым производители аудиотехники тех лет связывали большие надежды. Как известно, основными причинами отказа от 4-канальной стереофонии было не только несовершенство аппаратуры, но и отсутствие у звукорежиссеров необходимых навыков по сведению многоканальных фонограмм.

Кстати, столь же печальная судьба ожидала в те годы и телевизионщиков, работавших над созданием стереоскопического телевизора. В его основе лежала технология поочередного воспроизведения на экране кинескопа левого и правого изображений, при этом посредством специального сигнала синхронно изменялась поляризация жидкокристаллического светофильтра-поляроида, установленного перед экраном. Ну а дальше все было, как в стереокино: зрителям предлагалось надеть очки-поляроиды и насладиться объемной картинкой. Все эти идеи были реализованы в железе в Московском научно-исследовательском телевизионном институте (МНИТИ) к началу 80-х годов, где была создана специальная группа по стереотелевидению. Мы в это время уже работали в МНИТИ и с любопытством наблюдали за процессом настройки опытных образцов стереотелевизоров, основным узлом которых были причудливые цветные кинескопы с двумя отдельными электронными пушками для левого и правого телевизионных изображений. Соответственно, стереокинескоп имел две отдельных отклоняющих системы и две автономных схемы развертки и сведения электронных лучей. Технология изготовления такого кинескопа была довольно сложной. Но еще более крутой фишкой этого стереотелевизора была процедура сведения на экране 6(!) цветовых лучей (по 2 луча каждого цвета для левого и правого растра) и настройка геометрии изображения. При включении образца телевизора все настройки приходилось выполнять заново. Тем не менее, образец исправно работал и обеспечивал довольно эффектное воспроизведение трехмерной картинки. В качестве источника сигналов наши энтузиасты объемного телевидения использовали специальный двухканальный теледиапроектор, в который заряжались стереослайды. Однако во второй половине 80-х годов этот проект неожиданно свернули. И дело тут вовсе не в том, что технология производства стереокинескопа оказалось сложной. И не в том, что разработчики боялись негативной реакции зрителей, которым пришлось бы смотреть на экран через неудобные стереоочки-поляроиды. Просто никто тогда так и не смог придумать способа передачи по эфиру аналогового стереоскопического телесигнала. Не выделять же для этого два отдельных телепередатчика, один из которых транслировал бы сигнал для левого, а другой - для правого глаза! Так что этот проект в эпоху аналогового телевидения не мог быть реализован в принципе, хотя бы потому, что места в эфире всегда не хватает, и никто не мог позволить себе роскошь занять под одну стереоскопическую программу сразу 2 эфирных канала.

Конструкция трехмерного лазерного проектора Schneider.

Однако с появлением во второй половине 90-х годов прошлого столетия DVD и цифрового телевидения DVB проблема записи и передачи по телеканалу цифрового стереоскопического видеосигнала оказалась сравнительно легко разрешима. Ведь емкость даже самой простой разновидности DVD-диска (DVD-5) составляет 4,7 Гбайт, а в одном канале DVB можно передавать до 6 - 8 отдельных телепрограмм. Поэтому при переходе к цифре в каждый телеканал легко упаковать 3 - 4 программы со стереоскопическим изображением или записать на один диск до 2 часов объемного видео.

Подобные системы цифрового наземного 3D-телевидения были разработаны в Германии специалистами Берлинского института им. Генриха Герца (Heinrich-Hertz-Institut fur Nachrichtentechnik) и демонстрировались в работе на выставках «IFA-1999» и «IFA-2001» в Берлине.

Источником программ в стереоскопическом телевизоре служит специально сформированный 3D-сигнал цифрового телевидения DVB или 3D-данные, считанные с DVD-диска. Цифровой поток стереоскопического видеосигнала и звука со скоростью 10 Мбит/с включает в себя мультиплексированные данные изображения для левого и правого глаза (аналогично тому, как при записи на обычный компакт-диск CD-сигналы левого и правого каналов объединяются в общий поток данных).

