Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


Fotbal ve 3D: když při natáčení udělají chybu, rozbolí vás hlava

Doporučujeme aktualizováno 
Letošní světový fotbalový šampionát se bude natáčet a nejspíš i vysílat ve 3D. I drobná chyba v produkci ale může divákům způsobit bolehlav. Nakoukli jsme pod pokličku produkce prostorového obrazu ve vývojovém centru Sony.

Sport, koncerty, filmy ... vše bude v obýváku 3D | foto: iDNES.cz

Speciální kamery, jiné úhly záběrů, opatrný střih. A také nové pracovní pozice, technické vychytávky a unikátní přenosový vůz. Ve vývojovém centru Sony v anglickém městečku Basingstoke se vše točí kolem 3D. Máme se na co těšit.

Jaké záludnosti natáčení 3D obrazu skýtá, jaká technika se k němu používá a jak se bude 3D vysílat jsme zjišťovali u těch nejpovolanějších, techniků společnosti Sony (3D kamery, 3D produkční technika, 3D projektory pro kinosály, 3D televizory a přehrávače pro domácnost), zástupců televizní stanice Sky (průkopník 3D záznamů a vysílání sportovních přenosů) a Telegenic (podílí se na výrobě 3D přenosových vozů).

Než se dostaneme k výrobě a distribuci 3D pořadů, podívejme se, jak mozek s prostorový obrazem pracuje.

Jak ošálit mozek, aby viděl 3D

Prostorový vjem obrazu vzniká až daleko za očima, ve zrakovém centru mozku. To vyhodnocuje najednou signály z obou očí, které díky vzájemné vzdálenosti 65 mm (průměrně) vnímají dva trochu rozdílné pohledy. Tomuto jevu se říká stereopse a mozek ho využívá k interpretaci (či iluzi) prostoru obrazu.

Vnímání prostoru ovlivňuje i mnoho dalších faktorů:

Zaostření: Mozek vyhodnocuje, jaké předměty jsou ostré a které se rozostřují. Pokud hledíte na žáka v první řadě, toho v desáté vidíte rozostřeně.

Perspektiva: Čím je předmět dále, tím je menší. Souběžné linie se opticky sbíhají. Ukázkovým příkladem jsou koleje, na obzoru se skoro protínají.

Okluze: Zakrytí jednoho předmětu druhým, přičemž platí, že překrývaný objekt je dále a překrývající blíže.

Světla a stíny: Představte si obličej bez jakýchkoli stínů, s rovnoměrným rozprostřením světla. Bude plochý. Teprve stínováním získá plastičnost a prostor.

Intenzita barev a kontrast: Bližší objekty mají sytější barvy a působí kontrastněji. Známe například z dovolených u moře, při pohledu na vzdálený břeh. Oproti našemu bezprostřednímu okolí je našedlý a nevýrazný.

Vzájemný (relativní) pohyb: Při pohybu hlavou (nebo kamerou) se bližší předměty pohybují rychleji než vzdálenější. Při jízdě autem se dopravní značky podél cesty rychle míhají, zatímco hora na obzoru se skoro nepohybuje.

Konvergence: Pokud oči sledují vzdálený předmět, hledí rovně. Při zaostření na bližší objekt se obě musí natočit směrem k předmětu, dojde ke sbíhání pohledů. Mozek tento pohyb oka nejen řídí, ale také zpětně registruje a vyhodnocuje.

Všechny výše uvedené aspekty se podílejí na vzniku prostorového vnímání obrazu. Všechny je tedy musí brát v potaz i filmaři při natáčení 3D filmů. Některé vzniknou sami od sebe, jiným musí pomoci.

Pro natáčení/zpracování zobrazení 3D obrazu je zcela klíčový jev, o kterém jsme mluvili hned zkraje: stereopse. Kameramani musí pracovat s dvojicí precizně aretovaných kamer (jedna kamera/jedno oko), dvojice obrazů musí projít zpracováním, musí být odvysílána a televizorem zobrazena. 3D brýle pak zařídí, aby levé oko vidělo pouze obraz levé kamery, pravé oko obraz pravé kamery. A dál je to jako naživo.

