Was ist 3D?
3D ist die Abkürzung für „Dreidimensional„. Physische Objekte in der realen Welt können in drei Dimensionen bemessen werden, indem man die Länge, Höhe und Weite des betreffenden Gegenstand berechnet. Wenn wir uns ein Objekt in der realen Welt ansehen, können wir normalerweise nur zwei Dimensionen (Zweidimensionale Sicht) - z.B. Länge und Weite erfassen, aber wir sind auch fähig die Tiefe dieses Gegenstandes wahrzunehmen.

Normalerweise sehen wir die Welt mit zwei Augen, aber jedes Auge ist gegenüber seinem Pendant ein wenig anders positioniert, so dass es einen kleinen Perspektivenunterschied wahrnimmt. Im Grunde genommen denken wir nicht viel über die beiden Perspektiven nach, doch wir alle haben schon mal bewusst die Perspektivenunterschiede beider Augen ausprobiert und festgestellt, wie anders die Sicht im linken und im rechten Auges für sich allein genommen ist.

Trotz der Tatsache, dass jedes Auge ein unterschiedliches Bild wahrnimmt, sehen wir doch unbewusst ein Gesamtbild. In einem Prozess, Stereopsis genannt, kombiniert unser Gehirn die Perspektiven beider Augen zu einem einzigen Bild und das Endresultat davon ist ein dreidimensionaler Eindruck mit Tiefenwahrnehmung. Das Wort „Stereopsis„ setzt sich zusammen aus den griechischen Wörtern Stereo, was „Solide„ und Opsis was „Sicht„ bedeutet. Stereopsis wurde im Übrigen zuerst 1838 von Charles Whetstone beschrieben, aber Künstler und Wissenschaftler sind seither gleichermassen von dem Thema fasziniert.

Während die meisten Menschen 3D normal wahrnehmen können, leiden ziwschen drei und 15 Prozent der an einer 3D-Sehbinderung. Abhängig von der Qualität einer 3D-Präsentation ist es diesen Menschen nicht oder nur begrenzt möglich, 3D-Tiefe wahrzunehmen. Gründe dafür sind zumeist eine merklich schlechtere Sehstärke eines Auges oder die Unfähigkeit beide Augen auf einen inneren Punkt zu konzentrieren.

Tiefenwahrnehmung
Normalerweise verfügen Menschen über zwei funktionale Augen. Diese „Binokulare Sicht„ befähigt zur Tiefenwahrnehmung und lässt zum Beispiel einen Jäger die Distanz zu seiner Beute abschätzen. Doch Tiefenwahrnehmung resultiert auch aus einer Vielzahl an monokularen Hinweisen.

Ihre Erinnerung an die Größen und Formen von verschiedenen Objekten – kombiniert mit den relativen Größenverhältnissen, welche Sie wahrnehmen, ermöglicht es Ihnen Distanzen abzuschätzen.

Perspektive – Objekte in größerer Distanz erscheinen kleiner als nahgelegene Objekte. Parallele Linien scheinen bei zunehmender Distanz zusammenlaufend. Dieser Effekt ist offensichtlich, wenn Sie auf einer geraden Straße stehen und diese entlangblicken.

Überlappung (Interposition) – wenn wir zwei Objekte überlappend sehen, bemerken wir automatisch, dass das verdeckte Objekt weiter entfernt ist.

Schatten und Höhepunkte – helfen uns Objekte, die hoch aufragen oder im Hintergrund stehen einzuordnen.

Parallax – während wir uns bewegen, bemerken wir, dass die relative Position von nahen Objekten sich schneller verändert, als die von entfernten.

Texturgradient – auf Oberflächen mit geordneten Mustern, können wir die Distanz auf Grund der Abstände in diesen Mustern beurteilen. Wenn die Abstände und die Motive größer sind, wissen wir, dass diese Stelle näher bei uns liegt.

Luftqualität – Weit entfernte Objekte sind oft durch Nebel und Dunst nicht oder nur schwer sichtbar.

All diese Hinweise vermitteln Tiefeninformation, selbst dann, wenn wir eine Szene nur mit einem Auge sehen. Sie helfen uns auch Tiefen wahrzunehmen, wenn wir zweidimensionale Bilder betrachten. Künstler und Filmschaffende haben es verstanden, diese wichtigen Mittel der Wahrnehmung für sich zu nutzen, um ihren Fotos, Bildern und Filmen ein Gefühl der Tiefe und der Realität hinzuzufügen.
Natürlich ist ein 2D-Film nichts weiter als eine zweidimensionale Fläche, die einen 3D-Effekt vortäuscht. Sobald Sie einen 2D-Film sehen, sind und bleiben Ihre Augen während der Wiedergabe auf den Bildschirm fixiert (der immer in der selben Sichtdistanz verweilt). Sie benötigen keine zwei Augen, um Tiefe wahrzunehmen, aber Sie benötigen zwei Augen, um 3D zu sehen.
3D-Filme vermitteln jene Bilder, die Sie sehen würden, wenn Sie in der Position der 3D-Kamera stünden. Objekte erscheinen in verschiedenen Distanzen angeordnet und das Publikum muss seine Augen auf jene unterschiedliche Distanzen fokussieren, um die jeweiligen Objekte in der Szene zu sehen.