Эти сигналы с выхода DVB-T демодулятора или DVD-дисковода поступают на вход специального модуля HiBOX, который осуществляет декодирование стереоскопического цифрового сигнала. Основой модуля HiBOX является демультиплексор MPEG-2 system DEMUX, который выделяет из общего цифрового потока данные звука, а также изображения для левого и правого глаза. После обратного преобразования в аналоговую форму в декодерах MPEG-2 (на рисунке - модули 3D-VIDEC) видеосигналы левого и правого каналов поступают на 3D-дисплей, представляющий собой специально доработанный 100-герцовый телевизор. Его схема управления разработана так, что он поочередно воспроизводит на экране изображения левого и правого каналов. Чтобы обеспечить их раздельное наблюдение, зрителям выдаются специальные очки, у которых LCD-модуляторы синхронно затемненяют стекла того глаза, чье изображение в этот момент не выводится на экран. Для управления модуляторами очков схема Shutter Glasses Control излучает специальный синхросигнал на ИК-лучах, по команде которого обеспечивается поочередная блокировка стекол левого и правого глаза в очках зрителя. Так как частота развертки 3D-телевизора равна 100 Гц, мелькание изображения не очень заметно, ведь для каждого глаза каждую секунду, как и в обычном телевизоре, смена полей осуществляется с частотой 50 Гц. Кстати, попутно заметим, что на московской «Горбушке» еще лет пять назад предлагались аналогичные по принципу действия отечественные стереоскопические 3D-приставки к видеомагнитофонам, укомплектованные стереовидеокассетой (трехмерная «Камасутра»). На ней были последовательно записаны изображения стереоскопической видеопрограммы для левого и правого глаза, причем левые и правые картинки образовывали четные и нечетные последовательности кадров соответственно. В комплект приставки входили также очки-поляроиды, для управления которыми использовались кадровые синхроимпульсы видеосигнала, обеспечивающие так же, как и в немецком стереотелевизоре, поочередную блокировку светофильтров правого (четные кадры) и левого (нечетные кадры) глаза. В этой системе частота смены кадров для каждого глаза составляла всего 12,5 Гц, что приводило к очень сильным мерцаниям и, соответственно, быстрому утомлению. К тому же картинка была темноватой, ведь каждому глазу доставалась только половина светового потока, излучаемого экраном телевизора. Тем не менее, мы были впереди немцев в области бытовой 3D-видеозаписи!

Устройство оптической системы лазерного проектора Schneider и принцип его действия.

Помимо немцев, разработкой 3D-телевидения активно занимаются также японцы. В частности, Sanyo еще в середине 90-х годов прошлого века демонстрировала линейку 3D кинескопных, LCD и проекционных телевизоров. На выставке «Japan Electronic Show-97» один из авторов этих строк своими глазами видел на них объемные изображения, вызвавшие большой интерес японской публики. Все стереоскопические телевизоры Sanyo имели специальный цифровой блок (видеопроцессор) 2D/3D conversion на основе СБИС Sanyo LO77710-000 (Elektronischer 2D/3D Wandler), который путем хитрых преобразований превращал любое обычное изображение в трехмерное. Правда, чтобы увидеть его, зрители тоже должны были надеть специальные очки.

Как видим, проблема передачи, хранения и синтезирования трехмерных изображений на сегодня в принципе уже решена. Поэтому усилия инженеров и разработчиков сейчас сконцентрированы в основном на проблеме создания телевизионного 3D-дисплея.

НЕ ХОЧУ СТАНОВИТЬСЯ ОЧКАРИКОМ!

На сегодня наибольшее распространение получили 2 основных типа стереоскопических дисплеев: с использованием очков и на основе специального растрового экрана, обеспечивающего разделение изображений для правого и левого глаза.

«Очковые» системы с поляроидами (сегодня этот метод уже не применяется) и переключаемыми LCD-модуляторами мы уже рассматривали выше. Их достоинство - простота исполнения и стабильность стереоскопического эффекта, не зависящего от положения зрителя относительно экрана. Недостаток - необходимость самого их использования и повышенный уровень мерцания картинки из-за уменьшения частоты смены полей при чередовании показа левых и правых изображений. Кроме того, при этом снижается яркость, ведь время наблюдения экрана каждым глазом также уменьшается вдвое. Кстати, к «очковым» системам можно условно отнести и так называемые «шлемы виртуальной реальности», включающие в себя два миниатюрных цветных LCD-экрана, помещаемых прямо перед глазами зрителя. Благодаря тому, что экран расположен в непосредственной близости от зрачка, при использовании даже небольших по размеру LCD-матриц обеспечивается очень широкое поле зрения. И, соответственно, сильный эффект присутствия. Особенно, если трехмерная картинка сопровождается стереофоническим звуком от встроенных в шлем наушников. Подобные устройства получили относительно широкое распространение в компьютерных системах виртуальной реальности, хотя известны попытки использовать их и в качестве индивидуального экрана в системах домашнего театра. Так, в частности, пару лет назад японская Sony для работы со своими карманными DVD-проигрывателями (например, DVD-Walkman Sony D-VM1) разработала специальные «TV-очки» с двумя миниатюрными цветными LCD-экранами (в Россию они не поставлялись).

