Sistema 3D con obturador activo

• A diferencia de las gafas 3D con filtro de color rojo/cian (anaglifos) , las gafas con obturador LC son de color neutro, lo que permite la visualización en 3D en todo el espectro de color, aunque el sistema anaglifo 3D ColorCode se acerca mucho a proporcionar una resolución de color completa.
• A diferencia de un sistema 3D polarizado , donde la resolución espacial horizontal (generalmente) se reduce a la mitad, el sistema de obturador activo puede mantener la resolución completa ( 1080p ) para ambas imágenes, izquierda y derecha. Como en cualquier sistema, los fabricantes de televisores pueden optar por no implementar la resolución completa para la reproducción 3D y, en su lugar, utilizar la mitad de la resolución vertical (540p). ^{[ 3 ]}

• El parpadeo se percibe excepto a frecuencias de actualización muy altas, ya que cada ojo recibe, en la práctica, solo la mitad de la frecuencia de actualización real del monitor. Sin embargo, las gafas LCD modernas suelen funcionar a frecuencias de actualización más altas y eliminan este problema para la mayoría de las personas.
• En primer lugar, el método solo funcionaba con monitores CRT . Con la amplia disponibilidad de televisores 3D y pantallas planas de ordenador en el período 2010-2013, ^{[ 4 ]} los monitores de panel plano admiten frecuencias de actualización lo suficientemente altas como para funcionar con algunos sistemas de obturador LC. ^{[ 5 ]} Muchos proyectores, especialmente los basados ​​en DLP, admiten 3D de fábrica.
• Las gafas con obturador LC bloquean la luz la mitad del tiempo; además, cuando están abiertas, solo dejan pasar el 50 % de la luz, debido a su polarización . Esto produce un efecto más intenso que ver la televisión con gafas de sol, lo que provoca que el espectador perciba la imagen con solo un cuarto de brillo. Sin embargo, este efecto puede generar un mayor contraste de brillo en pantallas LCD en comparación con las CRT, ya que la polarización de las gafas se alinea con la de la pantalla, lo que resulta en una imagen con la mitad de brillo. No obstante, la pantalla debe estar en su orientación habitual o aparecerá completamente negra. Dado que las gafas también oscurecen el fondo, el contraste mejora al usar una imagen más brillante.
• Cuando se utilizan con pantallas LCD, especialmente las antiguas, las diferencias localizadas extremas entre la imagen que se muestra en un ojo y en el otro pueden provocar diafonía , debido a que los píxeles de los paneles LCD a veces no pueden cambiar completamente, por ejemplo, de negro a blanco, en el tiempo que separa la imagen del ojo izquierdo de la del derecho. Con técnicas como la sobremarcha , que respondía a las necesidades de los videojuegos rápidos, los avances en el tiempo de respuesta del panel han dado lugar a pantallas que rivalizan o incluso superan a los sistemas 3D pasivos.
• La velocidad de fotogramas debe ser el doble que la de los sistemas 3D no 3D, anaglifos o polarizados para obtener un resultado equivalente. Todos los equipos de la cadena deben ser capaces de procesar fotogramas al doble de velocidad; en esencia, esto duplica los requisitos de hardware.
• A pesar de la progresiva bajada de precios, debido al uso intrínseco de componentes electrónicos, siguen siendo más caras que las gafas 3D anaglifas y polarizadas.
• Debido a sus componentes electrónicos y baterías integradas, las primeras gafas con obturador eran pesadas y caras. Sin embargo, las mejoras en el diseño han dado como resultado modelos más nuevos que son más económicos, ligeros, recargables y que se pueden usar sobre lentes graduadas.
• Las gafas de obturación utilizan distintos métodos y protocolos de sincronización según la marca. Por lo tanto, incluso las gafas que utilizan el mismo sistema de sincronización (por ejemplo, infrarrojos) probablemente serán incompatibles entre diferentes fabricantes. Existen iniciativas para crear unas gafas de obturación 3D universales. ^{[ 6 ]}
• La alternancia de la visualización entre las vistas izquierda y derecha produce un efecto de paralaje temporal si hay objetos que se mueven lateralmente en la escena: se ven como si estuvieran delante o detrás de su ubicación real, según la dirección del movimiento.

