نظام الغالق النشط ثلاثي الأبعاد

• على عكس نظارات ثلاثية الأبعاد ذات مرشح اللون الأحمر/السماوي (الأنغليف) ، فإن نظارات مصراع LC محايدة اللون، مما يتيح المشاهدة ثلاثية الأبعاد في طيف الألوان الكامل، على الرغم من أن نظام ColorCode ثلاثي الأبعاد الأنغليف يقترب جدًا من توفير دقة ألوان كاملة.
• على عكس نظام العرض ثلاثي الأبعاد المستقطب ، حيث يتم تقليل الدقة المكانية الأفقية (عادةً) إلى النصف، يمكن لنظام الغالق النشط الحفاظ على الدقة الكاملة ( 1080 بكسل ) لكل من الصورتين اليمنى واليسرى. وكما هو الحال في أي نظام، قد يختار مصنّعو أجهزة التلفزيون عدم تطبيق الدقة الكاملة لتشغيل العرض ثلاثي الأبعاد، واستخدام دقة رأسية مُخفّضة إلى النصف (540 بكسل) بدلاً من ذلك. ^{[ 3 ]}

• يمكن ملاحظة الوميض إلا عند معدلات تحديث عالية جدًا، حيث لا تتلقى كل عين فعليًا سوى نصف معدل التحديث الفعلي للشاشة. ومع ذلك، تعمل نظارات الكريستال السائل الحديثة عمومًا بمعدلات تحديث أعلى، مما يحل هذه المشكلة لمعظم المستخدمين.
• أولًا، كانت هذه الطريقة تعمل فقط مع شاشات CRT . مع الانتشار الواسع لأجهزة التلفزيون ثلاثية الأبعاد وشاشات الكمبيوتر المسطحة خلال الفترة 2010-2013، ^{[ 4 ]} تدعم شاشات العرض المسطحة معدلات تحديث عالية بما يكفي للعمل مع بعض أنظمة مصراع الكريستال السائل. ^{[ 5 ]} تدعم العديد من أجهزة العرض، وخاصة تلك التي تعتمد على تقنية DLP، تقنية العرض ثلاثي الأبعاد بشكل افتراضي.
• تحجب نظارات LC ذات الغالق الضوء نصف الوقت؛ بل إنها تسمح بمرور 50% فقط من الضوء عند فتحها، وذلك بفضل استقطابها . وهذا يُعطي تأثيرًا أعمق من مشاهدة التلفاز بنظارات شمسية، حيث يرى المشاهد صورة بربع سطوعها فقط. مع ذلك، يُمكن لهذا التأثير أن يُنتج تباينًا أعلى في سطوع الشاشة عند استخدامها مع شاشات LCD مقارنةً بشاشات CRT، لأن استقطاب النظارات يتوافق مع استقطاب الشاشة، مما ينتج عنه صورة بنصف السطوع فقط. ولكن، يجب أن تكون الشاشة في وضعها الطبيعي وإلا ستظهر سوداء تمامًا. وبما أن النظارات تُظلم الخلفية أيضًا، يتحسن التباين عند استخدام صورة أكثر سطوعًا.
• عند استخدام شاشات LCD، وخاصةً القديمة منها، قد تؤدي الاختلافات الموضعية الشديدة بين الصورة المعروضة في إحدى العينين والأخرى إلى تداخل في الرؤية ، وذلك بسبب عدم قدرة وحدات البكسل في لوحات LCD أحيانًا على التبديل الكامل، على سبيل المثال من الأسود إلى الأبيض، في الفترة الزمنية الفاصلة بين صورة العين اليسرى واليمنى. ومع تقنيات مثل تقنية Overdrive ، التي لبت احتياجات ألعاب الفيديو السريعة، أدى التقدم في زمن استجابة اللوحة إلى شاشات تنافس أو حتى تتفوق على أنظمة العرض ثلاثي الأبعاد السلبية.
• يجب أن يكون معدل الإطارات ضعف معدل أنظمة العرض غير ثلاثية الأبعاد، أو أنظمة العرض المجسمة، أو أنظمة العرض ثلاثية الأبعاد المستقطبة للحصول على نتيجة مماثلة. يجب أن تكون جميع الأجهزة في سلسلة المعالجة قادرة على معالجة الإطارات بمعدل مضاعف؛ وهذا يعني عمليًا مضاعفة متطلبات الأجهزة.
• على الرغم من الانخفاض التدريجي في الأسعار، إلا أنها لا تزال أغلى من نظارات الأناغليف ونظارات ثلاثية الأبعاد المستقطبة، وذلك بسبب الاستخدام الجوهري للإلكترونيات.
• بسبب احتوائها على إلكترونيات وبطاريات مدمجة، كانت النظارات ذات الغالق في بداياتها ثقيلة الوزن وباهظة الثمن. إلا أن التحسينات في التصميم أدت إلى ظهور نماذج أحدث أرخص وأخف وزناً وقابلة لإعادة الشحن ويمكن ارتداؤها فوق العدسات الطبية.
• تستخدم نظارات الغالق طرقًا وبروتوكولات مزامنة مختلفة بين العلامات التجارية. لذا، حتى النظارات التي تستخدم نفس نظام المزامنة (مثل الأشعة تحت الحمراء) قد تكون غير متوافقة بين مختلف الشركات المصنعة. وتوجد جهودٌ حثيثةٌ لإنشاء نظارة غالق ثلاثية الأبعاد عالمية. ^{[ 6 ]}
• يؤدي التناوب في عرض المشاهد اليسرى واليمنى إلى تأثير اختلاف المنظر الزمني، إذا كانت هناك أجسام متحركة جانبياً في المشهد: يتم رؤيتها كما لو كانت أمام أو خلف موقعها الفعلي، وفقًا لاتجاه الحركة.

