Optiset ideat eivät ole uusia, mutta digitekniikka toteuttaa ne terävästi.



Julkaistu Tiede-lehdessä 7/2009


Turun Kinopalatsissa menee Möröt vastaan muukalaiset kolmiulotteisena. Saliin mentäessä otetaan mukaan katselulasit. Kun alun kaksiulotteiset mainospätkät on katsottu, valkokankaalle ilmestyy kehotus panna lasit silmille.

Möröt alkavat, ja ero näkyy heti. Kolmiulotteinen vaikutelma on selvä.

Melkein kaikki katsojat ovat lapsia. Heille kolmiulotteisuus tulee olemaan arkipäivää ja kaksiulotteinen elokuva yhtä historiallista kuin mykkäfilmi nykyajan aikuisille.

Harvoista aikuiskatsojista monet ovat vanhempia ja isovanhempia, jotka ovat kauan sitten ainakin kuulleet kolmiulotteisista elokuvista. Ehkä joku heistä on katsonutkin entisajan 3D-filmiä.


Vanha idea tuli takaisin

Brittiläinen valokuvaaja William Freese-Greene patentoi erään kolmiulotteisen esitystekniikan jo 1890-luvulla. Kankaalle heijastettaisiin kahdella projektorilla elokuva, jota katsottaisiin nykyisten katselulasien edeltäjällä stereoskoopilla. Tuohon aikaan ja vielä pitkään myöhemminkin tekniikka oli kuitenkin liian karkeaa aidontuntuisen syvyysvaikutelman aikaansaamiseksi.

Puolijohdetekniikan tehtyä läpimurtonsa 1960-luvulla alettiin uskoa, että kolmiulotteisuuden ongelmat ratkaistaisiin pian. Kun yhdysvaltalaiset futurologit Herman Kahn ja Anthony Wiener 1967 laativat luettelon sadasta innovaatiosta, jotka todennäköisesti toteutuvat vuoteen 2000 mennessä, kolmiulotteinen elokuva oli ilman muuta mukana.

Futurologit näkivät kehityksen suunnan oikein mutta erehtyivät aikataulussa. Elektroniikkakin kehittyy joskus uskomattoman hitaasti.


Digi tuo uuden laadun

Kohta kolmiulotteisuus voittaa lopullisesti, uskovat alan yrittäjät.

- Elokuvan esitys on nyt digitalisoitumassa, sanoo kehityspäällikkö Janne Uusi-Kölli Finnkinosta. - Kuvan laatu ja kolmiulotteisuus ovat ihan toista luokkaa kuin ennen.

Väitteelle on perusteita. Ero entiseen on suunnilleen sama kuin digitaalisella teräväpiirtotelevisiolla ja 1900-luvun analogiatelevisiolla.

Digitaalisuuden avulla analogiakauden elokuvaideat voidaan toteuttaa tarkasti. Kaikissa 3D-tekniikoissa näytetään kahta kuvaa päällekkäin. Analogiatekniikalla kuvien limittäminen on hankalaa, koska analoginen signaali aaltoilee loivasti ja kulkee vähän "sinne päin". Voimme verrata analogisen esityksen tulosta palapeliin, jonka palat ovat kyllä suunnilleen oikeassa paikassa mutta hieman toistensa päällä. Tulos on lievästi suttuinen.

Digitekniikka taas puhuu selvää nollien ja ykkösten kieltä. Virta kulkee tai ei kulje. Jotakin on tai ole. Digitekniikalla palat saadaan loksahtamaan täsmällisesti paikoilleen. Kuva muodostetaan laskemalla, ja nykyinen elektroniikka tarjoaa laskentavoimaa riittävästi.


Kuva kahtia ja jälleen kokoon

Ihmisen kumpikin silmä näkee kohteen eri kulmasta. Verkkokalvoille syntyy kaksi kuvaa, jotka aivot yhdistävät toisiinsa. Jotta kaksiulotteiseen kuvapintaan syntyisi syvyysvaikutelma, silmiin on saatava heijastettua valonsäde tietyssä kulmassa.

Jo 1800-luvun keksijät oivalsivat, että pitää ottaa kaksi samanlaista kuvaa ja siirtää niitä hieman toisiinsa nähden.
Yksi tapa on käyttää yhtä kameraa ja siirtää sitä. Menetelmä sopii, kun kuvataan liikkumattomia kohteita, kuten maisemia.

Toinen mahdollisuus on käyttää kahta kameraa tai kahta linssiä. Voidaan myös kuvata päällekkäisesti yhdellä kameralla, esimerkiksi peilien avulla.

Teatterissa otos taas puretaan tavalla tai toisella kahtia niin, että kumpikin silmä näkee oman kuvansa.


Värit ja värähtelyt erottavat

Aikaisemmin eniten käytetty ja nykyäänkin suosittu tapa on värien erottaminen eli anaglyfikuva. Yksi alan suurista pelaajista, Dolby, uskoo, että anaglyfitekniikka toimii meidänkin vuosisadallamme.