El método de alternancia de fotogramas permite renderizar juegos 3D modernos en 3D real , aunque un método similar, que implica campos alternos, se ha utilizado para crear una ilusión 3D en consolas tan antiguas como la Master System y la Family Computer . Se utiliza software o hardware especial para generar dos canales de imágenes, desfasados ​​entre sí, para crear el efecto estereoscópico. Se requieren altas velocidades de fotogramas (normalmente ~100 fps) para obtener gráficos fluidos, ya que la velocidad de fotogramas percibida será la mitad de la real (cada ojo ve solo la mitad del número total de fotogramas). De nuevo, las gafas LCD con obturador sincronizadas con el chip gráfico completan el efecto.

En 1982, el videojuego arcade SubRoc-3D de Sega incluía un ocular 3D especial, ^{[ 16 ]} que consistía en un visor con discos giratorios que alternaban las imágenes izquierda y derecha para el ojo del jugador desde un único monitor. ^{[ 17 ]} El sistema 3D de obturador activo del juego fue desarrollado por Sega con Matsushita (ahora Panasonic). ^{[ 18 ]}

En 1984, Milton Bradley lanzó para la Vectrex el 3-D Imager, una forma primitiva de gafas de obturador activo que utilizaba un disco giratorio motorizado con transparencias como obturadores físicos . Aunque voluminosas y rudimentarias, utilizaban el mismo principio básico de alternancia rápida de imágenes que aún emplean las gafas de obturador activo modernas.

Nintendo lanzó el Famicom 3D System para Famicom en octubre de 1987 en Japón. Se trataba de un visor LCD con obturador, el primer dispositivo electrónico de videojuegos doméstico en utilizar gafas LCD con obturador activo. Sega lanzó el SegaScope 3-D para Master System a nivel mundial en noviembre de 1987. Solo se lanzaron ocho juegos compatibles con 3D.

En 1993, Pioneer lanzó el sistema LaserActive , que contaba con un compartimento para varios módulos PAC, como el Mega LD PAC y el LD-ROM² PAC. La unidad era compatible con 3D mediante la adición de las gafas LaserActive 3D (GOL-1) y el adaptador (ADP-1).

Si bien el hardware 3D para estos sistemas de videojuegos antiguos está casi en su totalidad en manos de coleccionistas, todavía es posible jugar a los juegos en 3D utilizando emuladores, por ejemplo, usando una Sega Dreamcast con un emulador de Sega Master System junto con un televisor CRT y un sistema 3D como el que se encuentra en The Ultimate 3-D Collection.

Entre 1999 y 2000, varias empresas crearon kits de gafas estereoscópicas de cristal líquido para PC con Windows , compatibles con aplicaciones y juegos desarrollados para las API de gráficos 3D Direct3D y OpenGL . Estos kits solo funcionaban con monitores CRT y empleaban una interfaz VGA , VESA Stereo o una interfaz propietaria para la sincronización izquierda-derecha.

El ejemplo más destacado fueron las gafas ELSA Revelator, que funcionaban exclusivamente con tarjetas Nvidia mediante una interfaz propietaria basada en VESA Stereo. Posteriormente, Nvidia adquirió la tecnología y la utilizó en su controlador estéreo para Windows.

Los kits de gafas incluían un software controlador que interceptaba las llamadas a la API y renderizaba las dos vistas en secuencia; esta técnica requería el doble de rendimiento de la tarjeta gráfica , por lo que se necesitaba un dispositivo de gama alta. Los fallos visuales eran frecuentes, ya que muchos motores de juegos 3D dependían de efectos 2D que se renderizaban a una profundidad incorrecta, lo que provocaba desorientación en el espectador. Muy pocos monitores CRT podían soportar una frecuencia de actualización  de 120 Hz con las resoluciones de juego habituales de la época, por lo que se requería un monitor CRT de gama alta para obtener una imagen sin parpadeos; e incluso con un monitor CRT adecuado, muchos usuarios reportaban parpadeos y dolores de cabeza.