يمكن استخدام أسلوب الإطارات المتناوبة لتحويل ألعاب ثلاثية الأبعاد الحديثة إلى ثلاثية الأبعاد حقيقية ، مع العلم أن أسلوبًا مشابهًا يعتمد على الحقول المتناوبة استُخدم سابقًا لإضفاء وهم ثلاثي الأبعاد على أجهزة ألعاب قديمة مثل ماستر سيستم وفاميكوم . يُستخدم برنامج أو جهاز خاص لتوليد قناتين من الصور، متداخلتين لخلق التأثير المجسم. يتطلب إنتاج رسومات سلسة معدلات إطارات عالية (عادةً حوالي 100 إطار في الثانية)، حيث يكون معدل الإطارات المُدرَك نصف المعدل الفعلي (ترى كل عين نصف عدد الإطارات فقط). وتُكمّل نظارات الغالق LCD المتزامنة مع شريحة الرسومات هذا التأثير.

في عام ١٩٨٢، صدرت لعبة الفيديو SubRoc-3D من سيجا ، والمخصصة لأجهزة الألعاب، مزودةً بعدسة ثلاثية الأبعاد خاصة، ^{[ ١٦ ]} وهي عبارة عن جهاز عرض مزود بأقراص دوارة لعرض صورتين بالتناوب بين اليمين واليسار على عين اللاعب من شاشة واحدة. ^{[ ١٧ ]} وقد طورت سيجا نظام الغالق النشط ثلاثي الأبعاد للعبة بالتعاون مع ماتسوشيتا (باناسونيك حاليًا). ^{[ ١٨ ]}

في عام 1984، أصدرت شركة ميلتون برادلي جهاز التصوير ثلاثي الأبعاد، وهو شكل بدائي من نظارات الغالق النشط التي تستخدم قرصًا دوارًا آليًا مزودًا بشرائح شفافة كغالق مادي، وذلك لجهاز فيكتركس . وعلى الرغم من ضخامتها وبدائيتها، إلا أنها استخدمت نفس المبدأ الأساسي للصور المتناوبة بسرعة الذي لا تزال تستخدمه نظارات الغالق النشط الحديثة.

أصدرت نينتندو نظام فاميكوم ثلاثي الأبعاد لجهاز فاميكوم في أكتوبر 1987 في اليابان، وكان عبارة عن سماعة رأس مزودة بمصراع LCD، وهو أول جهاز إلكتروني لألعاب الفيديو المنزلية يستخدم نظارات LCD Active Shutter. وأصدرت سيجا جهاز سيجا سكوب ثلاثي الأبعاد لجهاز ماستر سيستم في جميع أنحاء العالم في نوفمبر 1987. ولم يُصدر سوى ثماني ألعاب متوافقة مع تقنية الأبعاد الثلاثية.

في عام 1993، أصدرت شركة بايونير نظام LaserActive الذي كان مزودًا بفتحة لوحدات PAC مختلفة مثل Mega LD PAC وLD-ROM² PAC. وكان الجهاز يدعم تقنية العرض ثلاثي الأبعاد بإضافة نظارات LaserActive ثلاثية الأبعاد (GOL-1) والمحول (ADP-1).

