偏光3Dシステム

偏光3Dシステムは、偏光メガネを使用して、各目に届く光を制限することで、立体画像の錯覚を作り出します（立体視の一例）。

立体画像や立体映像を上映するには、2つの画像を同じスクリーンに重ねて投影するか、異なる偏光フィルターを通して表示します。視聴者は、左右の目に偏光フィルターが付いた安価な眼鏡をかけます。左右のフィルターは偏光が異なるため、それぞれの目には対応する偏光の画像のみが映し出されます。この仕組みにより、同じシーンを両目に投影しながらも、異なる偏光を用いてわずかに異なる視点から描写することで、立体的な効果を生み出すことができます。複数の人が同時に立体画像を鑑賞することも可能です。

偏光3Dシステム、および一般的に立体視システムは、輻輳調節矛盾を示すことが多い。^{[ 1 ]}

通常の映画スクリーンから反射された偏光は、通常その偏光特性の大部分を失いますが、銀スクリーンやアルミ蒸着スクリーンを使用すれば、その損失はごくわずかです。つまり、2台のDLPプロジェクター、偏光フィルター、銀スクリーン、そしてデュアルヘッドグラフィックカードを搭載したコンピューターを組み合わせることで、偏光メガネをかけた複数の人に立体3Dデータを同時に表示できる、比較的高価な（2010年時点で1万ドル以上）システムを構築できるということです。

RealD 3Dの場合、プロジェクターレンズの前に、1 秒間に 144 回極性を切り替えることができる円偏光液晶フィルター^{[ 3 ]}が配置されます。左右の目の画像が交互に表示されるため、プロジェクターは 1 台で済みます。ソニーは、両方の円偏光画像を同時に表示するRealD 3D XLSと呼ばれる新しいシステムを採用しています。1 台の 4K プロジェクターで 2 つの 2K 画像を上下に表示し、特殊なレンズアタッチメントで画像を偏光させて重ねて投影します。^{[ 4 ]}

従来の35mmプロジェクターに光学アタッチメントを追加すること で、「オーバーアンドアンダー」形式でフィルムを投影できるようになります。この形式では、各画像ペアが1つのフィルムフレーム内に重ね合わされます。2つの画像は異なる偏光板を通して投影され、スクリーン上に重ね合わされます。これは、デジタル3D投影への変換ではなく、アタッチメントと非偏光スクリーン表面だけが必要なため、劇場を3Dに変換する非常に費用対効果の高い方法です。トムソン・テクニカラーは現在、このタイプのアダプターを製造しています。^{[ 5 ]}

ステレオ画像を単一のユーザーに提示する場合、部分的に銀メッキされたミラーと互いに直角に配置された2枚の画像スクリーンを用いて画像合成器を構築するのが実用的です。一方の画像は角度のついたミラーを通して直接見ることができ、もう一方の画像は反射像として見ることができます。偏光フィルターは画像スクリーンに取り付けられ、適切な角度のフィルターを眼鏡として装着します。同様の手法として、水平部分反射板を通して見る、反転した上部画像を持つ単一のスクリーンを使用し、反射板の下に正立画像を表示し、ここでも適切な偏光フィルターを使用します。

偏光3D投影は1890年代に実験的に実証されました。プロジェクターは偏光にニコルプリズムを使用しました。不要な偏光の光を反射するように角度をつけた薄いガラス板の束が、ビューイングフィルターとして機能しました。^{[ 7 ]}偏光3Dメガネが実用的になったのは、エドウィン・ランドがポラロイドプラスチックシート偏光子を発明した後で、彼は1934年に3D画像の投影と視聴にその使用を個人的に実証していました。^{[ 8 ]}それらは、1936年12月にオープンしたニューヨーク科学産業博物館の展示「ポラロイド・オン・パレード」で、一般の人々に3D映画を見せるために初めて使用されました。16mmコダクロームカラーフィルムが使用されました。^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}メガネの詳細については入手できません。1939年のニューヨーク万国博覧会では、クライスラーモーターズのパビリオンで偏光3D短編映画が上映され、毎日何千人もの来場者が鑑賞した。無料のお土産として配布された手持ち式の厚紙製ビューアーは、正面から見た1939年型プリマスの形に型抜きされていた。ヘッドライトがあるべき長方形の開口部にホッチキスで留められたポラロイドフィルターは非常に小さかった。^{[ 12 ]}

1952年11月26日に初公開され、1950年代の短期間ながらも激しい3Dブームの火付け役となった長編カラー3D映画『ブワナ・デビル』を鑑賞するために、イヤーピースと大きめのフィルターが付いた厚紙製のメガネが使用されました。3Dメガネをかけた観客を写した有名なライフ誌の写真は、初公開時に撮影された一連の写真のうちの1枚です。 ^{[ 13 ] [ 14 ]}イヤーピースに印刷されている映画のタイトルは、これらの画像の高解像度コピーではっきりと確認できます。想像力豊かにカラー化されたバージョンは、1950年代の3D映画がアナグリフカラーフィルター方式で投影されたという神話を広めるのに役立っています。実際には、1950年代には、アナグリフ投影はごく少数の短編映画にのみ使用されていました。 1970年代以降、1950年代の3D長編映画の一部が、特別な映写機を使わずに上映できるよう、アナグリフ方式で再公開された。オリジナル版とは異なる形式であることを宣伝しても、商業的なメリットはなかった。

