3D durch Polarisationstechnik
Prinzip der zirkularen Polarisationstechnik (realD-Verfahren)
Wie Sie schon im Hauptkapitel erfahren haben, ist das Grundprinzip der 3D-Technik, dass jedes Auge ein anderes Bild aus einer etwas anderen Perspektive sieht. Das Farbanaglyphenverfahren nutzt dazu rote und grüne Filter, die jeweils ein Bild herausfiltern. Das moderne realD-Verfahren nutzt zirkulare Polarisation. Das bedeutet zunächst, dass das linke und rechte Bild unterschiedlich polarisiert werden - eines linkszirkular und eines rechtszirkular. Sie wissen nicht, was das genau ist? Lesen Sie im Lexikon dann erstmal den Eintrag über zirkulare Polarisation.
Das rechts- und das linkszirkular polarisierte Bild werden nun auf die Leinwand projiziert. Hierbei ist wichtig, dass es sich um eine Leinwand aus elektrisch leitfähigem Material handelt, denn nur solche Materialien können die Polarisation erhalten. 3D-Kinofilme mit dieser Technik müssen daher in speziell ausgestatteten Kinosälen mit silberbeschichteten Leinwänden gezeigt werden. Die von der Leinwand zurückreflektierten Bilder sind also auch polarisiert. Bei normalen Leinwänden ginge die Polarisation verloren und damit natürlich auch der 3D-Effekt.
Nun wird das Ganze mit der speziellen 3D-Brille betrachtet. Diese Brillen enthalten Filter, die zirkular polarisierend wirken. Das Auge mit dem linkszirkularen Filter kann nun das rechtszirkulare Bild nicht sehen und umgekehrt. Dadurch erhält man die Trennung der beiden Einzelbilder. Im Kino wird das in der Regel so realisiert, dass der Projektor abwechselnd das linke und rechte Bild zeigt und ein schaltbarer Filter davor das entsprechende Bild jeweils links- oder rechtszirkular polarisiert. Dies geschieht jedoch sehr häufig pro Sekunde, sodass das trägere menschliche Auge kein Flimmern wahrnimmt (neueste Techniken zeigen doppelt soviele Bilder pro Sekunde wie üblich, sodass Bewegungen noch "glatter" wirken).
Abb.1 zeigt nun das vollständige Schema zur Funktionsweise des Verfahrens. Vom Projektor wird zunächst das Licht, also die Bilder des Films abgestrahlt, bzw. - im Schülerlabor - ein Dia durchleuchtet. Das Licht läuft nun durch einen linearen Polarisationsfilter und dann durch ein Lambda/4-Plättchen, sodass es dahinter zirkular polarisiert ist. Das linke Bild soll bespielsweise rechts- und das rechte Bild linkszirkular polarisiert sein. Die Bilder werden dann etwas versetzt zueinander auf die Leinwand projiziert. Diese ist elektrisch leitfähig und erhält Polarisationseigenschaften (aber Achtung: Nach Reflexion wird das rechtszirkular polarisierte Licht linkszirkular polarisiert und umgekehrt). Die realD-Brille ist nun so eingestellt, dass sie für das linke Auge die entsprechende zirkulare Polarisationsrichtung des linken Bildes durchlässt und das Bild, das für das rechte Auge bestimmt ist, sperrt. Für das rechte Auge wird das rechte Bild durchgelassen und das linke gesperrt. (Tipp für einen interessanten Selbstversuch dazu: Stellen Sie sich mit einer solchen Brille einmal vor den Spiegel und schließen Sie ein Auge!)
Abb. 1: Prinzip der 3D-Technik mit zirkularer Polarisation. 1) Bild 2) linearer Polfilter 3) Lambda/4-Plättchen für linkes Auge
4)5)6) jeweils selbes für rechtes Auge 7) elektrisch leitfähige Leinwand 8) realD-Brille mit entsprechenden Komponenten
(Bild: A. Hasenohr)
Der Vorteil an der zirkularen Polarisationsmethode ist, dass der Kopf beliebig geneigt werden kann, ohne dass das Bild dunkler bzw. schlechter wird, was z.B. bei der linearen Polarisationstechnik der Fall ist. Zudem ist die Farbechtheit sehr gut im Gegensatz zum Farbanaglyphenverfahren.
Unser Versuch im Schülerlabor - Lernen Sie, wie man 3D-Projektionen selbst herstellt
Im Schülerlabor können wir natürlich keine ganzen Filme produzieren, sehr wohl aber 3D-Bildprojektionen. Im Schülerlabor-Versuch müssen Sie zunächst entsprechende Kinobrillen daraufhin analysieren, wie ihre Filter aufgebaut sind und wirken. Schließlich sollen Sie eine Projektion aufbauen, die ein 3D-Bild auf einem metallischen Schirm entstehen lässt, das man mit der 3D-Brille betrachten kann. Sie werden sehen, dass diese Technik im Grunde relativ einfach und kein Hexenwerk ist. Wenn Sie die Physik dahinter verstanden haben, können Sie problemlos eine Polarisations-3D-Projektion selbst erstellen und dies mit dem Gelernten auch zuhause selbst nachbauen. Darüberhinaus können Sie im Schülerlabor außerdem Ihre eigenen 3D-Aufnahmen mit Anaglyphentechnik herstellen.