Obwohl die Gebrüder Lumière bereits
1895 mit dem einminütigen Kurzfilm „L'arrivée d'un train à La
Ciotat“ („Die Ankunft eines Zuges im Bahnhof La Ciotat“) schon
in 3D experimentiert hatten, dauerte es noch 27 Jahre, bis am
27. September 1922 der erste Langfilm in Rot-Grün, „The Power Of
Love“, als Stummfilm aufgeführt wurde. 1927 setzte der
französische Filmpionier Abel Gance auch 3D-Sequenzen in seinem
Stummfilm-Meisterwerk „Napoléon“ ein, die allerdings bald wieder
aus dem Film entfernt wurden. Der erste Tonfilm in 3D war 1936
der italienische „Nozze vagabonde“, produziert von der „Società
Italiana Stereocinematografica“.
Am 27. Mai 1937 erfolgte mit „Gartenschau in Dresden“ dann in
Deutschland der erste Versuchsfilm in Farbe im
Polarisationsverfahren. Am 5. Dezember 1937 gab der deutsche
Farb-3D-Film „Zum Greifen nah“ den 3D-Filmen das Motto vor und
es wird auch heute noch gerne verwendet.
Einer der ersten CinemaScope-Filme, eine weitere Erfindung, die
Zuschauer zurück ins Kino locken sollte, Das Gewand (1953),
wurde damals beworben als Film, den man „plastisch ohne Brille“
sehen kann [1]. Hiermit wollte man den Zuschauern einreden, sie
hätten es ebenfalls mit einem 3D-Film zu tun, den man ohne die
ungeliebten 3D-Brillen ansehen kann, was natürlich vollkommen
falsch war. CinemaScope hat nur ein sehr breites Bild, das
anfangs auf eine gebogene Kinoleinwand projiziert wurde. Ein
echter 3D-Film braucht jedoch zwingend zwei perspektivisch
unterschiedliche Bilder, für jedes Auge eines, sonst ist keine
räumliche Wirkung möglich.
Der erste CinemaScope-Film, der tatsächlich in 3D aufgeführt
wurde, war 1960 „Der Schatz der Balearen“ (September Storm) vom
Regisseur Byron Haskin.
Aktuell werden 3D-Kinofilme vorwiegend im IMAX-3D-Verfahren
produziert und vorgeführt, entweder als zweistreifiger
70-mm-Film oder neuerdings als Digital-Cinema-Fassung (DCI) in
elektronischer HDTV-Auflösung (z. B. „Geister der Titanic 3D“).
Der Zuschauer trägt je nach Projektionsverfahren entweder eine
herkömmliche Polarisations-Brille oder eine per Infrarot-Licht
gesteuerte LCD-Shutterbrille. Alternativ gibt es das
Real-D-Verfahren, das auf digitaler Projektion basiert. Der
Zuschauer trägt hierbei auch eine Polarisationsbrille, die sich
aber vom IMAX-3D-Verfahren darin unterscheidet, dass sie
zirkulär und nicht linear polarisiert ist. Seit kurzer Zeit gibt
es ein neues 3D-Verfahren. Es basiert auf Multiwellen tripletts.
Ein Vorteil dieses Verfahrens ist die gegenüber den gängigen
Verfahren wesentlich bessere Kanaltrennung. Bekannt ist es als
Infitec (Interferenzfiltertechnology). Seit kurzem wird es von
der Firma Dolby unter Dolby 3D im digitalen Cinema vermarktet.
Seit Ende 2006 erleben 3D-Filme eine massive Renaissance, vor
allem in den USA. Die DCI-Technik beseitigt die Schwachstellen
der klassischen 3D-Projektion. Der räumliche Eindruck ist
perfekt, da keine Bildstandsschwankungen wie bei der
mechanischen Filmprojektion auftreten. Weiterhin ist der Film
komplett farbig.
Seit 2007 werden vereinzelt 3D-Animationsfilme, wie Chicken
Little, auch in einer stereoskopischen Fassung erzeugt, können
aber in der überwiegenden Zahl der Kinos mangels entsprechender
Projektionstechnik nur „flach“ angesehen werden.
In Deutschland sind im April 2009 mehr als 40 Kinos in der Lage,
3D-Filme vorzuführen. Damit hat sich die Anzahl der
3D-Installationen in Deutschland seit Jahresanfang verdoppelt.