في حين أن أجهزة العرض ثلاثي الأبعاد لأنظمة ألعاب الفيديو السابقة هذه موجودة بالكامل تقريبًا في أيدي هواة الجمع، فإنه لا يزال من الممكن تشغيل الألعاب بتقنية ثلاثية الأبعاد باستخدام برامج المحاكاة، على سبيل المثال، باستخدام جهاز سيجا دريم كاست مع برنامج محاكاة سيجا ماستر سيستم بالتزامن مع تلفزيون CRT ونظام ثلاثي الأبعاد مثل الموجود في مجموعة The Ultimate 3-D Collection.

في الفترة ما بين عامي 1999 و2000، قامت عدة شركات بتطوير مجموعات نظارات مجسمة بتقنية LC لأجهزة الكمبيوتر التي تعمل بنظام ويندوز ، والتي كانت متوافقة مع التطبيقات والألعاب المصممة باستخدام واجهات برمجة تطبيقات الرسومات ثلاثية الأبعاد Direct3D و OpenGL . كانت هذه المجموعات تعمل فقط مع شاشات CRT، وتستخدم إما تقنية VGA أو VESA Stereo أو واجهة خاصة لمزامنة القناتين اليمنى واليسرى.

كان أبرز مثال على ذلك نظارات ELSA Revelator، التي كانت تعمل حصريًا مع بطاقات Nvidia عبر واجهة خاصة تعتمد على تقنية VESA Stereo. لاحقًا، اشترت Nvidia هذه التقنية واستخدمتها في برنامج تشغيل الاستريو الخاص بها لنظام Windows.

كانت مجموعات النظارات مزودة ببرنامج تشغيل يعترض استدعاءات واجهة برمجة التطبيقات (API) ويعرض الصورتين بالتتابع؛ تتطلب هذه التقنية ضعف أداء بطاقة الرسومات ، لذا كان لا بد من استخدام جهاز متطور. كانت الأعطال البصرية شائعة، حيث اعتمدت العديد من محركات ألعاب ثلاثية الأبعاد على تأثيرات ثنائية الأبعاد تُعرض بعمق غير صحيح، مما يُسبب تشويشًا للمشاهد. لم تكن سوى قلة من شاشات CRT قادرة على دعم معدل تحديث  120 هرتز بدقة الألعاب الشائعة في ذلك الوقت، لذا كان من الضروري استخدام شاشة CRT متطورة للحصول على صورة خالية من الوميض؛ وحتى مع شاشة CRT جيدة، أبلغ العديد من المستخدمين عن وميض وصداع.

كانت مجموعات نظارات CRT هذه غير متوافقة تمامًا مع شاشات LCD الشائعة ذات معدلات التحديث المنخفضة (60  أو 75  هرتز)، على عكس شاشات CRT التي تتميز بمعدل تحديث أعلى ودقة عرض أقل. علاوة على ذلك، تحول سوق الشاشات بسرعة إلى شاشات LCD، وتوقفت معظم الشركات المصنعة عن إنتاج شاشات CRT في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، مما أدى إلى تراجع استخدام مجموعات نظارات الكمبيوتر الشخصي واقتصارها على سوق متخصصة للغاية، مما استلزم شراء شاشة CRT مستعملة عالية الجودة وكبيرة الحجم.

كانت SplitFish EyeFX 3-D عبارة عن طقم نظارات ثلاثية الأبعاد ستيريو لجهاز سوني بلاي ستيشن 2 ، صدرت عام 2005؛ وكانت تدعم فقط أجهزة تلفزيون CRT ذات الدقة القياسية. تضمنت هذه الإضافة كابلًا لتوصيل وحدة تحكم PS2؛ عند تفعيلها، كانت الإضافة تُصدر سلسلة من أوامر الحركة السريعة المتناوبة يمينًا ويسارًا إلى الجهاز، مما يُنتج تأثيرًا يُشبه " التصوير المجسم بالاهتزاز "، والذي تعززه أيضًا نظارات LC السلكية التي تعمل بالتزامن مع هذه الحركات. ^{[ 19 ]} وصلت هذه الإضافة متأخرةً جدًا في دورة إنتاج الجهاز، حيث تم استبداله فعليًا بجهاز بلاي ستيشن 3 ، ولم تكن تدعم سوى عدد قليل من الألعاب، لذا تجاهلها اللاعبون إلى حد كبير. ^{[ 20 ]}

تدعم مجموعة Nvidia 3D Vision القائمة على USB والتي تم إصدارها في عام 2008 شاشات CRT القادرة على معدلات تحديث 100 أو 110 أو 120  هرتز، بالإضافة إلى  شاشات LCD بتردد 120 هرتز.

