3D-Parallaxe: Wie viel Tiefe angenehm ist und warum ein großer Bildschirm stärker wirkt

Ein Side-by-Side-3D-Bild: ein Bild pro Auge. Die kleinen seitlichen Unterschiede zwischen den beiden Bildern sind die Parallaxe. Ein Bild aus der eigenen 3D-Fassung von „Big Buck Bunny“. Bild: © Blender Foundation, bigbuckbunny.org, CC BY 3.0.

Positive, Null- und negative Parallaxe

Wo ein Objekt zu liegen scheint, hängt davon ab, wo seine beiden Bilder gezeichnet sind [1]:

• Positive Parallaxe: Das Bild fürs linke Auge ist nach links verschoben, das fürs rechte nach rechts. Das Objekt erscheint hinter dem Bildschirm.
• Nullparallaxe: Beide Bilder liegen an derselben Stelle. Das Objekt erscheint auf der Bildschirmebene.
• Negative Parallaxe: Die Bilder überkreuzen sich. Das Objekt erscheint vor dem Bildschirm.

Die Bildschirmebene wird durch die Konvergenz festgelegt. In der Postproduktion verschiebt man sie, indem man die beiden Bilder seitlich versetzt; der Leitfaden von BSkyB nennt das horizontale Bildverschiebung (horizontal image translation) [1]. Stereografen geben die Parallaxe als Prozentsatz der Bildbreite an; 1 % sind bei einem 1920 Pixel breiten Bild etwa 19 Pixel [3]. Mehr dazu, wie Tiefe entsteht: Wie Stereoskopie funktioniert.

Warum dieselbe 3D-Datei auf einem großen Bildschirm stärker wirkt

Eine Datei speichert die Parallaxe in Pixeln, als Anteil an dem Bildschirm, der sie gerade zeigt. Deine Augen haben immer denselben Abstand; Parallaxe, die zu einer Bildschirmgröße passt, passt also nicht zu jeder Größe [3].

Nimm einen Hintergrund mit 1 % Parallaxe. Auf einem 1,2 m breiten Fernseher ist 1 % = 1.200 mm × 0,01 = 12 mm. Auf einer 10 m breiten Wand sind es 10.000 mm × 0,01 = 100 mm, mehr als der Abstand deiner Augen.

Sehforscher der UC Berkeley (Shibata und Kollegen, 2011) sagen dasselbe voraus: Inhalte für einen kleinen Bildschirm, vergrößert auf einen großen und aus größerer Entfernung betrachtet, verursachen etwas mehr Unbehagen. „Dieser Effekt geht vor allem darauf zurück, dass die Augen nicht bequem divergieren können“ [4].

Die harte Grenze: etwa 65 mm hinter dem Bildschirm

Der Abstand zwischen menschlichen Augen beträgt im Durchschnitt 6,5 cm (2,5 Zoll) [3]. Liegen die beiden Bilder eines Hintergrunds weiter auseinander, warnt der Leitfaden von BSkyB, „kann es dazu führen, dass sich die Augen nach außen drehen, was sowohl unnatürlich als auch äußerst unangenehm ist“ [1]. Die Bilder lassen sich dann womöglich nicht mehr zu einem verschmelzen [1].

Die größte Hintergrund-Parallaxe als Anteil am Bild ist also 65 mm geteilt durch die Bildbreite:

• 10-m-Wand: 65 ÷ 10.000 = 0,0065, also 0,65 %.
• 1,4-m-Fernseher: 65 ÷ 1.400 = 0,046, also 4,6 %.

Größte Hintergrund-Parallaxe nach Bildschirmbreite

Breite ist die Breite des Bildes auf dem Bildschirm. Bei einer Side-by-Side-Datei miss innerhalb der Hälfte eines Auges. Pixel = Prozentsatz × 1920.

Das ist eine Obergrenze, kein Ziel, und wer enger stehende Augen hat, erreicht sie früher (die Berkeley-Studie nahm in einer ihrer Rechnungen 6,3 cm als Augenabstand an [4]). Auf kleinen, nahen Bildschirmen liegt die Obergrenze weit über dem, was angenehm ist: Für den fernsten Hintergrund in Filmen auf kleinen Bildschirmen „empfinden die meisten Menschen einen künstlichen Horizont (Artificial Horizon) von +1,8 % bis +2,5 % als angenehm“ [3].