Allein die UCI KINOWELT-Kinos haben als erster großer
Kinobetreiber insgesamt 17 deutsche Kinos mit 3D ausgestattet.
EINLEITUNG
Ein 3D-Film (dreidimensionaler
Film, auch stereoskopischer Film oder Raumfilm) ist ein
Kinofilm, der dem Zuschauer durch stereoskopische Verfahren ein
bewegtes Bild mit dem Eindruck echter räumlicher Tiefe bietet.
Die Aufnahme eines 3D-Films erfolgt mittels Stereokameras, die
Wiedergabe als Raumbildprojektion. 3D-Filme mit besonderen
Spezialeffekten werden oft irreführend als 4D-Filme bezeichnet.
Dies ist der dritte versuch, das 3D-Bild ins Kino zu bekommen.
In den 1950er und 80er wurde es schon mal probiert, aber es kam
nicht an. Jetzt sieht es ganz anders aus mit der neuen
Digitaltechnik.
FUNKTIONSWEISE EINES 3D FILMS
Alle stereoskopischen 3D-Techniken
basieren darauf, dass jedem Auge ein sogenanntes Halbbild
zugeführt wird - so wie beim
natürlichen Sehen auch. Den Rest erledigt das Gehirn.
Es verschmilzt beide Bilder zu einem "Raumbild".
Man braucht also grundsätzlich nur 2 Bilder von 2
verschiedenen Kamera- positionen, die jeweils der
Position des linken und des rechten
Auges entsprechen, aufzunehmen. Das von der linken
Kamera aufgenommene Bild muss dem linken Auge, das von der
rechten Kamera aufgenommene Bild muss dem rechten Auge
"zugeführt" werden. Gerade bei der "Zuführung" gibt es
unterschiedliche Möglichkeiten. Gängige Verfahren sind
Anaglyphenverfahren, Polarisationstechniken,
Shutterbrillen oder auch
Linsenrastertechniken.
Die Linsenrastertechnik spielt eine gewisse Sonderrolle, da hier
gewöhnlich mehr als 2 Bilder eingesetzt werden, um
unterschiedliche Blickwinkel auf das Linsenrastermaterial zu
ermöglichen. Die Entdeckung des einfachen Prinzips der
Stereoskopie wird dem Forscher Sir Charles Wheatstone,
Professor für experimentelle Naturwissenschaften am King's
College in London, zugeschrieben. Seine erste Veröffentlichung
zu diesem Thema erfolgte im Jahre 1838.
Erst in der
digitalen Produktionsphase war es auch möglich aus regulär
produzierten Filmen eine 3D-Darstellung im Nachhinein zu
errechnen, wie zum Beispiel im Falle von 'Superman Returns'
(2006), 'Harry Potter and the Order of the Phoenix' (2007) und
vor allem bei vielen Animationsfilmen geschehen.
WIE FUNKTIONIRTS
IM KINO
Wenn
man das linke und rechte Bild auf die Leinwand projiziert, sehen
die Augen gleichzeitig ein linkes und ein
rechtes Bild. Es dauerte einige Zeit, bis man
die Trennung für das Auge beherrschte. Man nutzte hierfür
verschiedene Verfahren. Ein Bild wurde mit einem
Blaufilter vor dem Projektor projiziert, das andere mit einem
Rotfilter davor. Dieses Verfahren nennt sich
Anaglyphe-Projektion. Wenn der Zuschauer nun eine
Brille aufsetzt, die mit den gleichen Farben versehen ist,
löschen sich die gleichen Farben aus, die jeweilige andere wird
schwarz. Das Auge mit dem grünen Filter sieht das grüne Bild
nicht mehr, dafür aber das rote Bild schwarz. Das Auge
mit dem roten Filter sieht das grüne Bild schwarz. Jetzt müssen
die Bilder auf der Leinwand nur noch übereinander projiziert
werden und das Gehirn hat seine getrennten Bilder wieder und
errechnet den gewünschten 3D-Effekt.