Dvě kamery - pro každé oko jedna

Zatímco vyrenderovat animovaný 3D film není pro studia již několik let takřka žádný problém, natočit působivý živý 3D film je zatím hodně komplikované.

3D obraz je totiž nutné natáčet dvěma kamerami naráz, přičemž obě musí být zcela identicky nastaveny, shodně ovládány a jejich vzájemná konfigurace musí splnit spoustu podmínek.

3D Sony 3D mirror rig

V jednodušší variantě upevnění je dvojice kamer postavena na jedné ližině bok po boku, u složitější varianty je jedna ve vodorovné a druhá ve svislé poloze a obraz je nasměrován pomocí zrcadel. Podobnými kamerovými systémy (jako na obrázku) byl natočen i Avatar.

Kamery musejí být ve stejné výšce a zafixovány ve stejném úhlu, jedna kamera nesmí mířit výš než druhá. To by mozek poznal a nutil oči udělat to samé, jedním koukat výš než druhým. Na takové kousky ale nejsou oči stavěny a sledování takových záběrů by rychle končilo bolestí hlavy. Lze říci, že přípustné není ani žádné jiné vzájemné naklopení kamer, ve všech případech by došlo ke zkreslení obrazu a prostorového efektu.

Shodně nastavená musí být i transfokace

méně střihů

Také vás občas štve moderní dynamický střih, kde než si stačíte záběr prohlédnout, již proběhly tři další? Toho se u 3D snad bát nemusíte.
Podle vyjádření techniků nelze ve 3D rychlý střih použít, protože by to vedlo k rychlé únavě zraku.

U 3D se budou častěji (doufejme) používat delší statické záběry a divák si tak může v prostoru vše v klidu prohlédnout a užít. Například hru na ploše tenisového kurtu.

kamery (zoom), obě musí snímat zcela stejný prostor. Totéž platí o ostření, obě kamery vždy musí ostřit ve stejné hloubce (zpravidla tedy na stejný objekt).

Protože na filmovém place objektivy kamer nahrazují lidské oči, musí musí být tak i vzdáleny. Osy objektivů by tedy měly mít rozteč zhruba 65 milimetrů. A to je, v případě rozměrnějších skel, poměrně problém.

Ačkoli již byly představeny 3D kamery, které sdružují optiku, snímače a elektroniku pro současné snímání dvou pohledů v jednom přístroji, filmaři zpravidla používají dvě samostatné kamery. Je to především proto, že mají širší možnosti výběru objektivů a především - 2K nebo 4K rozlišení.

HD, 2K, 4K

tedy vysoké, vyšší a ještě vyšší rozlišení

V domácnostech je teď nejvyšší rozlišení takzvané plné HD (Full HD). To znamená 1920 obrazových bodů na řádek a 1 080 řádků. 2K se zatím používá především pro profesionální natáčení a v digitálních kinech. Rozlišení je o trochu větší, 2048 x 1080 pixelů. 4K do českých kin teprve nesměle nakukuje a používají ho někteří filmaři. I na velikém plátně nabízí špičkově detailní obraz, rozlišení je totiž 4096 x 2160 obrazových bodů. Pro představu o náročnosti datového toku: za jednu sekundu je promítnuto 24 (u 3D 48) obrazových snímků v rozlišení 8,85 MPix.

Obě kamery tak musí být připojeny na speciální mechanismus, kterému se anglicky říká "3D rig", tedy něco jako 3D montážní systém. V podstatě jde o složitější stativ, na kterém je zcela přesně a kalibrovatelně uchycena dvojice kamer. Jejich konfigurace musí splnit výše zmíněné podmínky.

3D rigy lze rozdělit na dvě skupiny podle umístění kamer. U toho jednoduššího jsou obě kamery na jedné ližině vedle sebe. Technicky jednodušší řešení má ale tu nevýhodu, že ne vždy se kamery vedle sebe vejdou tak, aby byly středy objektivů ve vzdálenosti 65 mm.

Složitějším, ale ve výsledku vhodnějším řešením, je takzvaný "3D mirror rig". Zde se kamery netísní vedle sebe, ale jedna je uchycena vodorovně, druhá o něco níž svisle. Objektivy obou kamer míří do tmavého boxu se zrcadlem, jedna kamera tak natáčí obraz odražený. Díky tomu ale mohou být osy objektivů v optimální vzájemné vzdálenosti.