Anaglyfitekniikassa kuva suodatetaan valikoivasti katselulaseilla. Vasen silmä näkee punaista ja oikea sinisensävyistä syaania eli vihreän ja sinisen sekoitusta. Aivot yhdistävät näkymät värilliseksi stereokuvaksi.
Toinen tapa on polarisaatio. Koska valoaallot värähtelevät tietyssä tasossa, silmiin tuleva valo voidaan polaroida eli erottaa kahteen aaltoon, joilla on eri värähtelytasot.

Passiivisessa polarisaatiossa, jota markkinoidaan esimerkiksi kauppanimellä RealD, yksinkertaiset, kertakäyttöiset lasit suodattavat eri valoaallot kumpaankin silmään. Riittävän valovoiman aikaansaamiseksi kuva projisoidaan tavallisen valkokankaan sijasta hopeakankaalle.

Aktiivisessa polarisaatiossa, joka tunnetaan kauppanimellä XpanD, kuvat erotetaan vielä ajallisestikin. Kumpikin silmä näkee oman kuvansa hieman eri aikaan. Digitekniikan ansiosta kuvat tahdistuvat tarkkaan ja näkymä pysyy terävänä mörköjen ja muukalaisten vauhdikkaissakin yhteenotoissa.


Laseista halutaan eroon

Finnkino käyttää aktiivista polarisaatiota, XpanD-tekniikkaa. Kuvan tahdistaa infrapunasignaali, jonka projektori lähettää valkokankaan kautta. Katselulasit ovat kalliimpia, mutta tätä Janne Uusi-Kölli ei pidä pahana: - Niitä voidaan käyttää monta kertaa. Ei synny jätettä koko aikaa, kuten kertakäyttölaseilla.

Toinen etu on, että valovoimaisten lasien ansiosta riittää tavallinen valkokangas.

3D-tekniikka on tullut jäädäkseen. Lähitulevaisuus näyttää, joutuuko kaksiulotteinen elokuva kokonaan sivuraiteelle. Kehitys riippuu osin siitä, miten pian kolmiulotteista elokuvaa pystytään katselemaan ilman laseja.
Autostereokooppisia näyttöjä, joita voidaan katsoa ilman apuvälineitä, on kehitetty jo pitkään. Kuvapinta peitetään mikroskooppisilla linsseillä tai näköesteillä niin, että silmiin saadaan eri kuvat (Ks. Kotiteatteri saa kolmannen ulottuvuuden, Tiede 9/2006, s. 12-13).

Tekniikka on vielä keskeneräistä. Monet näyttelyissäkin esiteltävät 3D-televisiot vaativat katselulasit, koska kuvan laatu voi riippua katselukulmasta. Elokuvateatterin iso katsomo on paljon kotisohvaa vaativampi.


Kirjoittaja on diplomi-insinööri, vapaa tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.


Holografiaelokuva pitkästyttäisi vielä


Holografia on kolmiulotteista luonnostaan, ilman laseja. Holografisesta 3D-elokuvateatterista haaveiltiinkin jo 1960-luvulla. On kuitenkin osoittautunut vaikeaksi tehdä uudelleen kirjoitettavaa hologrammia, jossa kuva vaihtuu nopeasti.
Optiikka- ja m
ateriaalitutkija, professori Nasser Peyghambarian ja hänen työtoverinsa Arizonan yliopistosta kertoivat viime vuonna pienistä edistysaskeleista. Tutkijat valmistivat valoa taittavasta polymeeristä hologrammin, johon voidaan kirjoittaa lasersäteellä kuva, pyyhkiä se pois ja kirjoittaa uusi tilalle.

Teatteritasoon on vielä matkaa. Laboratorionäyttö on 10x10 sentin kokoinen. Värejäkin on toistaiseksi vain yksi, eikä toiminnallisuuskaan ole kummoista, koska kuvan vaihtuminen kestää muutaman minuutin.

Optics & Photonics News -lehdessä tutkijaryhmä arvioi, että jos prosessoriteho kasvaa, pakkausalgoritmit kehittyvät riittävästi ja joukko muita ongelmia ratkaistaan, holovideokuva olohuoneessa on mahdollinen kymmenen vuoden päästä. Teatteriin se tulee sitten joskus myöhemmin.

Kevään ihme pilkottaa pienissä sanoissa.

Talven jäljiltä väritön maisema herää eloon, kun iloista vihreää pilkistelee esiin joka puolelta.

Tätä kasvun ihmettä on aina odotettu hartaasti, ja monille ensimmäisille kevään merkeille on annettu oma erityinen nimityksensä, joka ei viittaa mihinkään tiettyyn kasvilajiin vaan nimenomaan siihen, että kysymys on uuden kasvun alusta.

