Aktives oder passives 3D – welche Performance bieten beide Technologien?

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Aktives oder passives 3D – welche Performance bieten beide Technologien?

Wie funktioniert 3-D?

Charakteristisch für 3-D ist eine vom Zuschauer getragene Brille. Letztere ist der entscheidende Schlüssel, um das auf der Leinwand oder dem Display gezeigte Bild in drei Dimensionen erscheinen zu lassen. Setzen Sie die Brille ab, sehen Sie eine verschwommene Anzeige. Der Grund: Beide Augen nehmen ohne die Brille Bilder wahr, die teilweise nicht für sie bestimmt sind. Die 3-D-Technik sendet gezielt an das linke oder das rechte Auge adressierte unterschiedliche Bilder aus. Das Gehirn setzt die beiden Wahrnehmungen anschließend zusammen und berechnet über die Unterschiede die Tiefe. Dadurch entsteht der Eindruck des räumlichen Sehens. Dank der aufgesetzten Brille erreichen jedes Auge ausschließlich die dafür gezeigten Bilder. Hinsichtlich der Funktionsweise der Brillen existieren unterschiedliche Möglichkeiten.

Die älteste Technik ist das Farbanaglyphenverfahren. Dieses legt Bilder aus zwei Perspektiven übereinander. Zur anschließenden Trennung für den Beobachter sind die Bilder in zwei unterschiedlichen Komplementärfarben eingefärbt. Mit einer Brille mit identisch gefärbten Linsen erkennt der Zuschauer die beiden Bilder für jedes Auge getrennt. Durchgesetzt hat sich das Verfahren in den Farben Rot und Cyan. Die Qualität der besagten Technik ist eingeschränkt. Dasselbe gilt für die Schärfe. Das Farbanaglyphenverfahren spielt in der heutigen Fernseher- und Beamerbranche keine Rolle mehr.

Aktives und passives 3-D

Stattdessen haben sich folgende beide Lösungen durchgesetzt:

  • Das aktive 3-D basiert auf einer sogenannten Shutterbrille,
  • passives 3-D arbeitet mit einer Polarisationsbrille.

Beide genannten Alternativen sind sowohl in den Kinos wie auch bei 3-D-Fernsehern und -Beamern zu finden. Im Kino dominieren die Polarisationsbrillen. Dort nimmt Ihnen der Betreiber des Kinos die Entscheidung für eine der beiden Techniken ab. Anders gestaltet sich die Lage beim Kauf eines 3-D-fähigen TV-Gerätes beziehungsweise eines Projektors. Sie wählen ein Gerät mit aktivem oder passivem 3-D.

Dieser Ratgeber unterstützt Sie bei Ihrer Auswahl. Sie erhalten ausführliche Informationen über die Funktionsweisen. Anschließend folgen Ausführungen zu den Stärken und Schwächen beider Lösungen. Die nachfolgenden Erläuterungen gelten gleichermaßen für 3-D-Fernseher und für 3-D-Beamer.

Passives 3-D: Funktionsweise des Polarisationsverfahrens

Das Polarisationsverfahren – auch "passive 3-D-Technik" genannt – basiert auf einer vergleichsweise einfachen Technik. Bereits die Projektion der 3-D-Filme in den 50er-Jahren erfolgte nach besagtem Projektionsverfahren. Ein 3-D-Fernseher mit Polarisationstechnik zeigt zeitgleich die Bilder für beide Augen. Das realisieren die Hersteller durch polarisiertes, gerichtetes Licht. Unpolarisiertes Licht schwingt auf vielen Ebenen. Gerichtetes Licht hat eine bestimmte Wellenlänge. Passives 3-D arbeitet mit linearer oder zirkularer Polarisation.

