3D, modellazione, proiezione: tutte le tecnologie di Avatar

Avatar fa uso di tecnologia di proiezione stereoscopica tridimensionale. La tecnologia richiede che lo spettatore indossi degli occhiali con lenti a polarizzazione circolare o degli occhiali attivi che richiedono la sincronizzazione con le immagini proiettate. Per simulare l'effetto tridimensionale della vista umana, il sistema prevede la ripresa per una stessa scena di due fotogrammi: uno rappresenta quella scena vista dall'occhio destro, l'altra dall'occhio sinistro.

Successivamente i singoli fotogrammi vengono proiettati in sequenza da un singolo proiettore con un filtro polarizzatore, comandato elettronicamente, montato davanti la lente. Per evitare sfarfallii dell'immagine, la velocità di proiezione è due volte maggiore della normale proiezione cinematografica. La frequenza di proiezione è quindi di 120 Hz.

Sono tre le principali sfide del 3D: la resa dei colori, l'efficienza luminosa e l'effetto ghosting, ovvero le scie delle sagome in caso di movimenti repentini. L'uso degli occhialini, infatti, taglia l'85% di luminosità. Le tecniche per la proiezione di immagini 3D in movimento si basano su tre sistemi: anaglifo, due immagini filtrate con due colori diversi vengono discriminate da occhiali con filtraggio complementare; sistema a lenti polarizzate, due immagini proiettate in rapida sequenza su di un apposito schermo riflettente vengono discriminate da occhiali dotati di lenti polarizzate orientate ortogonalmente l'una rispetto all'altra; sistema a oscuramento alternato, le due immagini vengono proiettate in rapida sequenza (attualmente a 48 o anche 114 frame al secondo contro i 24 frame del cinema tradizionale 2D) e vengono discriminate da occhiali dotati di otturatori sincronizzati.

I tre marchi che producono gli occhialini 3D con cui più frequentemente ci si imbatte al cinema sono: Dolby 3D Digital Cinema, passivi; RealD 3D, passivi; XpanD, attivi. La differenza tra occhiali 3D passivi e attivi è che i primi non hanno bisogno di sincronizzazione, mentre i secondi sono sincronizzati, solitamente attraverso un emettitore a raggi infrarossi presente nella sala.

Gli occhiali Dolby 3D Digital Cinema sono occhiali passivi non polarizzati e non elettronici. Hanno un ghosting minore rispetto alle altre due soluzioni, ma la luminosità è inferiore a quella degli altri due sistemi. Real D offre il vantaggio sul prezzo, gli occhiali sono usa e getta e sono facili da gestire. Questa tecnologia usa il silver screen, e questo rischia di compromettere la visione fuori dall'angolo ideale, oltre che generare un effetto ghosting maggiormente marcato.

Dunque, gli occhiali Dolby 3D sono costosi, mentre quelli Real D sono più agevoli da maneggiare, poco costosi e quindi usa e getta. Nel caso della proiezione Real D, tuttavia, l'esercente deve installare un filtro, detto silver screen, che serve a mantenere la polarizzazione (che può essere comunque lasciato anche nel caso delle proiezioni 2D). Il Dolby 3D, invece, usa il canonico schermo bianco.

Dolby 3D è basato sul concetto di scomposizione cromatica dell'immagine attraverso un sistema di filtri, mentre con la terza tecnologia, XpanD, le immagini sono proiettate alternativamente per i due occhi, senza scomposizione cromatica. In questo caso, per garantire la proiezione alternata, servono occhiali 3D attivi, la cui sincronizzazione con le immagini proiettate sullo schermo è regolata da un raggio a infrarossi proiettato da un apposito emettitore.

La tecnologia di XpanD quindi evita gli inconvenienti delle altre due: usa lo schermo bianco e non effettua correzioni cromatiche, inoltre ha una resa luminosa migliore. D'altronde comporta che dentro gli occhiali ci sia un meccanismo interno che regoli la sincronizzazione e quindi gli occhiali sono più delicati da maneggiare.