تتوفر العديد من مصادر النظارات ثلاثية الأبعاد منخفضة التكلفة. وتُعدّ نظارات IO الأكثر شيوعًا في هذه الفئة. تُصنّع شركة XpanD 3D نظارات الغالق، ويستخدمها حاليًا أكثر من 1000 دار عرض سينمائي. ^{[ 21 ]} ومع طرح هذه التقنية في سوق أجهزة العرض المنزلي عام 2009، بدأ العديد من المصنّعين الآخرين بتطوير نظارات الغالق LC الخاصة بهم، مثل Unipolar International Limited وAccupix Co., Ltd و Panasonic و Samsung و Sony .

يهدف معيار M-3DI ، الذي أعلنته شركة باناسونيك بالتعاون مع XPAND 3D في مارس 2011، إلى توفير التوافق والتوحيد القياسي على مستوى الصناعة لنظارات الغالق LC (النشطة) .

طورت سامسونج نظارات ثلاثية الأبعاد نشطة تزن 2 أونصة (57 جرامًا) وتستخدم تقنية العدسات والإطارات التي ابتكرتها شركة Silhouette ، التي تصنع النظارات لوكالة ناسا . ^{[ 22 ]} 

تُصنّع شركة إنفيديا مجموعة 3-D Vision لأجهزة الكمبيوتر، وتتضمن نظارات ثلاثية الأبعاد، وجهاز إرسال، وبرنامج تشغيل خاص ببطاقة الرسومات. بينما تعمل شاشات LCD العادية بتردد 60  هرتز،  يتطلب استخدام تقنية 3-D Vision شاشة بتردد 120 هرتز.

ومن بين الموردين المعروفين الآخرين لنظارات العرض ثلاثي الأبعاد النشطة، شركتا EStar America وOptoma. وتنتج الشركتان نظارات ثلاثية الأبعاد متوافقة مع مجموعة متنوعة من التقنيات، بما في ذلك تقنية الترددات اللاسلكية (RF) وتقنية DLP Link وتقنية Bluetooth.

في عام 2007، قدمت شركة تكساس إنسترومنتس حلول معالجة الضوء الرقمي (DLP) ثلاثية الأبعاد المجسمة لمصنعي المعدات الأصلية، ^{[ 23 ]} ثم قدمت سامسونج وميتسوبيشي أول أجهزة تلفزيون DLP جاهزة ثلاثية الأبعاد، وجاءت أجهزة عرض DLP ثلاثية الأبعاد لاحقًا.

تستغل هذه الحلول ميزة السرعة الكامنة في جهاز المرايا الدقيقة الرقمية (DMD) لتوليد معدل تحديث عالٍ بشكل متسلسل للمشاهد اليسرى واليمنى المطلوبة للتصوير المجسم.

تعتمد تقنية DLP ثلاثية الأبعاد على خوارزمية SmoothPicture للتشويش ، وتستفيد من خصائص أجهزة عرض DMD الحديثة بدقة 1080p60. فهي تدمج صورتين يمين ويسار في إطار واحد باستخدام نمط رقعة الشطرنج ، ولا تتطلب سوى دقة 1080p60 القياسية للبث المجسم إلى التلفزيون. وتتمثل الميزة المزعومة لهذا الحل في زيادة الدقة المكانية، على عكس الطرق الأخرى التي تخفض الدقة الرأسية أو الأفقية إلى النصف.

تُرتّب المرايا الدقيقة في ما يُعرف بـ"تخطيط البكسل المعيني المُزاح" الذي يتكون من 960×1080 مرآة دقيقة، مُدارة بزاوية 45 درجة، مع وضع مراكزها في منتصف المربعات السوداء على رقعة الشطرنج. يستخدم جهاز DMD تقنية التذبذب الكامل للبكسل لعرض صورة 1080p كاملة على شكل صورتين بنصف الدقة في تسلسل سريع. يعمل جهاز DMD بمعدل تحديث مضاعف، أي 120  هرتز، ويتم عرض صورة 1080p كاملة على مرحلتين. في المرحلة الأولى، يتم عرض نصف صورة 1080p60 الأصلية فقط - وهي البكسلات التي تُقابل المربعات السوداء في نمط رقعة الشطرنج. في الإيقاع الثاني، يتم تحريك مصفوفة DMD ميكانيكيًا ("تتذبذب") بمقدار بكسل واحد، بحيث تصبح المرايا الدقيقة الآن في موضع كانت تشغله الفجوات سابقًا، ويتم عرض نصف آخر من الصورة - هذه المرة، البكسلات التي تتوافق مع المربعات "البيضاء". ^{[ 24 ] [ 25 ]}

