裸眼3D TV登場。東芝「グラスレス3Dレグザ」の秘密

研究開発センター マルチメディアラボラトリー 伊藤剛室長(左)と、東芝VP社 映像マーケティング事業部 グローバルマーケティング部 TV担当 参事の本村裕史氏(右)

　2010年最後の本連載のテーマは、東芝が年内最後に発売する大物「グラスレス3Dレグザ」だ。10月のCEATECで発表され、大々的に試作機が展示されて以降、その動向はほとんど伝えられてこなかった。

　だが、発売日も12型「12GL1」が12月22日に、20型「20GL1」が24日に決定し、製品版商品の展示も、一部店舗では開始されるという。さて、グラスレス3Dレグザは「見せ球」なのだろうか、それとも「大きな飛躍」なのだろうか?

　今回は映像マーケティング事業部 グローバルマーケティング部 TV担当 参事の本村裕史氏、技術面を担当した、研究開発センター(RDC)マルチメディアラボラトリー 室長の伊藤剛氏に話を聞き、この製品の特徴と狙いを聞いた。(以下、敬称略)

■ 今回は「採算度外視」?! 狙うは「所有感」を満たす「贅沢品」

　今回の取材に際し、東芝が用意したのは、12型、20型のグラスレス3Dレグザ両機の、製品化直前のバージョンのものだ。

「20GL1」(左)、「12GL1」(右)

　その名の通り、グラスレス3Dレグザは、多くの3Dテレビが必要とする「専用メガネ」を不要とし、裸眼で立体視を楽しめるというものである。その原理や特徴はまた後で解説するが、今回見たものは、CEATECでデモされたものに比べ、はっきりと画質が向上しており、ずいぶん違ったものであるという印象を受けた。

　まず第一に、不自然な画像になりにくくなっている。

　3Dに見えるには、左右の目に別々の映像が見える必要がある。メガネ式では「強制的に見せる」ため、距離や角度による制約は比較的小さい。他方で裸眼式の場合には、特定の距離、角度で見る必要があるため、映像が3Dに見える範囲が意外と狭い。このスイートスポットの「狭さ」が、裸眼式の最大の弱点といえる。推奨3D視聴距離は20型が90cm、12型が65cmだ。

　グラスレス3Dレグザであっても、やはり左右や上下に大きくずれると、像にズレが生まれるなどの不自然さができる。だが、テレビから近すぎる場所でなければ、映像はずっときちんと見える。もちろん、立体感を持って見えるのは90cmから2mくらいまでの間なのだが、それより遠くになっても映像は「2Dっぽく見える」だけで破綻はしない。

　CEATECの時のデモでは、遠くから見た時や、左右に体をうごかした場合など、スイートスポットから外れた時に、像がぶれたり明度のむらによる縞が見えたりしたため、「以前よりはマシだがやはり3Dで見れる範囲は狭いな」と感じていた。だがこの点については、横方向の明度むらはすべてのシーンで消えているようではないと感じたが、奥行き方向の問題はほとんど感じなくなっており、横方向の不自然さも大幅に軽減されている。ただし、視野角そのものはまだ30度程度と、制限がある。

20GL1	12GL1

　発色そのものは、普通のテレビに比べるとまだ不自然。特に黒の沈み込みやトーン変化の自然さには改善の余地がありそうだ。だがそれでもCEATECのデモと比較するとかなり改善されており、ずいぶん「テレビっぽく」なった。

　単純な画質・自然さでいえば、メガネ式の3Dテレビにかなうものではない。メガネ式は、輝度や二重像などの問題はあるものの、画質面ではそこまでの落差はない。今すぐに高画質にこだわって楽しむならメガネ式の方がいい、という意見に変わりはない。

　だが、この水準で「裸眼で見て3Dに感じるようになってきた」と思うと、感慨深いものがある。想像してみていただきたい。部屋の一角に置かれたテレビを「ちらっと」見ると、普通に2Dに見える。だがしっかり見ようとテレビの前に近づいていくと、ある程度きちんとした「3D映像」に見えてくる……。