Veröffentlichte Richtwerte für den Sehkomfort

Einen einheitlichen Standard gibt es nicht. Die Stereografen, mit denen die Berkeley-Forscher sprachen, hatten „keinen Konsens über eine einzige quantitative Regel“ [4]. Drei veröffentlichte Regeln:

Die Werte von Sky gelten fürs Fernsehen. Auf eine 10-m-Wand übertragen sind +2 % auf dem Bildschirm 200 mm, etwa das Dreifache des Augenabstands. Für die vordere (negative) Parallaxe gibt es keine harte Obergrenze dieser Art, „da Konvergenz nicht so problematisch ist wie Divergenz“ [3]. Der Leitfaden von BSkyB warnt außerdem, dass Schnitte zwischen starker negativer und starker positiver Parallaxe „sehr unangenehm sein und die Augen schnell ermüden können“ [1].

Warum 3D die Augen auch innerhalb der Richtwerte ermüden kann

„Beim Betrachten von 3D stellen unsere Augen immer auf den Bildschirm scharf, können aber an jedem Punkt entlang der Z-Achse konvergieren“ [1]. Diese Unstimmigkeit ist der Vergenz-Akkommodations-Konflikt. Shibata und Kollegen (2011) fanden, dass er eine Ursache für visuelles Unbehagen ist, mit Symptomen „darunter überanstrengte Augen, verschwommenes Sehen, müde Augen und Kopfschmerzen“ [4].

Die Entfernung spielt eine Rolle. Inhalte hinter dem Bildschirm waren bei großem Betrachtungsabstand weniger angenehm, Inhalte davor bei kleinem [4]. Der angenehme Bereich ist im Kino weit und aus der Nähe schmal: „Im Kino reicht der Bereich von 1,6 m bis unendlich. Bei einem Mobilgerät reicht er nur von 0,28 bis 0,44 m“ [4].

VR-Brillen und AR-Brillen: Der virtuelle Bildschirm zählt

Eine VR-Brille oder AR-Brille zeigt einen virtuellen Bildschirm. XREAL zum Beispiel stellt die XREAL One standardmäßig auf einen 147-Zoll-Bildschirm in 4 m Entfernung ein und lässt dich beides ändern, die Entfernung von 1 m bis 10 m [5].

Ein 147-Zoll-Bildschirm im Format 16:9 ist etwa 3,25 m breit (147 Zoll × 0,872 = 128 Zoll). Füllt das Video ihn aus, liegt die Grenze für den Hintergrund bei 65 ÷ 3.250 = 2,0 %. Vergrößerst du den virtuellen Bildschirm, schrumpft die Grenze, wie bei einem echten.

Was das für eine umgewandelte 2D-in-3D-Datei bedeutet

Ein Konverter schreibt eine einzige Parallaxe in die Datei und kennt deinen Bildschirm nicht. Eine Umwandlung, die auf einem Fernseher richtig aussieht, kann auf einem Beamer oder einer LED-Wand zu viel verlangen, prüfe sie also auf dem größten Bildschirm, den du benutzen wirst:

1. Wandle einen kurzen Clip um. Wähle einen mit fernem Hintergrund, etwa eine Landschaft oder einen Himmel.
2. Spiel ihn auf dem echten Bildschirm ab. Schau von einem normalen Platz aus.
3. Prüfe den Hintergrund. Wirkt er doppelt oder lässt er sich schwer verschmelzen, verringere die Tiefe und versuch es noch einmal.

Owl3D Cloud wählt die Tiefe und die Bildschirmebene automatisch; es gibt keine Einstellungen. Die Owl3D-Desktop-App stellt die 3D-Stärke in fünf Stufen ein: Dezent, Sanft, Standard (die Voreinstellung), Kräftig und Maximal. Die Konvergenz legt sie standardmäßig auf das Motiv; unter „Erweiterte Steuerung“ kannst du Motivfokus, Pop-out oder Manuell wählen. Keine der beiden hat eine Einstellung für die Bildschirmgröße. Für einen sehr großen Bildschirm teste also einen kurzen Clip auf genau diesem Bildschirm, und wenn sich der Hintergrund schwer verschmelzen lässt, verringere die Stärke in der Desktop-App. So oder so ist das Ergebnis eine KI-Umwandlung, nicht die 3D-Fassung des Studios.

Von Owl3DOwl3D ConverterEine Desktop-App für Windows und Mac, die 2D-Videos und -Fotos in 3D umwandelt.

Häufige Fragen

Hilft es, weiter weg zu sitzen?

Meistens. Bei gleichem Bildschirm und gleichem Inhalt „sollte ein gegebener Disparitätsbereich im angezeigten Bild angenehmer werden, je weiter sich der Betrachter vom Bildschirm entfernt“ [4]. An der Parallaxe auf dem Bildschirm selbst ändert das nichts; sie ergibt sich aus der Datei und der Bildschirmbreite [1][3].