De 3D-camera maakt het heelal inzichtelijk
Gebruikerswaardering:
/ 2
Een toekomst waarin je je eigen 3D-films maakt, is een stapje dichterbij gekomen. Een Leidse hoogleraar maakte de eerste geïntegreerde 3D-camera. Conceptueel een makkie, maar technisch gezien een hoogstandje.
Sinds de film Avatar (2009) is Hollywood gevallen voor de 3D-film. Dit jaar verschijnen er zo’n veertig. Marco Beijersbergen verwacht dat de techniek ook op andere terreinen belangrijker zal worden. Hij is bijzonder hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit Leiden en directeur van Cosine, een bedrijf dat in opdracht technologie op het gebied van meetapparatuur ontwikkelt voor de industrie, wetenschap en ruimtevaart. Een opdracht kwam in 2005 van de ruimteorganisatie ESA: ontwerp een 3D-camera die gebruikt kan worden in ruimtestation ISS.
Cosine maakte de eerste geïntegreerde 3D-camera, dat wil zeggen het eerste apparaat met twee gesynchroniseerde lenzen. Beijersbergen legt uit: ‘Vaak werd 3D gefilmd met twee camera’s die aan elkaar gemonteerd zijn, een rig, wij waren de eerste die de twee camera’s in een apparaat hebben geïntegreerd. Je kunt ‘m zo oppakken en er 3D mee filmen.’
Die twee lenzen zijn nodig omdat 3D-materiaal altijd twee beelden vereist: één voor het linker oog en het rechter oog, die dus ook afzonderlijk van elkaar moeten worden gefilmd.
‘Je noemt dit stereoscopisch opnemen. In de camera zitten twee lenzen op ongeveer 65 millimeter van elkaar, dit is de gemiddelde ruimte tussen onze ogen. Die lenzen staan niet evenwijdig naar het scherm, zoals je naar 2D kijkt, maar onder een kleine hoek. De beelden liggen daarom een beetje scheef op elkaar. Zonder bril zie je een soort een dubbel plaatje.’
Het object waar de camera op gericht is, ziet er uit zoals je het in werkelijkheid ziet, legt Beijersbergen uit. Maar een object dat dichterbij is, ziet eruit alsof het een beetje naar een kant verschoven is, terwijl een object dat verderaf ligt dan waar de camera op focust naar de andere kant verschoven lijkt.
‘Door middel van een brilletje zorg je dat het ene beeld alleen te zien is met het linker oog en het andere met het rechteroog. Het effect hiervan is dat je ogen hieraan meedoen. Voor dichtbijzijnde objecten gaan je ogen iets meer naar elkaar toe kijken, omdat de afbeeldingen verschillen. Dat is net zoals je in het echt naar een object dichtbij kijkt. Voor verderaf ga je meer staren, als het ware door het scherm heen. Je hersenen interpreteren dat dan als een object in de verte.’
Het maken van 3D is complex, zegt Beijersbergen: ‘In 3D zitten allerlei subtiele effecten, het is perceptie, je hersenen hebben feilloos door of iets klopt of niet. Als de twee beelden iets te veel van elkaar verschuiven, dan zie je dat niet, maar voel je het wel. Je wordt dan draaierig of misselijk. We hebben de lenzen in onze camera dusdanig uitgelijnd, dat bijvoorbeeld bij inzoomen de plaatjes niet verschuiven ten opzichte van elkaar.’
Het bouwen van de camera voor ESA lukte uiteindelijk in een paar maanden. In 2006 werd de camera gelanceerd. Beijersbergen: ‘Wij zijn natuurkundigen, we benaderen dit als een meetprobleem. De sensoren om te meten bestaan allemaal al. Het was het combineren van al bestaande dingen. Technisch blijf het moeilijk, maar conceptueel is het niet heel complex.’
ESA wil met de camera de omgeving van het ruimtestation beter inzichtelijk maken voor mensen op aarde. Beijersbergen: ‘Zo’n ruimtestation ziet eruit als een koker, met overal apparatuur. Er is geen boven of onder. In 2D snap je het niet, het is te complex. Door die 3D-beelden krijg je veel meer inzicht hoe het eruit ziet, slechts door een beeldje toe te voegen. Ook voor het werk op afstand, bijvoorbeeld met een robot-arm is 3D veel handiger. Probeer met één oog dicht maar eens je wijsvingers op elkaar te drukken. Dat is moeilijk, want je ziet geen diepte.’
Beijersbergen promoveerde in Leiden. Hierna wilde hij in een andere omgeving gaan werken, maar zonder de natuurkunde vaarwel te zeggen. Hij kwam terecht bij Estec in Noordwijk, dat onderdeel is van ESA. ‘Dat bleek een leuke organisatie om zowel natuurkundig als technologisch bezig te zijn. Ik zag toen ook dat er een gat in de markt is voor een bedrijf dat helpt nieuwe technologie te ontwikkelen.’ In 1998 richtte hij Cosine op, waar hij nu met de Belg Max Collon directeur van is en dat meer dan twintig werknemers heeft.
Cosine ontwikkelde de camera door voor ESA, er kwam een HD-camera die ook gebruikt kan worden om live beelden naar aarde te sturen. De CP31 is het commerciële model dat afgeleid is van de eerdere camera. Het bedrijf verhuurt en verkoopt deze over heel de wereld. De verkoopprijs? ‘Die bedraagt tussen de 25.000 en 40.000 euro.’
In de filmindustrie wordt voorlopig toch nog de voorkeur gegeven aan het werken met rigs, zodat er met een hogere resolutie en grotere lenzen gewerkt kan worden.
De opleving van de 3D-films zorgt voor meer aandacht voor de 3D-camera’s van Cosine, zegt Beijersbergen. Maar hij denkt niet dat in de nabije toekomst alles in 3D te zien zal zijn.
‘Bijvoorbeeld het journaal, dat kun je prima nog in 2D bekijken. Maar ik denk wel dat 3D in de film zal blijven, het wordt dus weer iets breder. Een actiefilm, een natuurfilm of een concert, dat kijk je in 3D. Het is een unieke ervaring, het geeft het gevoel dat je erbij bent.’