Stereoskopische Vision
Zusätzlich zu all den zuvor beschriebenen monoskopischen Tiefenmerkmalen, können die meisten Otto-Normal-Filmgucker mit guter Sehstärke Tiefe auf Grund von unterschiedlichen Bildern für das jeweilige Auge wahrnehmen. Diese „Retinale Disparität“ wird im visuellen Kortex des Gehirns verarbeitet, woraus eine automatische Kombination von zwei Bildern entsteht, nebst einem Sinn für Objekttiefe und Oberflächen.

In der „echten“ Welt sieht jedes Auge eines Augenpaares ein anderes Bild, auf Grund der unterschiedlichen Positionierung. 3D-Videos tragen diesem Phänomen Rechnung, indem Sie das Filmsignal für jedes Auge getrennt abstrahlen.

Indem man ein separates Bild für jedes Auge zeigt, wird ein 3D-Bild kreiert. Objekte in einem 3D-Bild können im Vorder- oder Hintergrund der Leinwand erscheinen.

Ein 3D-Video erstellen
Um die Illusion zu erzeugen, man wäre „mittendrin“ und um unserem Gehirn zu vermitteln, dass die gesehene Szene so wäre, als würde man sie real erleben, muss die Kamera eine Filmszene für beide Augen separat aufnehmen. 3D-Kameras haben zwei Linsen, welche parallel angeordnet ein paar Zentimeter auseinander liegen. Bei 3D-Kameras gibt es sowohl die mit Einzel-, als auch Doppelobjektiv, letztere mit separaten 3D-Linsen in einer jeweils eigenen Einfassung.
Durch die Aufnahme und spätere Wiedergabe von unterschiedlichen Bildern für jedes Auge können 3D-Filme und Videosysteme Szenen simulieren, die der realen Sicht nahe kommen, welche wir erleben würden, wenn wir in der Position der filmenden 3D-Kamera stünden.
Die spätere „interokulare Distanz„ (Abstand zwischen zwei Augen) liegt bei ungefähr 6,2 cm. Die interokulare Distanz ist die wichtigste Variable in 3D-Kamerasystemen. Je weiter der Abstand zwischen einem Linsenpaar, desto größer ist der 3D-Effekt. Kameras mit einem Linsenabstand von 6,2 cm werden als orthostereoskopisch bezeichnet. Eine solche Konfiguration versucht so genau wie möglich die menschliche Sicht wiederzugeben.

Ein anderer wichtiger Parameter ist der Konvergenzwinkel. Durch die Anordnung von zwei Kameralinsen nebeneinander, ist es möglich, beim Betrachter den Eindruck von vor dem Bildschirm erscheinenden Objekten zu erwecken. Auch Objekte in einer infiniten Distanz werden auf dem Bildschirm wiedergegeben. Um einen stärkeren 3D-Effekt erzeugen zu können, muss die Kameralinse leicht nach innen gewinkelt (konvergiert) werden. Dank dieser Konfiguration können Objekte in dem Abstand, in welchem die optischen Linsen konvergieren, später auf dem Bildschirm erscheinen.

Nähere Objekte erscheinen vor dem Bildschirm, während entferntere dahinter erscheinen. Kameras, wie die Panasonic AG3DA1 (wie oben abgebildet) erlauben es den Konvergenzwinkel so zu justieren, dass die gewünschte Abfluchtung der Distanzen möglich gemacht wird.

3D-animierte Filme
3D-animierte Filme werden mittels 3D-Objektmodellierungssoftware erstellt. Das Genre solcher Filme wurde zuerst von Disney-Pixar mit dem Film Toy Story auf die Leinwand gebracht. Charaktere und Szenarien des Films wurden als dreidimensionale Modelle generiert. Natürlich werden solche Modelle zumeist in 2D-Standardbilder zur Wiedergabe zurückgesetzt. Moderne Computerspiele werden in einer ähnlichen Art und Weise gerendert, allerdings in Echtzeit, wenn man das Spiel spielt.

Ein großer Vorteil von 3D-Animationen ist, dass sie auch in 3D-Qualität übersetzt werden können. Um eine 3D-Version eines Filmes zu erhalten, wird er in zwei separate Abschnitte übersetzt - eine für jedes Auge. Für den zweiten Abschnitt bewegt der Filmmacher die Kamera einfach 6,2 cm zur Seite, um das Video für das zweite Auge zu erzeugen.