Но при всех своих плюсах 3D-очки остаются неудобными. Поэтому разработка «безочковых» трехмерных дисплеев идет полным ходом. Наибольших успехов на этом направлении добилась уже упомянутая выше Sanyo, которая еще 5 лет назад(!) показывала трехмерное изображение и на обычном кинескопном телевизоре, и на LCD-дисплее, и на проекционном. Принцип действия «безочковых» 3D-дисплеев основан на том, что на экране одновременно воспроизводятся 2 изображения - левое и правое, сдвинутые друг относительно друга на небольшое расстояние, равное шагу микролинз дополнительного растрового экрана-сепаратора. Поверхность этого экрана представляет собой микроструктуру из вертикальных цилиндрических линз, благодаря которым левый глаз видит только левые пиксели экрана, а правый - правые. В LCD-дисплеях и кинескопных телевизорах используется односторонний экран-сепаратор, в проекционниках применяются два растровых сепаратора. Причем один размещается перед, а второй - за матовым стеклом экрана. Практически все наши читатели наверняка видели объемные растровые открытки, в основе которых лежит тот же принцип. Так вот, растровый 3D-дисплей - это практически та же «стереооткрытка», но - для воспроизведения не статического, а телевизионного изображения или компьютерной графики.

Принципы работы 3D дисплеев. ЖК (слева) и проекционных (справа).

При фронтальном расположении зрителей дисплеи подобного типа обеспечивают хороший стереоскопический эффект. Однако при смещении точки обзора от нормали трехмерность изображения начинает уменьшаться вплоть до полного пропадания эффекта. Поэтому эффект сильно зависит от расположения зрителя относительно трехмерного дисплея. Ну и, наконец, самый главный принципиальный недостаток растровых стереоскопических дисплеев - снижение горизонтальной четкости вдвое по сравнению с обычным дисплеем. Ведь на 3D-экране одновременно отображаются две картинки стереопары, сдвинутые относительно друг друга. Тем не менее, данная технология представляется на сегодня наиболее перспективной, и работы над ее совершенствованием продолжаются.

СБЫВАЮТСЯ МЕЧТЫ

Каждая из рассмотренных выше технологий эффективна сама по себе, но их объединение дает воистину фантастический результат. К примеру, в кинотеатрах IMAX 3D SR, где на огромном экране демонстрируются стереоскопические кинофильмы, зрители временами испытывают настоящий шок от ощущения реальности изображений. А ведь в этом случае задействованы всего лишь зрение и слух, а остальные органы чувств «отдыхают». Какова же будет сила иллюзии, если во время сеанса попробовать воздействовать и на них тоже?!

В какой-то степени мы уже знаем ответ на этот вопрос, так как на международной выставке в Берлине «IFA-2001» посетили «Кинотеатр будущего», разработанный французской компанией Thomson multimedia. Ее инженеры решили дополнить зрительные и слуховые ощущения зрителей запахами цветов, дуновением ветра, брызгами воды, вспышками молний и другими подобными натуралистичными эффектами в соответствии с сюжетом демонстрационного кинофильма. Это, по замыслу французов, должно было вызвать у находящихся на киносеансе зрителей абсолютный эффект присутствия. Для чистоты эксперимента сюжет фильма был предельно прост: маленькие дети гуляют в поле (вот вам запах цветов), где их внезапно настигает гроза (получите ветер и брызги воды, которые дополняются вспышками мощнейших импульсных ламп под потолком зала). Несмотря на то, что временами этот «кинотеатр» производил впечатление аттракциона - настолько нарочитыми выглядели (а также ощущались носом и телом) воспроизводимые в нем эффекты, в конце концов устроители «киношоу будущего» своей цели добились.

Понятно, что технически реализация всех упомянутых выше эффектов не является столь уж сложной задачей. Различные запахи, например, можно синтезировать при помощи «библиотеки» ароматических веществ (типа той, которой пользуются создатели новых сортов духов). В соответствии с сигналами управления, записанными на DVD или передаваемыми в составе цифрового сигнала телевизионного вещания, нужные ароматы будут вспрыскиваться в систему вентиляции кинозала в нужное время и в нужной пропорции. Регулировка климат-контроля элементарно выполняется путем подключения кондиционера к системе управления домашним театром. Нужно только, чтобы ваш «кинокондишн» был способен создавать ветровой поток нужной силы и с различных направлений. С точки зрения современной техники, все это не представляет каких-либо принципиальных трудностей. Здесь самое главное - это вовремя остановиться. Маловероятно, что многие киноманы (даже из любви к искусству) пожелали бы, чтобы их для полноты ощущений поливали ледяной водой при показе тонущего корабля или поджаривали заживо в сценах пожаров.

Но даже и эти изощренные технологии - далеко не предел того, что может предложить современная наука и техника. На повестке дня - создание интерактивного домашнего театра, где зритель будет являться не только пассивным наблюдателем, но и активным участником кинодейства. Напомним в этой связи, что формат DVD изначально уже предусматривает некоторый уровень интерактивности в режиме Multi-Story, при котором зрители самостоятельно могут выбирать желаемое развитие событий на экране из нескольких сюжетных линий. А вот было бы здорово, если бы нам была предоставлена возможность самому придумывать по ходу дела сюжетные линии и вмешиваться в события на виртуальном экране!