3D rig

3D mirror rig: A) zracadla rozdělující obraz pro kamery, B) a C) snímací kamery, E) náhledový monitor, D) společné ovládání obou kamer

Před obrazovkou, za obrazovkou, napůl v obrazovce

Pokud jste již byli v kině na 3D projekci, jistě si pamatujete, že některé předměty vystupovaly před plátno, jiné se naopak vzdalovaly hluboko za plochu plátna. Na stejný efekt se můžete těšit i u sportovních přenosů a hraných filmů na domácím 3D televizoru.

Hloubku prostoru určuje jev, kterému se odborně říká paralaxa. Jeden obrázek vydá za tisíc slov.

3D - paralaxa

To zda se obraz jeví před obrazovkou nebo za obrazvokou ovlivňuje takzvaní paralaxa. C) je zobrazený předmět, A) je obrazovka a B) divák s 3D brýlemi
(pro zvětšení klikněte na obrázek)

Pokud má být objekt v hloubce za obrazovkou, obraz pro pravé oko je posunut do pravé strany (a obraz pro levé do pravé strany). A naopak, pokud má předmět vystupovat před obrazovku, obraz pro pravé oko je posunut doleva (a obraz pro levé oko naopak do prava).

Z tohoto principu se však odvíjí dvě záludnosti, se kterými je potřeba při natáčení a hlavně při střihu počítat.

Záludnost prvá: Při střihu či švenku nelze přejít z negativní paralaxy přímo do pozitivní paralaxy (vice versa), protože na to mozek není zvyklý a vedlo by to k bolesti hlavy. Je nezbytné přecházet přes nulovou paralaxu, tedy obraz na úrovni obrazovky. S tím je potřeba při natáčení a střihu počítat, oproti 2D natáčení je to určité omezení.

Záludnost druhá: Nečekaným problémem jsou odchody z a příchody na obrazovku. Představte si, že osoba v popředí (před obrazovkou - negativní paralaxa) odchází na pravé straně obrazovky pryč mimo zobrazenou plochu. V tu chvíli zmizí postava z obrazovky dříve ve snímcích pro levé oko, a teprve později později pro pravé oko. S tím se mozek nemůže v běžném životě setkat (při reálném pohledu by nejdříve postava zmizela pravému oku, teprve poté levému) a takový záběr by působil rušivě.

3D - vystup z obrazu

Pohyb předmětu mimo obraz. Pokud je v popředí, může způsobit problém.

(pro zvětšení klikněte na obrázek)

Protože vyvarovat se takových situacích nelze (týká se všeho v popředí), je potřeba při produkci takováto místa upravovat maskováním takzvaným "floating window", tedy létajícím okénkem. Tím se vykryje předmět ze snímků i pro druhé oko. Mozku tento trik neodhalí a výsledný pohled je přirozený.

Záludnost titulková: Všechny doplňkové texty a grafika musí být umístěna do popředí, tedy před nejvystouplejší objekt. V opačném případě by došlo k rozpadu prostorového vjemu. Obecně však lze říci, že titulky a podobné prvky jsou v 3D obraze rušivé a snižují požitek z prostorového vyjádření obrazu.

Kam s ním a jak ho tam dostat

Signál 3D obrazu je fyzicky tvořen dvojicí signálů z jednotlivých kamer. V současnosti se k záznamu 3D obrazu využívají profesionální kazetový formát HDCAM-SR, nebo optické disky XDCAM HD a XDCAM EX.

Aktuálně nejčastějším řešením je využití standardní videoeditační a záznamové techniky, přičemž se vstupní a výstupní terminály používají vždy v páru (pro oba obrazy) v Dual Link zapojení.

To je však jen dočasné řešení, začíná se totiž objevovat elektronika s takzvaným 3G-SDI rozhraním. Zde jsou obra dva signály přenášeny jedním kabelem. Jak to vypadá?