Linear polarisiertes Licht schwingt auf einer vorgegebenen Ebene. Das dazugehörige Polarisationsverfahren unterteilt die Anzeige in horizontale und vertikale Lichtwellen. Die horizontalen Lichtwellen sind für ein Auge reserviert, das andere Auge erhält in vertikaler Richtung schwingendes Licht. Eine spezielle Beschichtung des Displays oder der Leinwand reflektiert das polarisierte Licht zum Zuschauer. Ohne Beschichtung verliert das Licht seine Richtung und streut. Die erforderliche 3-D-Brille verfügt über unterschiedlich ausgerichtete Polarisationsfilter in den Gläsern. Die Filter lassen für jedes Auge das dazu gehörige polarisierte Licht durch. Dadurch sehen das linke und das rechte Auge jeweils das für sie bestimmte Bild. Das zirkulare Polarisationsverfahren arbeitet ähnlich. Anstelle einer linearen horizontalen oder vertikalen Richtung ist das Licht links- beziehungsweise rechtsdrehend polarisiert. Erneut lassen die Brillengläser je eine Polarisation durch. Das Kleinhirn setzt das Gesamtbild anschließend zusammen. Die Brillen verfügen über keinen aktiven Mechanismus. Das Polarisationsverfahren gilt daher als "passives 3-D".

Dreidimensionale Anzeigen mit Shutterbrille – so arbeitet aktives 3-D

Das Shutterverfahren (alternative Bezeichnung: Side-by-Side-Verfahren) setzt auf aktiv arbeitende Brillen. Aufgrund der Brillen erhielt besagte Technik den Namen "aktives 3-D". Im Unterschied zur Polarisationstechnik blendet das Shutterverfahren die Bilder für rechtes und linkes Auge zeitversetzt in schneller Abfolge ein. Dadurch ist die Polarisation des Lichtes nicht mehr notwendig. Ebenso besteht kein Bedarf an einer speziellen Beschichtung. Erneut ist die Brille entscheidend für eine korrekte Wahrnehmung. Die Shutterbrille besteht aus zwei verschließbaren Gläsern. Das Englische "to shut" bedeutet ins Deutsche übersetzt "schließen". Die Brille schließt beziehungsweise öffnet stets das zur Anzeige passende Glas. In das Brillengestell sind mit Flüssigkristallen gefüllte Flächen eingearbeitet. Zeigt der Projektor oder das TV-Gerät ein Bild für das linke Auge, verdunkelt die Brille zeitgleich das Glas des rechten Auges.

Voraussetzung für eine korrekte Funktionsweise ist eine exakte Abstimmung zwischen Wiedergabegerät und Brille. Die Synchronisation erfolgt bei den meisten Geräten per Infrarot. Im Vergleich zum Polarisationsverfahren sind die Brillen der Shuttertechnik aufwendiger. Shutterbrillen arbeiten aktiv, das erfordert eine Energiezufuhr. Als Stromquelle fungiert ein integrierter Akku. Technische Herausforderung des aktiven 3-Ds ist eine hohe Bildfrequenz. Das menschliche Auge nimmt bis zu 50 Bilder pro Sekunde (50 Hertz) wahr. Projiziert ein 3-D-Gerät abwechselnd Bilder für das linke und rechte Auge mit 50 Hertz, erkennen Sie ein Flimmern. Folglich ist mindestens eine doppelt so hohe Bildfrequenz erforderlich, um den Flimmereffekt zu verhindern.

Aktives und passives 3-D: Performancevergleich der Alternativen

Aus den Funktionsweisen und Anforderungen von aktivem und passivem 3-D ergeben sich für beide Alternativen Stärken und Schwächen. Nachfolgend erhalten Sie Informationen zur Performance von Shutter- und Polarisationsverfahren. Wägen Sie vor dem Kauf Vor- und Nachteile der Techniken gegeneinander ab. Insbesondere die Schwächen eines Projektionsverfahrens sind, abhängig vom Modell, unterschiedlich stark ausgeprägt. Ziehen Sie deshalb vor dem Kauf Testberichte sowie Kundenfeedbacks zurate.