Veniamo ai proiettori. Al momento lo standard di proiezione più comunemente usato è Digital 2K, che opera alla risoluzione in alta definizione di 2048 x 1080 pixel. 2K costituisce al momento il miglior compromesso tra costi, luminosità dell'immagine e qualità.

I film digitali vengono creati realizzando la scansione digitale della pellicola da 35 mm e raccogliendo i dati in un file cinematografico DCP (Digital Cinema Package) per la distribuzione. Il metodo di distribuzione attualmente più utilizzato è un'unità hard disk portatile.

Attualmente, gran parte dei film vengono creati realizzando la scansione delle pellicole da 35 mm per creare file cinematografici a 2K. Negli ultimi anni, i principali studi cinematografici hanno adottato telecamere HD di alta qualità per la produzione di film di alto standard quali, ad esempio, Apocalypto, Sin City, Superman Returns, Miami Vice, Star Wars II e III, oltre che, ovviamente, Avatar. La migliore soluzione per vedere Avatar al cinema, secondo la nostra esperienza, è la sala Energia nel cinema Arcadia di Melzo (MI), con proiettore Digital 2K Christie e occhialini attivi XpanD.

È stato recentemente introdotto lo standard Digital 4K, alla risoluzione di 4096 x 2160 pixel. I proiettori Digital 4K, la cui unica soluzione al momento è la famiglia CineAlta 4K di Sony, non sono ancora efficienti come i proiettori Digital 2K, soprattutto dal punto di vista della luminosità in spazi ampi. Il primo sistema Digital 4K già funzionante in Italia presso il Multiplex Nexus di Corte Franca (BS) adotta la tecnologia RealD per proiezioni in 3D ed è operativo in due modalità: proiezioni 4K con ottica 2D e, grazie a un adattatore a doppia lente, proiezioni 3D in 2K.

A destra il formato Digital 2K, a sinistra Digital 4K

D'altronde, RealD 3D non è l'unica tecnologia di proiezione per il cinema stereoscopico. Negli Stati Uniti è, infatti, molto diffuso lo standard Imax (in Italia ci sono due cinema Imax: uno a Riccione e uno a Taranto, ma vengono usati soprattutto per i documentari). I film in Imax utilizzano una pellicola che viene in gergo chiamata 15/70, visto che ha 15 perforazioni su un fotogramma di 70mm. Il negativo 15/70 ha una risoluzione teorica che può arrivare a 10.000 x 7.000 pixel, quindi decisamente superiore a quella dello standard Digital 4K.

Nata come tecnologia di proiezione per pellicola, Imax sta recentemente passando al digitale. Questo è possibile grazie alla tecnologia DMR (Digital Remastering) che consiste nel produrre un file che viene proiettato in 4K anche tradizionali pellicole 35mm. Nello specifico Imax Digital prevede l'utilizzo di due proiettori Digital 2K Christie e un server. I due proiettori sono utilizzati per aumentare la luminosità e le due immagini in arrivo ai proiettori vengono pre-processati dal server e sovrapposte per assicurare la massima qualità di visione possibile. Imax Digital è già pronto per il 3D.

Una variante dell'Imax, poi, è l'Omnimax, e la principale differenza riguarda lo schermo, che in questo caso ha forma emisferica: 270 gradi di visione con equidistanza da tutti i punti dello schermo all'obiettivo del proiettore. Questo comporta una diversa sistemazione delle cabine di proiezione: la cabina Imax non ha particolari differenze rispetto ad una cabina normale; la cabina di proiezione della sala Omnimax, invece, si trova sotto la sala, posizionata all’incrocio delle diagonali della stessa. Questo perché il proiettore, dopo essere stato caricato, si eleva fino a raggiungere il piano pavimento della sala stessa ed eseguire quindi la proiezione. L’Omnimax usa la stessa pellicola dell'Imax, ma l’immagine impressa nel fotogramma stesso è sferica, ovvero è un'immagine assimilabile ad un cerchio che viene poi riprodotta sullo schermo per mezzo di particolari obiettivi.