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Vol. 04
新年あけましておめでとうございます。このコーナーも4回目を迎え、ちょうど1年が経ちました。本年も3Dに関するトピックスを取り上げてまいりますので、どうぞよろしくお願いいたします。昨年はプロジェクションマッピングやYoutubeなどの新しい動きについて見てきましたが、新年早々のテーマは初心に帰り、「3D映像の仕組み」についてまとめてみることにしました。

■執筆者 町田 聡(まちだ さとし)氏 プロフィール
アンビエントメディア代表 コンテンツサービスプロデューサー。デジタルサイネージコンサルタント、3DメディアコンサルタントURCFアドバイザー。著書に「3Dマーケティングがビジネスを変える 3D映像/3Dデータ/メタバース/AR/位置情報」(翔泳社刊)、「はじめての3D映像制作」(オーム社)など。
町田氏が、NHK「サイエンスZERO」に出演されました!
  (放送:2012年11月25日(日)[ Eテレ] 午後11:30〜12:00)
  Twitter:http://twitter.com/machida_3ds
  facebook:http://facebook.com/machida.3DS

3D映像の仕組み(1) 〜メガネ式立体視〜

2010年からの3D映像に関する過熱気味な時期も過ぎ、2012年は停滞と言われながらも着実にコンテンツ数は増え、裸眼立体視を採用したテレビも登場、このペースでコンテンツの増加とハードウエアの開発が数年続けば、3D映像は必ず定着する流れに乗ると思われます。「3D映像の仕組み」をテーマとした理由は、その時こそ利用者側で3D映像の基礎を押さえておくことで、独自の活用方法やアイデアの実現に役立つと考えたからです。

 3D 映像方式の全体像

3D映像の解説書では、たとえば「偏光方式の原理」など個別の方式について詳しく述べているものは多いのですが、3D映像、つまり「立体視全体の種類や関係」について触れているものは少ないようです。これは、多くの種類があり、かつそれらの関係がわかるように整理するとなると、かなり複雑になるからでしょう。筆者もいくつかの方法で分類してみましたが、現在では図にある独自の分類方法を使っています。なぜ、これほど多くの方法があるかについては、先人の好奇心の賜物であり、人間は潜在的に立体的に物事を見たいという願望があるからだと思われます。写真や映像などのメディアを通して見る以外、人は立体的に見ているわけですから当然といえば当然です。
このことからも、人に負担をかけない立体視であれば必ず市場に受け入れられるはずです。

(1)その前に、立体視できない方がいることを忘れずに
3D映像に関わっていると、当然立体視ができることを前提にシステムを開発したり、コンテンツを制作することになりますが、中には立体視ができない方がいることも忘れてはいけません。左右の視力差が大きい、あるいは斜視の方など、立体に見えないか見えにくい方が、日本人の場合で10%近くいると言われています。特に不特定多数の方が参加するイベントや、学校教育で利用する場合などには注意が必要です。立体視ができないことが劣っているかのような表現はつつしみましょう。 両眼立体視ができなくても物事を立体的に捉えていないわけではなく、単眼立体視により十分に空間を把握することは可能です。これを体験するには片目をつぶってみれば分かります。

(2)機器を使わない方法
機器を使わない裸眼立体視のことを指しています。つまり、寄り目(交差法)や平行法で見る昔ながらの立体視の方法のことです。この方法は左右に並んだ映像をそれぞれの側の目で見るため、人により得意不得意があるようですが、多くの場合は練習によって見えるようになります。機器を使わない裸眼立体視は、印刷物やWeb、動画などに向いています。
3Dコンテンツを左右に並べればよいわけですが、その時は人の目の間隔である55mmを目安にそれ以上離れないようにしたり、大きさにも注意しましょう。