Stärken des passiven 3-D mit Polarisationstechnik: Günstige Brillen, für empfindliche Zuschauer geeignet

Das Polarisationsverfahren punktet mit der einfachen und daher preiswerten Konstruktionsweise der dazugehörigen Brillen. Einzige Anforderung an eine passive 3-D-Brille sind die Polarisationsfilter, die jedem Auge das angedachte Bild zeigen. Die Brillen kommen ohne Akku aus und benötigen keine Funkverbindung zum Wiedergabegerät. Das ermöglicht eine günstige Herstellung. Entsprechend gering sind die Kosten. Sie erhalten eine Polarisationsbrille für wenige Euro. Durch die fehlende Technik fällt das Gewicht der Brillen gering aus. Eine leichte Brille empfinden Sie als weniger störend. Sie gewöhnen sich schnell daran. Zudem ist der Helligkeitsverlust des passiven 3-D minimal.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die zeitgleiche Darstellung der Anzeige für beide Augen. Dadurch bleibt der beim aktiven 3-D drohende Flimmereffekt aus. Das Bild wirkt für Sie angenehmer. Testen Sie vor dem Kauf, wie sensibel Sie auf 3-D-Darstellungen reagieren. Einige Zuschauer haben mit dem räumlichen Sehvermögen keine Probleme. Andere empfinden den Tiefeneindruck als anstrengend und berichten in extremen Fällen von Kopfschmerzen. Für empfindliche Zuschauer ist das Polarisationsverfahren die geeignetere Projektionstechnik.

Halbierte Auflösung entscheidender Nachteil des Polarisationsverfahrens

Die zeitgleiche Darstellung der Bilder für das rechte und das linke Auge geht mit einer Aufteilung der Anzeige einher. Jedes Bild erhält die Hälfte der Auflösung. Das ist der schwerwiegendste Nachteil des Polarisationsverfahrens. Die unterschiedlich gerichteten Lichtwellen bedeuten eine Halbierung der Auflösung. Besitzen Sie einen Projektor oder Fernseher mit einer Auflösung von 1.920 x 1.080 Pixeln, bleibt der dreidimensionale Full-HD-Genuss dennoch aus. Zur Aufrechterhaltung der Polarisation ist eine reflektierende Schicht notwendig. Eine entsprechend beschichtete 3-D-Leinwand ist teuer.

Aktives 3-D mit voller Auflösung – störende Effekte trüben das dreidimensionale Vergnügen

Dank der versetzten Anzeige beim aktiven 3-D sehen Ihr rechtes und linkes Auge jeweils Bilder in der vollen Auflösung. Das ist der größte Vorteil der Shuttertechnik. Die gezeigten Filme wirken in Full HD detailreich und scharf. Die Realisierung der vollen Auflösung geht mit einer Reihe von Herausforderungen für die Hersteller einher. Der Einsatz der Shutterbrillen hat einen deutlichen Helligkeitsverlust zur Folge. Zudem führen minimale Abweichungen der Synchronisation zwischen Brille und Anzeige zu Fehlern im Bild. Öffnet die Brille ein Glas zu langsam oder zu schnell, sehen Sie Doppelkonturen und unscharfe Kanten. Der als "Crosstalk" bezeichnete Effekt tritt auf, indem beispielsweise das rechte Auge ein für links bestimmtes Bild wahrnimmt. Die Gefahr und Ausprägung von Doppelkonturen ist modellabhängig.

Die hohe Bildfrequenz der aktiven 3-D-Technik bedeutet ein ebenso schnelles Verdunkeln der Brillengläser. Empfindliche Zuschauer nehmen den Vorgang als ein stressendes Flimmern wahr. Die Ausprägung unterscheidet sich erneut von Modell zu Modell. Ein weiterer Nachteil ist der hohe Preis der Shutterbrillen – aufgrund der verbauten Technik. Das macht sich vor allem bemerkbar, wenn die Hersteller auf Brillen im Lieferumfang verzichten. Eine Shutterbrille funktioniert ausschließlich mit dem dazugehörigen Fernseher oder Beamer. Das schränkt die Auswahl ein. Planen Sie die durch die Brillen entstehenden Zusatzkosten beim Kauf ein.

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