　裸眼3Dの魅力は、そういう将来性にある。

　商品企画担当である本村氏も、現状のグラスレス3Dレグザが限界のある商品であることを認めた上で、商品としての位置づけを次のように説明する。

映像マーケティング事業部 グローバルマーケティング部 TV担当 参事の本村氏

本村：立体感や奥行き感を含め、高画質で集中して楽しんでいただくには、メガネ式の方がいいと思います。だからちょっと不便だけどメガネかけてくださいね、3Dレグザではそんな風にご説明してきました。

　でも、本音ベースでいえば、映画館のように「浸る」ものではない、日常的に使って頂く「テレビ」という製品では状況が違うのではないか、という気持ちもあります。いつかはやるべきものだと思っていました。

　RDCでは基礎研究もやっていましたし、パネルの開発もしていたんです。そこに映像処理技術を融合させれば、早いタイミングで出せるな、という結論に達したわけです。弊社社長(東芝 ビジュアルプロダクツ社 社長の大角正明氏)の強い思いもあり、トップダウンで決定したプロダクツです。

　他方、ユーザー層は非常に悩んだ点でもあります。率直に言って、 AVファンコア層向けでもなければ、超高画質思想でもない製品です。その点ではCELL REGZAとも異なる。

　そこで考えたのは「ちょっと贅沢な男のギア」という商品セグメントです。20型は書斎や会社の社長室、12型はデスクサイドに置いて使っていただきたい。自分も楽しい、「贅沢して買っちゃった」と他人に言えるところを狙いました。持っていることに満足感を感じられるもの、といってもいいでしょうか。

　20型モデルは24万円、12型モデルで12万円という価格は、サイズからみればかなり高い。だがこれでも「コストを反映した価格ではない」(同社大角社長)という。本村氏も、「サイズから考えた価格で、製造コストから決めた価格ではありません」と認める。

　あえて似た位置づけの製品を探すなら、2007年末にソニーが発売した有機ELテレビ「XEL-1」かも知れない。あちらは「圧倒的な高画質」を切り口にしたものであったが、「世界初の技術を所有する快感」を売る製品、という意味では共通点が多い。

■ CELL REGZAがあって「グラスレス」が生まれた

　では、グラスレス3Dレグザはどのように生まれたのだろうか？　実は東芝社内で計画がスタートしたのは、驚くほど最近のことであった。

研究開発センター(RDC)マルチメディアラボラトリー 室長の伊藤氏

伊藤：インテグラルイメージングの技術開発は進めていました。ですが、これをテレビにしよう、という計画が出てきたのはそんなに昔のことではなんですよ。

　3Dに使える映像はさほどないのが実情です。我々も開発には、静止画やCGなどを使っていました。ですから、自然画で9視点の立体映像を作るとここまでインパクトがある、とは思っていませんでした。

　実は、それが変わるのは2010年のはじめころの事なんです。

　状況を変えたのは、別途開発されていたある技術である。それは、現在の3D対応CELL REGZAに搭載されている、ソフトウエアによる2D-3D変換技術の登場だ。

　CELL REGZAでは、映像をリアルタイムに解析し、人の姿や背景の構図、モーションといった情報を生かし、一般的な組み込み向けLSIによる2D-3D変換(多くの場合は輝度情報を元に変換する)よりも精度とリアリティの高い変換を実現している。

　実際20型のグラスレス3Dレグザ下部には、CELL REGZAと同様にCELLが組みこまれており、主に2D-3D変換に使われている。

グラスレス3Dレグザでの、CELLを使った2D-3D変換の詳細。視点数は2つから9つに増えるが、CELL REGZAで使われている技術をベースにしている

　ただし、この技術が入っているのは20型のものだけ。12型のものは、レグザZGなどに使われている2D-3D変換専用LSIの技術をベースにしたものが利用されていて、CELLは入っていない。解像度が低いこと、CELLによる高度な2D-3D変換が利用されていないこともあってか、12型モデルは20型に比べると3D画質が劣る。特に横方向の「縞のなさ」「解像感」は、20型と12型で大きく違う印象を受けた。

伊藤：この技術が2視点向けのものです。ですがせっかくだから、試しに9視点の映像も作ってみたわけです。この時に使ったのは、内容は明かせませんが、ある3D映画の2D版の映像です。3D向けに撮影したものだから、2Dからの変換でも見栄えがいいのではないか、と考えてのことです。

