TV 3D cercasi standard disperamente

Gennaio 2010. Il gradimento che il pubblico ha dimostrato verso le prime dimostrazioni di TV 3D è stato, a detta di molti, superiore a quello riscontrato per il passaggio dalla TV con definizione SD a quella con definizione HD. Per successo e popolarità il passaggio alla TV 3D sarebbe paragonabile alla transizione dalla TV in b/n a quella a colori.

Se si arriverà, nel corso del 2010 come sembra, a definire uno standard comune, la diffusione della TV 3D presso il pubblico potrebbe essere così vasta che fra soli 5 anni ricorderemmo la fase attuale della Tv come “quella in cui vi era la Tv in Alta Definizione solo a due dimensioni”, senza la profondità e l'effetto coinvolgente delle immagini tridimensionali.

Un'indagine di mercato presentata all'IBC 2009 ha rilevato che dei 49 milioni di spettatori che in USA hanno già visto film 3D al cinema, il 40% preferisce la visione 3D rispetto a quella 2D e sarebbe interessato a vedere la TV 3D a casa propria, senza avere particolari preclusioni sull'impiego di occhiali speciali.
Secondo tale ricerca i televisori 3D Ready nel 2014 raggiungerebbero il 45% delle famiglie in USA e il 24% delle famiglie in Europa.

Nel cinema 3D molti spettatori hanno già avuto modo di vedere cartoni animati colossal con primi piani creati ad hoc per gli effetti 3D, con oggetti volanti che ci sfiorano, persone e animali che ci travolgono (figura 1).

In tutte le varie mostre internazionali sul broadcasting succedutesi nel 2009, come CES di Las Vegas, IFA di Berlino, IBC di Amsterdam fino al più recente CEATEC di Tokyo, è stato anche possibile osservare in 3D riprese di eventi sportivi e di concerti.

Inutile dire che tali dimostrazioni sono state la maggiore attrazione delle varie fiere. Infatti, nelle riprese di Calcio risulta piuttosto realistico vedere in primo piano i contrasti fra i giocatori e il pallone che entra in rete verso di noi.
Nella Formula Uno le vetture sembrano uscire dallo schermo. Nell'atletica le situazioni per apprezzare le riprese 3D sono ancora più numerose, come salto e corsa.
Nei concerti vedere Bono che canta sul palco e si avvicina rivolgendoci lo sguardo fa un certa impressione, sembra proprio di essere in prima fila al concerto degli U2.

Generazioni a confronto
Vi sono tre distinte generazioni per i sistemi in grado di offrire immagini tridimensionali.

1. La prima generazione è legata all'impiego di appositi occhiali stereoscopici, passivi o attivi, che inviano allo spettatore riprese separate per l'occhio sinistro e destro che vengono combinate dal cervello creando l'effetto stereoscopico. La versione con occhiali passivi a lenti polarizzate è utilizzata nel cinema 3D, mentre per la televisione è stato sviluppato sia nella versione con occhiali a lenti polarizzate sia nella versione con occhiali attivi tipo shutter glasses. Sono stati invece abbandonati gli occhiali a lenti con colori complementari poiché le immagini 3D risultanti presentano una gamma di colori molto modesta.

2. La seconda generazione fa uso di display autostereoscopici, che non richiedono l'impiego di occhiali. Nonostante numerosi sviluppi in corso, i display autostereoscopici hanno ancora scarse prestazioni, insoddisfacente risoluzione dell'immagine, un limitato angolo di visione, il tutto completato da costi del display inaccessibili per il normale consumatore. Lo scarso mercato finora perseguito è soprattutto quello degli show room, per richiamare l'attenzione del pubblico con immagini 3D.

3. La terza generazione impiega immagini olografiche, richiede tecniche di ripresa e di presentazione piuttosto complesse, nonché di capacità trasmissive notevolmente elevate. Potrebbe vedere sviluppi significativi solo fra qualche decennio.

In figura 2 è riassunto il passaggio dalle varie generazioni, ai sistemi di trasmissione, ai tipi di display con relativi occhiali.

Obbligo delle lenti
I sistemi di TV 3D prossimi ad entrare sul mercato appartengono alla prima delle tre generazioni possibili per la tecnica di visione tridimensionale, che prevede l'impiego di occhiali.
Le due riprese, effettuate con due telecamere corrispondenti all'occhio sinistro e destro, vengono codificate, trasmesse e decodificate per poi essere presentate su display adatti per la visione con occhiali polarizzati oppure con occhiali tipo shutter glasses.