Estos kits CRT eran totalmente incompatibles con los monitores LCD comunes, que tenían frecuencias de actualización bajas de 60  Hz o 75  Hz, a diferencia de las pantallas CRT, que ofrecían una frecuencia de actualización mayor a resoluciones más bajas. Además, el mercado de pantallas se volcó rápidamente hacia los monitores LCD y la mayoría de los fabricantes dejaron de producir monitores CRT a principios de la década de 2000, lo que provocó que los kits de gafas para PC cayeran en desuso y se redujeran a un nicho de mercado muy específico, que requería la compra de un monitor CRT usado de gama alta y gran diagonal.

SplitFish EyeFX 3-D era un kit de gafas 3D estereoscópicas de obturación para la Sony PlayStation 2 lanzado en 2005; solo era compatible con televisores CRT de definición estándar. El accesorio incluía un cable de paso para el mando de PS2; al activarse, el accesorio conectado enviaba una secuencia de comandos de movimiento alternados rápidamente de izquierda a derecha a la consola, produciendo una especie de efecto de " estereoscopia ondulante " potenciado además por las gafas de obturación LC con cable que funcionaban en sincronía con estos movimientos. ^{[ 19 ]} El kit llegó demasiado tarde en el ciclo de vida de la consola, cuando fue reemplazada efectivamente por la PlayStation 3 , y solo era compatible con unos pocos juegos, por lo que pasó prácticamente desapercibido para los jugadores. ^{[ 20 ]}

El kit Nvidia 3D Vision basado en USB, lanzado en 2008, es compatible con monitores CRT con frecuencias de actualización de 100, 110 o 120  Hz, así como  con monitores LCD de 120 Hz.

Hay muchas fuentes de gafas 3D de bajo costo. Las gafas IO son las más comunes en esta categoría. XpanD 3D es un fabricante de gafas de obturador, con más de 1000 cines que actualmente usan gafas XpanD. ^{[ 21 ]} Con el lanzamiento de esta tecnología al mercado de espectadores domésticos en 2009, muchos otros fabricantes están desarrollando sus propias gafas de obturador LC, como Unipolar International Limited, Accupix Co., Ltd, Panasonic , Samsung y Sony .

El estándar M-3DI , anunciado por Panasonic Corporation junto con XPAND 3D en marzo de 2011, tiene como objetivo proporcionar compatibilidad y estandarización en toda la industria de las gafas con obturador LC (activo) .

Samsung ha desarrollado gafas 3D activas que pesan 2 onzas (57 g) y utilizan tecnología de lentes y monturas pionera de Silhouette , que crea gafas para la NASA . ^{[ 22 ]} 

Nvidia fabrica un kit 3D Vision para PC que incluye gafas 3D con obturador, un transmisor y un software de controlador gráfico especial. Si bien los monitores LCD convencionales funcionan a 60  Hz,  se requiere un monitor de 120 Hz para usar 3D Vision.

Otros proveedores reconocidos de gafas 3D activas son EStar America y Optoma. Ambas compañías fabrican gafas 3D compatibles con diversas tecnologías, como RF, DLP Link y Bluetooth.

En 2007, Texas Instruments presentó soluciones de procesamiento digital de luz (DLP) con capacidad 3D estéreo a sus fabricantes de equipos originales (OEM), ^{[ 23 ]} Samsung y Mitsubishi presentaron los primeros televisores DLP preparados para 3D, y los proyectores DLP 3D llegaron más tarde.

Estas soluciones aprovechan la ventaja de velocidad inherente del dispositivo de micromirrores digitales (DMD) para generar secuencialmente una alta frecuencia de actualización para las vistas izquierda y derecha necesarias para la obtención de imágenes estereoscópicas.

La tecnología DLP 3D utiliza el algoritmo de estabilización SmoothPicture y se basa en las propiedades de los modernos sensores DMD de 1080p60. Compacta eficazmente dos vistas (izquierda/derecha) en un solo fotograma mediante un patrón de tablero de ajedrez , requiriendo únicamente una resolución estándar de 1080p60 para la transmisión estereoscópica al televisor. La principal ventaja de esta solución es una mayor resolución espacial, a diferencia de otros métodos que reducen a la mitad la resolución vertical u horizontal.