ANAGLYPHE VERFAHREN
Der Anaglyphenfilm
benötigt zur dreidimensionale Betrachtung eine Rot-Blau-Brille (das linke Brillenglas ist rot
eingefärbt, das rechte blau). Die Betrachtung ohne Brille ergibt
unsaubere Doppelkonturen. Das Anaglyphenverfahren ist somit in
der Anwendung nur für Spezialfälle geeignet, da nur der Teil der
Zuschauer in den dreidimensionalen Genuss kommt, der eine solche
Brille besitzt.
Schon in den Anfängen der
Filmgeschichte gab es immer wieder kurze Filme (Tests) in 3D zu
bestaunen. Der erste Langfilm stammt aus dem Jahr 1922: 'The
Power of Love'. Hierfür wurde das anaglyphe Verfahren verwendet.
Hierbei werden die Bilder für das linke und rechte Auge parallel
von zwei Projektoren (die synchronisiert laufen
müssen) auf die Leinwand projiziert. Beide Teilbilder werden für
das jeweilige Auge (in der Regel) in rot bzw. grün oder blau
eingefärbt. Der Zuschauer muss nun eine Brille mit einer
entsprechend roten Folie vor dem einen und einer grünen oder
blauen Folie vor dem anderen Auge aufsetzen um das Bild
dreidimensional wahrzunehmen. Der Nachteil ist, dass man die
Filme nur in schwarzweiß sieht.
College in London, zugeschrieben. Seine erste Veröffentlichung
zu diesem Thema erfolgte im Jahre 1838.
POLARATIONSTECHNIK
Das Polarisationsverfahren
Das anaglyphe Verfahren konnte aber
nur schwarz/weiße Filme produzieren. Hier kam nun das
Polarisationsverfahren ins
Spiel. Polarisationsfolien lassen das Licht
nur in einer Wellenrichtung durch. Wenn man
zwei Folien um 90 Grad gegeneinander verdreht, kann man nicht
mehr durchsehen, das Bild wird schwarz. Für diese Technik werden
3D-Polarisationsfilterbrillen und metallisierte Leinwände, die
das polarisierte Licht der Projektoren zurückwerfen können,
benötigt. Die IMAX 3D Kinos funktionieren heute nach diesem
farbigen 3D Prinzip.
Daneben gibt es aber auch die
Polarisationstechnik mit einer Polfilterbrille. Hierbei werden
die Bilder für das linke und rechte Auge parallel von zwei
Projektoren (die synchronisiert laufen müssen) auf die Leinwand
projiziert. Vor den Projektionsobjektiven und in den
Polfilterbrillen befinden sich jeweils um 90° versetzte
Polfilterfolien. Dadurch wird erreicht, dass das linke Auge
nur das linke Bild und das rechte Auge nur das rechte Bild
sieht. Der Vorteil ist, dass man nun den Film auch in Farbe
sieht. Der Nachteil ist aber, dass die Polfilter das Licht stark
absorbieren, was durch entsprechend helle Xenonlampen im
Projektor ausgeglichen werden muss. Das heißt, je mittiger man
zur Leinwand sitzt, desto heller, je seitlicher man sitzt, desto
dunkler wird das Bild. Auch den Kopf darf man nicht zu stark
neigen, da sonst die 3D Darstellung nicht funktioniert.
SHUTTER VS. POLARISATION
3D mit Shutter
Um dreidimensionale Bilder zu
erzeugen, muss ein TV-Gerät dem rechten und linken Auge unterschiedliche
Bilder zuspielen. Bei der Shuttertechnik stellt der Fernseher die beiden
Bilder hintereinander mit hoher Geschwindigkeit dar und die LCD-Brille
deckt jeweils ein Auge ab. Dabei ist also immer ein Auge dunkel, was
leichtes Flimmern hervorrufen kann.
VORTEILE
komplette
3D-Auflösung: Full HD für jedes Auge
vertikaler
Blickwinkel unkritisch
keine Einbußen im
2D-Betrieb
3D Pixel-to-Pixel:
keine Artefakte durch Skalierung der Auflösung
man kann gewohnt nah
am TV-Gerät sitzen
NACHTEILE
Schutterbrille
aufwendiger und Teurer
Brillen sind größer
und schwerer
Brillen müssen
geladen werden (oder Batterien getauscht)
Manchmal
Synchronisationsprobleme der Brille
Helligkeitsverlust
SO FUNKTIONIERT ES
30-TVs mit Shuttertechnik
sind gute 200-Hz-Panels, die aufgrund ihrer hohen Geschwindigkeit
die Bilder für das rechte und das linke Auge hintereinander
darstellen können. Eine Shutterbrille verdunkelt jeweils das Auge.
das gerade nicht an der Reihe ist.