Kasvin, lehden tai kukan aihetta merkitsevä silmu on johdos ikivanhaan perintösanastoon kuuluvasta silmä-sanasta. Myös kantasanaa silmä tai tämän johdosta silmikko on aiemmin käytetty silmun merkityksessä.

Norkko on ilmeisesti samaa juurta kuin karjalan vuotamista tai tippumista merkitsevä verbi ńorkkuo. Myös suomen valumista tarkoittava norua kuulunee samaan yhteyteen. Rennosti roikkuvat norkot näyttävät valuvan oksilta alas.

Lehtipuun norkkoa tai silmua merkitsevällä urpa-sanalla on laajalti vastineita itämerensuomalaisissa sukukielissä, eikä sille tunneta mitään uskottavaa lainaselitystä. Näin ollen sen täytyy katsoa kuuluvan vanhaan perintösanastoon.

Nykysuomalaisille tutumpi urpu on urpa-sanan johdos, ja samaa juurta on myös urpuja syövän linnun nimitys urpiainen.

Urpa-sanan tapaan myös vesa on kantasuomalaista perua, koskapa sana tunnetaan kaikissa lähisukukielissä.

Taimi-sanaa on joskus arveltu balttilaiseksi lainaksi, mutta todennäköisempää on, että se on kielen omista aineksista muodostettu johdos. Samaa juurta ovat myös taipua- ja taittaa-verbit.

Itu on johdos itää-verbistä, joka on ikivanha indoeurooppalainen laina. Oras puolestaan on johdos piikkiä tai piikkimäistä työkalua merkitsevästä indoiranilaisesta lainasanasta ora. Verso on myös selitetty hyvin vanhaksi indoiranilaiseksi lainaksi.

On mahdollista, että maanviljelytaitojen oppiminen indoeurooppalaisilta naapureilta on innoittanut lainaamaan myös viljakasvien alkuihin viittaavia sanoja.

Kevään kukkiva airut on leskenlehti. Vertauskuvallinen nimi johtuu siitä, että kasvi kukkii suojattomana ilman lehdistöä, joka nousee esiin vasta kukkimisen jälkeen. Vaatimattomasta ulkonäöstä huolimatta leskenlehden ilmestyminen on pantu visusti merkille, ja sille on kansankielessä kymmeniä eri nimityksiä. Yksi tunnetuimmista on yskäruoho, joka kertoo, että vanha kansa on valmistanut kasvista rohtoja etenkin hengitysteiden tauteihin.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehdessä 5/2018

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

Tieteessä 5/2018

 

PÄÄKIRJOITUS

Päätön paremmuus järjestys 

Suosituissa lukiovertailuissa ei ole kovin paljon järkeä.

 

PÄÄUUTISET

Etevä laskee sormin

Menetelmä toimii paremmin kuin päässälasku.

Kuitu vaalii verensokeria

Runsaskuituinen dieetti korjasi diabeetikoiden glukoosiarvot.

Vapaus vie vakiouralle

Tasa-arvon maissa tytöt karttavat teknisiä ja tieteellisiä aloja.

Ihminen pihistelee unta

Muut kädelliset vetävät sikeitä jopa 15 tuntia vuorokaudessa.

 

ARTIKKELIT

Liiku viisaasti

Monen into lopahtaa vaativiin harjoitusohjelmiin.
Treeni maistuu, kun tuntee muutaman faktan.

Koira syntyi pohjoisessa

Ihminen ja susi tutustuivat jääkauden haaskalla.
Vanhin näyttö elämäntoveruudesta tulee Belgiasta.

Taivaallamme kulkevat sään jättiläiset

Keskileveyksien matalat ovat ilmojen titaaneja.
Ne selittävät, miksi Suomessa on niin epävakaista.

Aivot näkevät harhoja

Kalliotaiteen oudot kuvajaiset tuotti muuntunut
tietoisuus. Se syntyy meidänkin aivoissamme.

Metso kukkoilee koko kevään

Tiluksilla rehvastelu alkaa jo helmikuussa.
Sodaksi taistelu naaraista yltyy vapun tienoilla.

Rooma kaatui rahapulaan

Supervallan tuhoon on tarjottu satoja syitä.
Tapahtumat etenivät luultua raadollisemmin.

 

TIEDE VASTAA

Miksi ensimmäinen lettu epäonnistuu?

Miten gorilla saa lihakset kasvisruoalla?

Miksi pikaliima ei tartu tuubinsa sisäseiniin?

Kuinka kaukana on etäisin galaksi?

Onko hyönteisillä reviirejä?

Mistä juontuvat sanat minä ja itse?

 

KIRJAT

Rikos ei houkuta niin kuin ennen

Länsimaat löysivät uudelleen itsehillinnän.

 

KUVA-ARVOITUS

Siinähän on ihan selvästi...

Klassikkopalsta kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia
lehden Facebook-sivustolle.

 

OMAT SANAT

Tässä on itua

Kevään ihme pilkottaa pienissä sanoissa.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.