▲左:平行法 右:交差法

(3)機器を使う方法
特殊なディスプレイ(裸眼立体ディスプレイ)を使う方法と、特殊なメガネを使う方法があります。
さて、まずは大分類をみてみましょう。

 特殊なメガネを使う方法

これは「メガネ式3D」と言われるものです。実は特殊なのはメガネだけではなく、ディスプレイ側(コンテンツも含む)も特殊で、メガネとディスプレイがセットになっていないと立体視することはできません。
メガネ式3Dは、下記のタイプに大別することができます。ここにHMD(Head Mounted Display)が含まれるのは、筆者独自の分類です。これは、近年のHMD技術の進歩によりディスプレイを内蔵していてもメガネと同等な形状になっているためです。以下は、メガネ式3D方式の分類です。
  • パッシブ型(受動メガネ型=フィルタ使用)
  • アクティブ型(能動メガネ型=シャッター使用)
  • HMD 型(ディスプレイ直視型=ディスプレイ使用)
▲立体視の方法

(1)パッシブ型(受動メガネ型=フィルタ使用)
パッシブ型は各種のフィルタにより左右の映像を分ける方式で、さまざまな方式のものが使われています。今後も新しい発想のフィルタが出てくる可能性があります。

A)アナグリフ式
赤・青メガネと呼ばれるものですが、通常の赤青フィルタでは色を正しく見ることができません。色の改善を行った方式として、赤/シアン方式、アンバー/青方式、マゼンタ/緑方式、カラーコード方式などがあります。いずれもコンテンツ作成時の色味も各方式にあった調整が必要となります。また、ディスプレイやプロジェクターなどの色再現性の影響も受けるので、メガネとコンテンツがセットであっても特にメーカーや個体差により色味が違うテレビやプロジェクターなどを使用する時は、事前に十分確認する必要があります。

B)クロマデプス式
クロマデプス式は透明なフィルムに形成された微細なプリズムのように光が屈折するという原理(ブレーズド回折格子)を利用した方式を採用しています。この方式は他のメガネ式が左右の目に届く光を振り分けるため、つまり両眼立体視用なのに対して、赤が浮き出て、青が沈むという効果が得られるものです。主におもちゃや文房具で使われています。

C)偏光フィルタ式
フィルタ方式といえば偏光メガネと思われるほど、一般的になっている方法です。同じフィルタを左右で90度ずらしてプロジェクターやディスプレイに装着してあります。それに対応した方向のフィルターをメガネに装着することで、左右で異なる映像を見ることができます。さまざまな角度で貼られている可能性があるので、同じ偏光メガネであっても角度が違う場合は見ることができません。その方向は一見わからないので、混乱する場合もあります。また、今までの話は直線偏光式についてですが、円偏光式を利用することで、取り付け角度に関係なく見ることができます。ただし円偏光式の場合は、右回りか左回りかの違いがあります。これがプロジェクタと合っていないとやはり見ることはできません。

D)分光フィルタ式
映画用にドルビー3Dが採用している方式で、ドイツのメーカーが開発した方式です。フィルタが高価なため、メガネに小さく使われるなどコスト面が視認性に影響しているいるようです。光をバンドで左右に分けることのできる分光フィルタを使用しています。

(2)アクティブ型(能動メガネ型=シャッター使用)
日本の3Dテレビメーカーの大半が採用した、赤外線やブルートゥースによる切り替え信号で液晶シャッターを開閉する方式。従って同時に左右で見ることはできないものの、高速で切り替わるので結果的に左右で異なる映像を見ているようになる方式です。しかし、蛍光灯の点滅などと干渉したり、電池が必要になるため、偏光式に比べて重いなど、家庭ではなかなか受け入れにくいようです。

(3)HMD 型(ディスプレイ直視型=ディスプレイ使用)
近のHMDの小型化はめざましく、メガネに小型ディスプレイが内蔵されたデザインのものもでてきており、向いた方角がわかるジャイロ機能や、ビデオカメラを内蔵したものまで出てきています(米国vuzix社など)。

次回は、裸眼立体視についてです。お楽しみに。
 ※社名・製品名は一般的に各社の登録商標または商標です。


     
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