3D mit Polarisation
Bei 3D-TVs mit Polfiltern
sind die Bildzeilen abwechselnd (mit einem anderen Winkel) zirkulär
polarisiert. Bei einem Full-HD-Panel strahlen also 540 Zeilen immer auf
das eine Auge, die anderen 540 auf das andere Auge – durch eine Brille,
die ebenfalls polarisiert ist. So geht Auflösung verloren, doch dadurch,
dass beide Augen immer belichtet werden, gibt es kein Flackern.
VORTEILE
Brillen
sind
preiswert.
leicht
und benötigen keine
Stromversorgung
sehr
geringes 3D-Übersprechen,
wenn man vertikal richtig
sitzt
kein
Flimmern des
3D-Bildes
oder der
Raumbeleuchtung
geringer
Lichtverlust.
also helle
3D-Bilder
NACHTEILE
Halbierung der
Auflösung (540 Zeilen)
SO FUNKTIONIERT ES
Ein
feiner Filter am
Panel
polarisiert
einzelne
Bildzeilen.
so
dass
durch
die Polarisationsbrille
nur
geradzahlige
oder
ungeradzahlige
Bildzeilen
an einem
Auge ankommen.
Die Halbierung der
Auflösung für
jedes
Auge
steht
hoher Lichtleistung
und
absoluter
Bildruhe
entgegen.
3D Film - IMAX
Film
IMAX wurde
von kanadischen Firma IMAX entwickelt. IMAX verwendet das größte
Filmformat weltweit. Die sich daraus ergebende hohe Auflösung
von 40 bis 640 Millionen Bildpunkten ermöglicht Leinwandflächen
von 500 m² und mehr in ausgezeichneter Bildqualität. Das Wort „IMAX“
entstand aus den Worten „Images maximum“. Technisch wird das
IMAX-System durch die Verwendung von horizontal geführtem
70-mm-Film realisiert.
Bei der Aufnahme eines
IMAX-3D-Filmes wird für jedes Auge durch zwei Kameras je ein
Bild im Augenabstand aufgezeichnet. Das „IMAX 3D“-Verfahren
nutzt für die erforderliche Bildtrennung bei der Projektion die
Polarisationstechnik, um ein dreidimensionales farbiges Bild zu
erzeugen.
Die Filmprojektion erfolgt mit
linear polarisiertem Licht. Dabei sind die
Polarisationsrichtungen für das rechte und das linke
Teilbild gerade um 90 Grad verdreht (siehe Bild
Rechts). Der Betrachter trägt spezielle 3D-Brillen, die wiederum
durch entsprechende Polarisationsfilter dafür
sorgen, dass jedes Auge nur das für es vorgesehene Teilbild zu
sehen bekommt. Im Gehirn entsteht so der dreidimensionale
Filmeindruck. Das Bild wird auf eine Silberleinwand
projiziert, da herkömmliche Projektionsflächen die Polarisation
des Lichtes zerstören würden.
Den ersten 3D-Film im
IMAX-Filmformat gab es 1986. Doch erst seit den 90ern wurde die
Möglichkeit des 3D-Films intensiv im IMAX-Filmformat genutzt.
Neben der oben beschriebenen Polarisationstechnik kam auch die
Shutterbrille zum Einsatz:
Die Shutterbrille hat LCD-Gläser, die über Infrarot mit dem
Projektor synchronisiert werden. Der Projektor projizierte
abwechselnd ein Bild für das linke und rechte Auge auf die
Leinwand. Die Brille macht parallel das jeweilige
LCD-Brillenglas lichtdurchlässig bzw. undurchlässig. Dies
geschieht 96 Mal in der Sekunde, damit das Bild flimmerfrei
bleibt, und die Zuschauer keine Kopfschmerzen bekommen. Großer
Nachteil war aber das Gewicht der Brille und die Kosten
gegenüber einer Polfilterbrille. Die Shutterbrille wurde im
neuen Jahrtausend defakto von der Polfilterbille vom Kinomarkt
verdrängt.