I costruttori portano avanti lo sviluppo di entrambi i sistemi con occhiali a lenti polarizzate e con occhiali attivi, perseguendo tre obiettivi fondamentali:
- mantenere una definizione almeno uguale a quella dell'HDTV,
- utilizzare codifiche che consentono di riutilizzare per la trasmissione lo stesso canale e la stessa infrastruttura della HDTV,
- ridurre al minimo l'affaticamento della vista dovuto all'uso degli occhiali, con opportune tecniche di ripresa e di riproduzione sul display,
- ridurre al minimo il costo di un nuovo display 3D ready.

I maggiori broadcaster, avendo percepito il grosso appeal sul pubblico generato dal cinema 3D, scalpitano per iniziare la diffusione di programmi 3D che vorrebbero iniziare già nel 2010, come annunciato da BSkyB e da BBC approfittando dei grossi appuntamenti sportivi previsti, fra cui la World Cup in Sud Africa. Anche la produzione di dischi per il video  propone sistemi per film 3D sui dischi Blu-ray.

Tutto ciò ha preso un po' in contropiede gli enti standardizzatori che non hanno ancora stabilito uno standard per la TV 3D e che ora dovranno affrettarsi a concordare regole e specifiche che assicurino la compatibilità fra i prodotti di diversi costruttori. Come normalmente accade, le industrie già in prima linea nelle dimostrazioni di soluzioni TV 3D faranno da riferimento per il varo del nuovo standard.

Trucchi ben congegnati
Una volta disponibili le immagini di sinistra (L) e di destra (R) di una camera di ripresa stereoscopica occorre inviarle allo spettatore con modalità tali da ricreare l'effetto stereoscopico su un display. Per realizzare ciò sono state sviluppate diverse soluzioni, fra le quali verrà scelto lo standard di TV 3D (figura 3).

a) Immagini L e R a colori complementari (anaglifiche): le immagini sinistra e destra sono inviate sovrapposte, ciascuna colorata con un colore dominante complementare di quello dell'altra immagine (ad es. Rosso e Blu o Verde). Lo spettatore utilizza occhiali con lenti a colori complementari, di cui ciascuna blocca l'immagine dello stesso colore e lascia passare solo quella con il colore complementare.
Questo sistema ha il vantaggio di non richiedere display speciali, ma utilizza un normale pannello a colori. I principale svantaggio è la scarsa fedeltà dei colori, oltre a presentare problemi di “ghosting”, perciò è stato abbandonato per l'impiego nella TV 3D, mentre è rimasto in uso per i giochi 3D sui display dei computer (figura 4).

b) Immagini L e R con scansione interlacciata in unico quadro: ciascuna immagine viene campionata con metà della propria definizione a 100/120 Hz e i relativi campioni vengono trasmessi in punti alternati L e R o in righe alternate L e R. Gli occhiali  passivi o attivi consentono di inviare le immagini L e R separatamente all'occhio sinistro e destro (figura 5). L'immagine 3D combinata nel cervello ha una piccola perdita di definizione rispetto all'immagine completa, perdita che si può compensare migliorando leggermente la codifica di compressione. Il vantaggio è di utilizzare un solo canale di trasmissione. Viene richiesto un display speciale. Tale sistema offre il migliore compromesso fra qualità dell'immagine 3D e la capacità richiesta per la trasmissione, perciò è il sistema preferito per la trasmissione broadcasting.

c) Immagini L e R HDTV complete trasmesse in successione temporale a 100/120 Hz e combinate sullo spettatore con occhiali attivi tipo shutter glasses, sincronizzati con la sequenza temporale, che permettono di vedere solo l'immagine relativa a ciascun occhio. Tale sistema offre la massima qualità dell'immagine 3D, ma ha l'inconveniente di richiedere una capacità doppia rispetto alla soluzione interlacciata.

d) Una immagine 2D più un segnale differenza fra L e R: il segnale differenza presenta solo le informazioni diverse da quelle del flusso principale co nsentendo di ricostruire nel ricevitore i due segnali L e R.
La capacità totale richiesta è pari a circa 1,5 volte rispetto al segnale 2D. Il sistema è utilizzato per produrre immagini 3D partendo da immagini 2D mediante opportuni software. Questo è il sistema che Panasonic ha ufficialmente proposto alla Blu-ray Disc Association come standard  per lo storage di materiale cinematografico 3D su Blu-ray Disc, contestualmente ad un nuovo standard HDMI in grado di far transitare tale segnale.

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