Los microespejos están organizados en una disposición de píxeles denominada "diamante desplazado" de 960 × 1080 microespejos, rotados 45 grados, con sus puntos centrales ubicados en el centro de los cuadrados "negros" del tablero de ajedrez. El DMD emplea oscilación de píxeles completos para mostrar la imagen completa de 1080p como dos imágenes de media resolución en una secuencia rápida. El DMD opera al doble de la frecuencia de actualización, es decir, 120  Hz, y la imagen completa de 1080p se muestra en dos pasos. En la primera cadencia, solo se muestra la mitad de la imagen original de 1080p60: los píxeles que corresponden a los cuadrados "negros" del patrón de tablero de ajedrez. En la segunda cadencia, la matriz DMD se desplaza mecánicamente ("oscila") un píxel, de modo que los microespejos se encuentran ahora en una posición que antes ocupaban los huecos, y se muestra la otra mitad de la imagen: esta vez, los píxeles que corresponden a los cuadrados "blancos". ^{[ 24 ] [ 25 ]}

A continuación, se genera una señal de sincronización para sincronizar la frecuencia de actualización de la pantalla con las gafas de obturación LC que lleva el usuario, mediante el mecanismo patentado de Texas Instruments denominado DLP Link. DLP Link mantiene la sincronización insertando breves fotogramas blancos durante el intervalo de borrado de la pantalla , que son captados por las gafas de obturación LC. ^{[ 26 ]}

Los paneles de plasma son dispositivos intrínsecamente de alta velocidad, ya que utilizan modulación por ancho de pulso para mantener el brillo de cada píxel, lo que los hace compatibles con el método secuencial que utiliza lentes de obturación. Los paneles modernos ofrecen una frecuencia de activación de píxeles de hasta 600  Hz y permiten una precisión de color de 10 a 12 bits con entre 1024 y 4096 gradaciones de brillo para cada subpíxel.

Samsung Electronics lanzó en 2008 televisores PDP compatibles con 3D: el "PAVV Cannes 450" en Corea y el PNAx450 en el Reino Unido y Estados Unidos. Estos televisores utilizan el mismo esquema de compresión de patrón de tablero de ajedrez que sus televisores DLP, aunque solo con la resolución nativa de 1360 × 768 píxeles y no con el estándar HDTV de 720p, lo que los hace compatibles únicamente con un ordenador.

Matsushita Electric (Panasonic) presentó el prototipo del "Sistema de cine de plasma 3D Full HD" en el CES 2008. El sistema combina un televisor PDP de 103 pulgadas , un reproductor de Blu-ray y gafas de obturación . El nuevo sistema transmite imágenes entrelazadas 1080i60 para ambos ojos, y el vídeo se almacena en un Blu-ray de 50 gigabytes mediante la extensión de codificación de vídeo multivista MPEG-4 AVC/H.264 .

Anteriormente, las pantallas LCD no eran muy adecuadas para el 3D estereoscópico debido a la lentitud en el tiempo de respuesta de los píxeles . Tradicionalmente, las pantallas de cristal líquido han tardado en cambiar de un estado de polarización a otro. Los usuarios de portátiles de principios de los 90 están familiarizados con el desenfoque y la distorsión que se producen cuando algo se mueve demasiado rápido para que la pantalla LCD pueda seguirlo.

La tecnología LCD no se suele medir por fotogramas por segundo, sino por el tiempo que tarda en transicionar de un valor de color de píxel a otro. Normalmente, una  frecuencia de actualización de 120 Hz se muestra durante 1/120 de segundo (8,33 milisegundos) debido al muestreo y retención , independientemente de la rapidez con la que una pantalla LCD pueda completar las transiciones de píxeles. Recientemente, se logró ocultar las transiciones de píxeles, utilizando tecnología de retroiluminación estroboscópica, apagando la retroiluminación entre actualizaciones ^{[ 27 ]} para reducir la diafonía. Los televisores LCD más recientes, incluidos los televisores 3D de gama alta de Sony y Samsung, ahora utilizan una retroiluminación estroboscópica o de escaneo para reducir la diafonía 3D durante el uso de gafas de obturación.