Was ist Stereo3D

Mit Stereo3D ist es möglich, auf dem heimischen PC stereoskopische Bilder zu sehen. Das sind Bilder, bei dem jedes Auge (das linke und das rechte ;-) ein seperates Bild sieht und das Gehirn aus den Unterschieden den Tiefeneindruck "berechnet". Genauere Erklärungen des Phänomens gibts bei Christoph Bungert auf www.Stereo3D.com, DIE Homepage in Sachen Stereo3D. Viele Infos und praktische Tips gibts auch bei www.stereovision.net.Wer will, kann auch mal hier rein schauen, eine kleine Abhandlung zum Thema stereoskopische Bilder am PC (englisch, ca 362kB).

Wie funktioniert das?

Das Prinzip ist eigentlich ganz einfach. Jedes Auge sieht ein seperates Bild, dabei wird bei der Berechnung der Bilder für beide Augen ein gewisser Abstand der virtuellen Kameras (Augen) eingehalten, um so das Prinzip des menschlichen Sehens mit zwei örtlich versetzten Augen zu simulieren. Das kann man leicht nachvollziehen, wenn man sich einfach mal einen Gegenstand recht nah vors Gesicht hält und dann abwechselnd das linke und rechte Auge schließt. Man sieht dabei zwei unterschiedliche Bilder, aus denen unser Gehirn dann eben die Tiefeninformation bildet. Um nun für jedes Auge ein sepeates Bild anzeigen zu können, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Bei dem hier beschriebenen Projekt wird das sogennante LCD Shutter Prinzip verwendet. Man trägt eine Brille, die mit ein bischen Elektronik am PC hängt, und diese Brille verdunkelt abwechselnd das linke und rechte Auge (naja, das Auge eigentlich nicht, eher das Glas vor dem Auge ;-) Diese Gläser sind Liquid Crystal Displays, auf gut deutsch Flüssigkristallanzeigen. Die selben Dinger die auch in jeder Armbanduhr drin sind, nur ein bischen gößer. Während das linke Auge Sehen kann, wird das Bild für das Linke Auge angezeigt (logo) und das rechte Auge sieht nichts. Für das rechte Auge dito. Um nun ein flinmmerfreies Bild zu erhalten sollte die Bildwiederholfrequenz pro Auge nicht unter 60 Hz (Bilder pro Sekunde) abfallen, d.h. der Monitor muß 120 Hz verarbeiten können, was die allermeisten Monitore heute ohne Probleme machen. Als nächstes kommt die Grafikkarte. Die müsste jetzt auch 120 Hz ausgeben, was bei den heutigen Gafikkarten eigentlich auch kein Problem ist. Doch aus verschiedenen Gründen kommt ein anderes Verfahren zum Einsatz. Und das ist auch der Grund weshalb man doch ein bischen mehr Elekrtonik braucht (keine Bange, um das nachzubauen muß man kein Diplomingenieur sein ;-). Das verwendete Verfahren heißt Top-Bottom, auf gut deutsch Oben Unten. Dabei wird in der oberen Bildschirmhälfte das Bild für das eine Auge (meist links) und in der unteren Bildschirmhälfte das Bild für das andere Auge (meist rechts) angezeigt. Hmmmm. Doch was nun? Da sehe ich ja alles doppelt??! Nein, denn hier kommt jetzt die Elektronik zum Zuge. Die Elektronik, welche zwischen Grafikkarte und Monitor eingeschleift wird, verdopplet die Bildwiederholfrequenz. Damit stellt der Monitor die (urspünglich) obere Bildschirmhälfte als Vollbild dar, ebenso die unter Bildschirmhälfte. Dabei wird das Bild in vertikaler Richtung auf die volle Bildschirmgröße ausgedehnt, d.h. es muß vorher bei der Berechnung auf die halbe vertikale Ausdehnung gestaucht werden. WOW!!!!!!!! Und was bringt das? Nun, die Grafikkarte muß nur ein Bild mit 60 Hz wiedergeben (man sieht, das Verfahren kommt aus einer Zeit als Hardwarepower noch recht rar war). Der Nachteil des Verfahrens liegt darin, daß die vertikale Auflösung halbiert wird, da sich beide Augen quasi den Bildschirm teilen. Doch bei 800x600 Punkten ist das noch ganz erträglich.

Was brauche ich, um selber soetwas zu machen?

einen PC; für Standbilder reicht ein kleiner 486er, bei Spielen gilt je schneller umso besser (mein K6-II/300 läuft gut)

eine LCD-Shutter Brille; gabs mal bei Pearl für ca. 40 DM, ist jedoch ausverkauft; das Angebot sieht in Deutschland etwas trübe aus; ELSA will auf dem Sektor was rausbringen, allerdings ein Komplettsystem für das man diese Seite eigentlich nicht mehr braucht (dafür eben ein bischen mehr Kohle), wer hat kann eine 3D Brille von Sega nehmen

die magische BlackBox, die die Frequenzverdopplung sowie LCD Ansteuerung macht

3D fähige Spiele, gibts mittlerweile in rauhen Mengen

Welche Spiele sind denn 3D fähig?