ثم يتم توليد إشارة تزامن لمزامنة معدل تحديث الشاشة مع نظارات الغالق البلورية السائلة التي يرتديها المشاهد، باستخدام آلية خاصة بشركة تكساس إنسترومنتس تُسمى DLP Link. تحافظ DLP Link على التزامن عن طريق تضمين إطارات بيضاء سريعة الوميض خلال فترة إطفاء الشاشة ، والتي تلتقطها نظارات الغالق البلورية السائلة. ^{[ 26 ]}

تتميز شاشات البلازما بسرعتها العالية، إذ تستخدم تقنية تعديل عرض النبضة للحفاظ على سطوع كل بكسل على حدة، مما يجعلها متوافقة مع تقنية العرض المتسلسل التي تعتمد على العدسات المزودة بمصراع. وتصل ترددات تشغيل البكسل في الشاشات الحديثة إلى 600  هرتز، وتتيح دقة ألوان تتراوح بين 10 و12 بت، مع 1024 إلى 4096 تدرجًا في السطوع لكل بكسل فرعي.

أطلقت شركة سامسونج للإلكترونيات أجهزة تلفزيون PDP ثلاثية الأبعاد في عام 2008، وهي طراز "PAVV Cannes 450" في كوريا وطراز PNAx450 في المملكة المتحدة والولايات المتحدة. تستخدم هذه الأجهزة نفس تقنية ضغط نمط رقعة الشطرنج المستخدمة في أجهزة تلفزيون DLP، ولكن بدقة عرض أصلية تبلغ 1360×768 بكسل فقط، وليس بدقة 720p القياسية للتلفزيون عالي الوضوح، مما يجعلها قابلة للاستخدام فقط مع جهاز كمبيوتر.

عرضت شركة ماتسوشيتا إلكتريك (باناسونيك) نموذجًا أوليًا لنظام "مسرح بلازما ثلاثي الأبعاد عالي الوضوح" في معرض الإلكترونيات الاستهلاكية 2008. يتألف النظام من تلفزيون PDP بحجم 103 بوصة ، ومشغل أقراص بلو راي، ونظارات خاصة . ينقل النظام الجديد صورًا متداخلة بدقة 1080i60 للعينين اليمنى واليسرى، ويتم تخزين الفيديو على قرص بلو راي بسعة 50 جيجابايت باستخدام ترميز الفيديو متعدد العرض MPEG-4 AVC/H.264 .

في السابق، لم تكن شاشات الكريستال السائل (LCD) مناسبة تمامًا للعرض ثلاثي الأبعاد المجسم نظرًا لبطء استجابة البكسل . فقد كانت شاشات الكريستال السائل بطيئة في تغيير حالة الاستقطاب. ويدرك مستخدمو أجهزة الكمبيوتر المحمولة من أوائل التسعينيات جيدًا التشويه والضبابية التي تحدث عندما يتحرك شيء ما بسرعة تفوق قدرة شاشة الكريستال السائل على مواكبتها.

لا تُقاس تقنية شاشات الكريستال السائل (LCD) عادةً بعدد الإطارات في الثانية، بل بالوقت اللازم للانتقال من قيمة لون بكسل إلى أخرى. في الوضع الطبيعي،  يُعرض معدل تحديث 120 هرتز لمدة 1/120 من الثانية (8.33 مللي ثانية) بفضل تقنية أخذ العينات والاحتفاظ ، بغض النظر عن سرعة إتمام شاشة LCD لانتقالات البكسل. مؤخرًا، أصبح من الممكن إخفاء انتقالات البكسل عن الأنظار باستخدام تقنية الإضاءة الخلفية الوامضة، وذلك بإطفاء الإضاءة الخلفية بين عمليات التحديث ^{[ 27 ]} لتقليل التشويش. تستخدم أجهزة تلفزيون LCD الحديثة، بما في ذلك أجهزة تلفزيون سوني وسامسونج ثلاثية الأبعاد المتطورة، إضاءة خلفية وامضة أو إضاءة خلفية ماسحة لتقليل التشويش ثلاثي الأبعاد أثناء استخدام نظارات الغالق.