Běžný 2D signál je přenášen ve tvaru Pb Y Pr, tedy, složek Y (jasový signál), Pb (rozdílový signál mezi modrou barvou a jasovým signálem) a Pr (rozdílový signál mezi červenou barvou a jasovým signálem). U Dual Linku jsou tyto signály vedeny zvlášť, tedy 2 x (Pb Y Pr). U 3G-SDI jsou signály sloučeny a putují ve tvaru PbPb YY PrPr. To ohromně zjednoduší zapojení 3D snímací, záznamové a editační techniky, protože pro přenos 3D obrazu bude potřeba jen jeden kabel.

V prodeji jsou i převodní adaptéry mezi Dual Link a 3G-SDI zařízeními, které usnadní přechod studií na 3D.

Nejrychleji jsou samozřejmě pro 3D přizpůsobeny softwarové střižny, například nová verze Sony Vegas.

Kouzelná krabička zachrání nepovedené záběry a odvrátí bolesti hlavy

Chloubou vývojářů 3D divize společnosti Sony je 3D grafický systém MPE-200 a software MPES-3D01 pro real-time úpravy 3D videa. Ten dokáže zachránit drobné nedostatky vzniklé při natáčení a zpracovat 3D signál tak, aby divák dostal zcela optimálně vyjádřený prostor obrazu.

3D Sony procesor

3D procesor MPE-200 položený na HDCAM SR videorekordéru.

Ať se jedná o korekci rozdílně nastavených kamer (transfokace, barvy, výřez záběrů, nesouběžné linie, pootočení jednoho z obrazů ...), vše dokáže v reálném čase napravit. Samozřejmě, čím lépe nastavený byl kamerový systém, tím lépe výsledek vypadá. MPE-200 není všemocný a za úkol má ladit jen drobné nedostatky.

Jak jsme ale viděli na živé demonstraci, jeho vliv a možnosti jsou významné. Ruční nastavování hloubky prostoru živě snímané scény bylo opravdu působivé. Totéž platí i o přepínání mezi obrazovým výstupem záměrně nevhodně nastaveného kamerového systémem upnutém v mirror rig a obrazem zpracovaným v MPE-200.

3D Sony procesor monitor

Pracovní grafické prostředí 3D procesoru (fotka z monitoru)

Jeho výpočetní srdce tvoří procesory CELL, podobně jako v herní konzoli PlayStation 3. Použit může být jak živě při natáčení (zapojen za kamerami), tak i při post-produkci.

3D nemá nahradit 2D

S trochou nadsázky lze přechod ze 2D na 3D natáčení a produkci přirovnat k přechodu z monofonního ke stereofonnímu záznamu a reprodukci ve zvukové technice. S jedním důležitým rozdílem. Zatímco monofonní nahrávky se dnes již neprodukují, 2D bude vedle 3D dále koexistovat.

VŠE O 3D

Připravujeme pro vás další dva navazující články o 3D tématice. Ve druhé části se podíváme, jakým způsobem se bude 3D obraz vysílat, uvidíte stavbu 3D přenosového vozu a ukážeme si, na jaké technice doma 3D přijmete, či nahrajete. Ve třetím dílu si uděláme jasno v různorodých technologiích, které se pro iluzi 3D obrazu využívají.





Hlavní zprávy

Další z rubriky

Ilustrační foto
Netflix bude zdražovat dražší předplatné. Základní někomu zůstává

Americká videoslužba oznámila zhruba desetinové zvýšení cen.  celý článek

Fotografie údajného televizoru od společnosti Apple byly zveřejněny na...
Apple nejspíše chystá vlastní televizi. Utekly snímky z certifikace

Pokud něco v ekosystému Apple v současnosti chybí, jsou to televizory. Spekuluje se o nich už dlouho, nicméně nyní na internet unikly snímky z certifikační...  celý článek

Mapa předpokládaného pokrytí signálem DVB-T2 televize v prvním čtvrtletí 2018.
Nové pozemní digitální vysílání má mírné zpoždění

České radiokomunikace pomalu pokrývají území ČR signálem přicházejícího digitálního vysílání DVB-T2. V září však došlo k mírnému zpoždění.  celý článek

Najdete na iDNES.cz



mobilní verze
© 1999–2017 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je členem koncernu AGROFERT.