Im Prinzip alle Spiele, die OpenGL, Direct 3D oder Glide benutzen. Also GLQuake, Quake2, Heretic II, Unreal, Sin, Colin McRae Rally und
so weiter und so weiter. Für einige ältere Spiele gibt es manchmal Spezialversionen. Testberichte über verschiedene Spiele gibts hier.

Das leidige Treiberpoblem :-(

Zuerst die gute Nachricht. Stereoskopische 3D Bilder kann man sich mit fast jeder Grafikkarte anschauen. Nun die schlechte. Bei Spielen braucht man fast immer eine Voodoo (1, 2, Banshee, V3 noch nicht getestet) Beschleunigerkarte, da im Moment nur hierfür Treiber existieren. Also nix mit Riva TNT. Für alle Spiele, die auf der Quake2 Engine basieren, bzw. die mit einer opengl.dll laufen (z.B. GLQuake, GLDoom) kann man den Treiber für Heretic II verwenden. Den gibts für Voodoo I und Voodoo II / Banshee Karten. Einfach die originale DLL umbenenen (Backup.dll oder so ähnlich) und die neue DLL unter dem richtigen Namen einsetzen. (Bei GLQuake opengl32.dll, bei Quake2 3dfxgl.dll usw). Wer auch Spiele mit Direct3D oder Glide spielen möchte, braucht die StereoVision Treiber CD (Eyescream von Metabyte), die enthält einen Treiber für alle Voodoo II Karten mit 3D Unterstützung für OpenGL, Direct3D und Glide. Den Treiber gibt es mittlerweile NICHT mehr zum Download bei Metabyte/Wicked3D :-(.

Die Bauanleitung

Ok, hier kommt das eigentliche Kernstück des Ganzen, die magische Black-Box. Die Schaltung ist aus verschiedenen anderen Schaltungen im Netz zusammengeklaut, ähhhhh ich meine inspiriert. Mal im Ernst, ich habe versucht die Vorteile der verschiedenen Schaltungen zu vereinen und eine Schaltung zu entwickeln, die ein Maximum and Einfachheit, Zuverlässigkeit, Leistung und Nachbausicherheit hat. Klingt nach der Eierlegenden Wollmilchsau ;-) OK, lange Rede kurzer Sinn, jetzt gehts los.

Hier gibts erst mal die Stückliste, das Layout, den Schaltlan sowie den Bestückungsplan als normale Bilder. Das ganze gibts auch noch als Archiv im Eagle Format, da läßt sich das Layout besser drucken. Eagle Freeware gibts bei Cadsoft.

Als erstes braucht man die Platine. Ätzmaterial gibts günstig z.B. bei C****D. Benötigt werden eine photobeschichtete Leiterplatte (die Schaltung paßt mit 55x65 mm^2 auf eine viertel Europlatine),Entwickler und Ätzlösung.

1.) Belichten, Entwickeln und Ätzen

Layout auf Folie drucken (mit Grafikprogramm mit 300dpi, besser ist jedoch die Benutzung von Eagle), so schwarz wie möglich, Druckdichte auf Anschlag setzen, Helligkeit runter, Kontrast hoch. Im leicht abgedunkeltem Raum die Schutzfolie der Leiterplatte entfernen, Layout drauflegen und mittels CD Cover beschweren, damit die Folie gleichmäßig anliegt. Hinweis: Die Schrift auf dem Layout muß lesbar sein, d.h. die Tinte liegt auf der Platine. Das dient der Vermeidung von Schatten beim Belichten. Platine mit UV belichten, je nach Lampe zwischen 30 Sekunden und 5 Minuten. Bei meiner UV Lampe (Quecksilberdampflampe) 1min Aufwärmzeit und 45sek Belichtungszeit. Wer noch keine Erfahrung hat, muß vorhr die richtige Zeit ausprobieren (kleine streifenförmige Probeplatine machen, abdecken, Lampe einschalten, nach ca 2 min Aufwärmzeit alle 30 Sekunden die Abdeckung ein Stück verschieben, sodaß die Platine schrittweise freigelegt wird. 5 Schritte sollten genügen. Dabei wird der erste Streifen am längsten belichtet, der letzte am kürzesten. Dann entwickeln und schauen welche Belichtungszeit optimal ist). Nach dem Belichten kommt das Entwickeln. Das sollte ca 1-2 min. dauern und ein scharfes Leiterbild ergeben. War das Layout auf der Folie zu schwach, kommt es zu Haarrissen und Verwaschungen des Leiterbilds -> Schrott. Meine Erfahrnung zeigt, lieber ein paar Sekunden weniger belichten und dafür laenger entwickeln. Letzter Schritt ist das Ätzen. Ätzbad anwärmen (ca 40-50 C) bringt Vorteile, muß aber nicht unbedingt sein.

Die geätzte Platine.