1950年代には、使い捨ての厚紙フレームに入ったポラロイドフィルターが一般的だったが、より快適なプラスチックフレームにやや大きめのフィルターが付いたものも使われていた。ただし、劇場側にとってはかなり高価なものだった。観客は通常、退場時にフィルターを返却して消毒し、再発行してもらうよう指示されていた。また、忘れ物や記念品として持ち帰りたい観客からフィルターを回収するために、出口に係員が配置されていることも珍しくなかった。

その後数十年にわたり、厚紙製とプラスチック製のフレームは共存し続け、特定の映画配給会社や映画館、あるいは特定の作品の公開に合わせてどちらかが好まれることがあった。特別な刻印が施された、あるいは特注の眼鏡が使われることもあった。 1974年のアメリカ初公開時、アンディ・ウォーホルの『フランケンシュタイン』の上映では、2枚の硬質プラスチック製偏光板を縦に切り込みを入れた2本の細い銀色のプラスチック管で繋いだ、一風変わった眼鏡が使われた。1本は上部に渡って取り付けられ、こめかみのところで曲げられて耳掛け部分となり、もう1本は短い長さで中央で曲げられ、ブリッジ部分として機能していた。このデザインは、ウォーホルらしいスタイリッシュな雰囲気を持ちながら、素材である板材や管材から簡単に製造できることが明白だった。

直線偏光は1980年代以降も標準規格として用いられた。

2000年代には、コンピュータアニメーション、デジタルプロジェクション、高度なIMAX 70mmフィルムプロジェクターの使用により 、偏光3D映画の新たな波が到来する機会が生まれた。^{[ 15 ]}

2000年代には、円偏光を利用したRealD CinemaとMasterImage 3Dが導入された。

アムステルダムRAIで開催されたIBC 2011では、ソニー、パナソニック、JVCをはじめとする複数の企業が、RealD 3D Cinemaが立体視に用いる偏光技術と同じ技術を採用した、プロフェッショナル市場とコンシューマー市場向けの次世代3D立体視製品群を発表しました。これらの製品は、録画、投影、視聴、デジタルディスプレイ技術から、ライブ、録画、プリプロダクション、ポストプロダクション設備、そして3Dコンテンツ制作を支援するソフトウェアおよびハードウェア製品まで、幅広い分野を網羅しています。これらのシステムは相互運用性を備え、既存のパッシブ型RealD 3Dメガネとの互換性も確保されています。

アナグリフ画像と比較すると、偏光3Dメガネを使用すると、視聴がかなり快適で両眼競合の影響を受けないフルカラー画像が得られます。ただし、費用が大幅に増加します。低価格の偏光メガネでさえ、同等の赤シアンフィルターよりも通常50%高くなります^{[ 16 ]。}また、アナグリフ3Dフィルムは1本のフィルムに印刷できますが、偏光フィルムは2台のプロジェクターを使用する特別なセットアップで作成されることがよくありました。複数のプロジェクターを使用すると同期の問題も発生し、同期が不十分なフィルムでは、偏光を使用することによる快適性の向上は相殺されます。この問題は、1980年代に標準となった多くのシングルストリップ偏光システムによって解決されました。

特に1950年代から普及していた直線偏光方式では、快適な視聴のためには頭を水平に保つ必要がありました。少しでも頭を横に傾けると偏光が崩れ、ゴースト現象が発生し、両目で同じ画像が両方見えてしまうのです。円偏光はこの問題を緩和し、視聴者が頭を少し傾けることができるようになりました（ただし、眼の平面とカメラの平面がずれていると、奥行きの知覚には影響します）。

ニュートラルグレーの直線偏光フィルターは製造が容易なため、正確な色再現が可能です。円偏光フィルターはわずかに茶色がかった色合いを示すことが多いですが、投影時に補正することができます。

2011 年までは、家庭用3D テレビや家庭用 3D コンピューターは主にLCD またはプラズマ ディスプレイとアクティブシャッター メガネを使用していました。テレビメーカー ( LG、Vizio ) は、画面上に水平偏光ストライプを重ねたディスプレイを導入しました。ストライプは各ラインごとに偏光が交互になります。これにより、映画用のものと同様の比較的安価な受動型視聴メガネを使用できるようになります。主な欠点は、各偏光で表示できる走査線が半分しかないこと、垂直視野角がアクティブ シャッター 3D に比べて狭いこと^{[ 17 ]}、偏光メガネ用の画像が画面上で同時に共有され、各目に同時に配信される画像の両側でネイティブ解像度が低下することです。フル 1080p の画像は画像の融合によって得られます。^{[ 18 ] [ 19 ]}

• ベクトグラフ

• ドナルド・E・シマネク著『偏光を用いた実験』
• 3Dステレオポータル動画＆写真集