Специальные трехмерные дисплеи для архитектурного (слева) и технического проектирования.

Уже сегодня можно считать в принципе решенной задачу организации обратной связи зрителя с цифровыми системами управления звуком и изображением, которая является одной из краеугольных проблем создания интерактивных AV-систем. Вспомним хотя бы звуковой процессор объемного звука для головных телефонов «MAL Aurivision Listening System SV-501» российской компании MAL, с успехом показанный на ряде выставок «Hi-Fi Show» в Москве. Процессор разработан для использования в системах домашнего театра и служит для автоматического смещения звуковой сцены при повороте головы слушателя относительно экрана телевизора. Система состоит из цифрового процессора MAL и головных телефонов с датчиком поворота головы зрителя (инфракрасные фотодиоды) на их оголовье, улавливающие опорный сигнал от установленного на телевизоре ИК-излучателя. Несмотря на простоту принципа действия, система MAL прекрасно работает, обеспечивая синхронное с поворотом головы перемещение виртуальной звуковой сцены. В принципе, этот же сигнал можно использовать и для генерации различных ракурсов цифрового изображения, благо современные видеопроцессоры способны на лету решать подобного рода задачи. Можно пойти еще дальше и поместить на теле человека несколько датчиков, фиксирующих его перемещения. В этом случае по их сигналам можно будет синтезировать изображение виртуального киногероя, который станет послушно повторять все движения зрителя. Примерно так сегодня готовится популярная «информационно-паразитическая» программа «Тушите свет!», в которой актеры-прототипы Хрюна Моржова и Степана Капусты предварительно проигрывают сюжет будущей передачи, обклеившись многочисленными датчиками. В дальнейшем, обработав их сигналы, мощный компьютер синтезирует виртуальные образы героев, повторяющих движения актеров.

НА ГРАНИ ФАНТАСТИКИ

Во время работы над этой статьей нас пригласили познакомиться с прототипом разрабатываемой компанией Rover Computers системы компьютерной виртуальной реальности.

Менеджер проекта Сергей Бузаев с загадочным видом провел нас в подвальное помещение площадью метров 20, в котором его усилиями развернут виртуальный театр будущего. Стены комнаты представляют собой экраны, на которые 5 видеопроекторов выводят синхронизированные между собой изображения. Нечто вроде круговой кинопанорамы. Для пущего эффекта видеоряд дополнен многоканальным 3D-звуком, а зрительское место в центре зала изготовлено в виде полусферического кресла. Перед началом сеанса г-н Бузаев прочел небольшую лекцию о технологии окружающего изображения. Из нее мы узнали, что данную видеосистему можно использовать в самых разных областях. Это компьютерные игры, аттракционы, залы для релаксации, бары или рестораны с изменяемым виртуальным интерьером. Такая система может служить и дополнением к домашнему театру. По словам Бузаева, «эффект от такого показа невозможно описать на бумаге, но зритель буквально погружается в мир виртуальных иллюзий». Для иллюстрации Сергей предложил занять кресло-шар и запустил демонстрационный ролик.

Сеанс показа включал в себя демонстрацию серии статических и динамических компьютерных изображений, которые проецировались на все 4 стены комнаты. Главная фишка заключалась в том, что круговое изображение выходило за пределы поля зрения при любом положении головы, что по идее должно рождать эффект присутствия — как в кинотеатрах IMAX или «обычной» круговой кинопанораме. Нужно признать, что демонстрация статичных изображений не произвела на нас особого впечатления. Главным образом потому, что фронтальная и боковые стены-экраны пересекались под прямым углом и картинка переламывалась на границе экранов. Кроме того, на статической графике глаз легко замечал, что стены плоские и что расстояние до фронта и боковых стенок от кресла-шара было различным. Однако когда мы перешли к оценке динамичных сюжетов, эффект от показа многократно усилился. Особенно сильное впечатление осталось от пролета по виртуальному подводному миру, когда зритель падает в пропасть, выныривает оттуда и стремительно несется по лабиринту из арок и сводов пещер. Действительно круто! Временами иллюзия была столь сильна, что на несколько секунд удавалось полностью отключиться от мыслей о том, что перед глазами всего лишь изображение на плоских экранах.

А ДАЛЬШЕ?

В наши дни, конечно, никто не возьмется точно предсказать, каким будет подобный театр через 10 — 20 лет.

Однако кое-какие выводы можно сделать уже сейчас. Сама логика развития домашнего театра и электронного кинематографа потребует уже в обозримом будущем перехода на новый качественный уровень виртуальной реальности, так как новую аппаратуру нужно все время продавать, а для этого она должна быть существенно лучше старой. Технические и технологические предпосылки для такого качественного скачка налицо. Теперь — дело за рынком и спросом со стороны покупателей.