2.) Aufbau

Platine bohren, Bohrer 0.8 mm. Ich habe dafür eine kleine Spielzeugbohrmaschine mit Ständer, eine normale Bohrmaschine (mit Ständer) geht aber auch. Bestücken der Brücken, Sockel, Widerstände, Kondensatoren, Transistoren und Schalter. Die ICs noch nicht einsetzen. Loop-Through Adapter vekabeln. Alle Pins außer Pin 14 direkt verbinden, Pin 14 des SubD Steckers ist VsyncIn, Pin14 der SubD Buchse ist VsynchOut, VsyncGND ist Pin 10 (bei mir Flachbandkabel 3adrig, ca 1.5m; Klingeldraht geht natürlich auch). Beim verkabeln des Zweifachumschalters S2 aufpassen, wenn hier Kabel vertauscht werden wird die Brille falsch angesteuert. Die Anschlüsse mit der Bezeichnung Middle, Left und Right gehen an eine 3,5mm Klinkenbuchse, die für die Verbindung mit der LCD Brille sorgt. 1.Test Betriebsspannung, an allen Sockeln muß zwischen Pin 7 und 14 (8 und 16) die Betriebsspannung von 5 V anliegen. Die LED muß leuchten. Jetzt können die ICs (Spannung wieder abklemmen!!!) eingesetzt werden und wenn ihr alles einigermaßen richtig gemacht habt sollte es jetzt gehen. Wenn nicht, sind sicherlich Leiterzüge unterbrochen bzw kurzgeschlossen (durch Lötzinn), deshalb alles genau anschauen. Wenn alle Verbindungen in Ordnung sind, sollte es funktionieren, es muß nichts eingestellt werden.

Die BlackBox fertig aufgebaut. Links der Loop-Through Adapter, rechts die bestückte Platine.

Das komplette 3D Set mit Netzteil, Adapter, BlackBox und LCD-Brille

Es geht los

Nachdem noch mal alles kontrolliert wurde, (Leiterbahnen, Lötverbindungen) kann es nun los gehen. Das erste ist ein prinzipieller Test. Also Adapter zwischen Grafikkarte und Monitor einschleifen (wer eine Voodoo hat, natürlich zwischen Voodoo und Monitor), Netzteil anstecken, Computer einschalten. Dabei sollte der Schalter für die Frequenzverdopplung (S1) auf normal stehen, d.h. die Bildwiederholfrequenz wird nicht verdoppelt. Der Computer sollte nun ganz normal hochfahren. Im Windows 95 angekommen, muß zunächst die Bildwiederholfrequenz auf 60 Hz eingestellt werden, da die meisten Monitore max. 120 Hz darstellen. (Wer einen Monitor hat, der 140Hz schafft, kann das später ändern). Das ereicht man über Start->Einstellungen->Systemsteuerung->Anzeige->Einstellungen->Erweitert->Bildwiederholfrequenz. Hier sollten mehrere Frequenzen anwählbar sein. Wenn nur Standard und Optimal verfügbar ist, muß ein anderer Bildschirm eingestellt werden (Standardtypen 1200x1024 oder ähnlich, danach Windows neu starten; klappt meistens). Nun sollte der Bildschirm auf 60 Hz laufen. Jetzt wirds spannend. Todesmutig schalten wir auf Frequenzverdopplung. BOOM. Nein, das sollte nicht passieren, vielmehr sollte der Monitor auf 120 Hz laufen und man sieht ein komisches Bild, denn es wird die obere und unter Hälfte des Bildschirms übereinander projeziert. Viele Monitore können außerdem die aktuellen Bildfrequenzen im Menu anzeigen. Wenn dem so ist, ist alles in Butter.Als nächstes braucht man Software. Ein Bildbetrachter(Win 95, ca 1.2 MB) der Firma Brightland ist eine gute Wahl, denn der läuft auf fast jeder Grafikkarte. Installieren, starten, VIEW TB (Top-Bottom) klicken, danach auf Frequenzverdopplung schalten. WOW. Das ist jetzt echtes 3D oder??!!! Wahrscheinlich sind noch linkes und rechtes Auge vertauscht, deshalb einfach umschalten (S2). Wenn die Einstellung richtig ist, verbiegt sich das Bild wenn man den Kopf seitlich bewegt. Ebenfalls ist die Einstellung des Bildversatzes von Mensch zu Mensch verschieden. Einfach ausprobieren. Ist bis hierher alles gut gegangen, will man natürlich das ultimative Quake 3D Erlebnis. Also Treiber tauschen (siehe Treiberprobleme) und GLQuake, Quake2 oder ähnlichs starten, Konsole aufmachen und eingeben

cl_stereo 1
vid_restart

Jetzt sollte man zwei Bilder sehen, die mittels Frequenzverdopplung zum 3D Bild werden. Na, was sagt man da????? Mittels

cl_stereo_separation 0.5

kann man den Versatz wieder einstellen (0- 1).

Ok, wenn ihr Anregungen, Hinweise, Vorschläge, Fragen, überschüssige Martiniflaschen (voll natürlich ;-) und andere schöne Dinge habt, könnt ihr mir ja ne Mail schreiben.

Jacques T.S.A.K.A.M.M
Letzte Änderung am 14.10.1999

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