　これが驚くほど効果があったんです。本村も含め、研究所外の人間に見せても「けっこうすごい」という反応をもらいました。ここから「テレビセットにしよう」という計画がスタートしたんです。

　ですから、2D映像から多視差の映像を作れる技術を持っていなかったら、このテレビは存在しませんでした。

　CELLによる2D-3D変換は、特に奥行き方向の推定に威力を発揮します。実際の視差情報作成には他のLSIも組み合わせていますが、奥行き情報推定につかっているのは、CELL REGZAに使われている技術を、ほぼそのまま利用しています。

　一般的に、デジタル家電の開発には18カ月程度かかる。それが、計画スタートから半年少々で展示会に出し、1年以内に商品化まで到達したというのは、相当な速度だ。もちろん、ディスプレイ製造技術や2D-3D変換の技術がすでに存在していたとはいえ、製品に仕立てあげるのは大変なことであったろう。CEATECでお披露目されたものと、最終的に製品化されたもので大きく画質が向上しているのも、急速に作り込んでいったためであるようだ。

　本村氏も、「正直、一カ月前のものと今のものとでも、画質は大きく異なっている。よくここまで持ってこれたと思う」と話す。

本村：技術側に実験映像を見せられた時、ドカッと来ましたね。率直に言って、去年・一昨年前くらいは、「裸眼で実用的な3Dテレビは私が会社にいるうちは出ないだろうな」とまで思っていましたから。(原価が高く商売になりづらいものを)なぜ製品にするのか、と聞かれます。CELL REGZAでも同じことがあったのですが、モンスターな技術・モデルを作ると「次」が見えてくるんです。パーソナルサイズではあるけれど、試作でなく量産決定したことが大きいです。テレビのエンジニアが入って、絵作りなどを追い込んでいったからここまでになったんです。やはり市場に出すとなると「本気」になります。「製品にする」というのは、そういうことなんですよ。

　伊藤氏は、今回利用した技術に関し、こう語る。

伊藤：この技術を使った液晶ディスプレイは、パチンコ用のディスプレイにも使われているんです。パチンコ用の場合、イスに座って見るものですから、距離は決まっていますし、発色などもテレビとは異なります。そこから「テレビ」にしていくためには、相当な画像処理が必要になりました。

　この点も「テレビにして売る」という決断があってこそのものといえそうだ。

■ 自然さの秘密は「パネルの工夫」と「画像処理」

　すでに述べたように、グラスレス3Dレグザを「テレビ」たらしめているのは、ソフトウエアによる画質調整の力である。

　それがどのようなものかを知るには、グラスレス3Dレグザの3D表示の仕組みを知っておく必要がある。

　東芝が使っている裸眼立体視の方式は「インテグラルイメージング」と呼ばれるものだ。これは、複数視差の映像を軸をずらして放射し、テレビと目の角度の違いによって「立体的に見える映像が目に入る」ようにするもの。東芝が利用している技術の場合、カマボコ状のレンチキュラーレンズを使って光に角度をつける仕組みになっている。

　だがレンチキュラーレンズの場合、パネルとの組み合わせによって画質面での問題が起きやすい傾向がある。

自社開発専用パネルと垂直レンチキュラーシートの組み合わせによる高画質化

伊藤：一般的な、画素が横方向に配列された液晶の場合、各画素間の黒いリブによって光が遮られ、レンズを通して見ると明るさのムラが出て、モアレになりやすいのです。簡単にいうと、レンズでリブの影が拡大されてしまうためです。そのため、レンチキュラーを斜めに配置することが多いのですが、こうすると今度は斜め方向に解像度が変わり、縦横で周波数帯域が変わります。これも、画質を上げるにはよろしくありません。

　そこで、縦にレンズを配置し、画素の方を垂直に配置しました。こうすれば、横に移動した時も色ズレが発生しにくくなります。

　他方で、垂直配列を利用したのは、元々テレビを想定していなかったからなんです。率直に言って、ハードの開発側は「テレビになるのは先だ」と思っていたんです。でも、そこにソフトがついてきた。画質を改善する技術を入れて、製品のレベルまで持ってきたのです。

　では具体的にどのような画像処理を行なっているのか? まず一つは「テレビ」としての色調整である。構造的にはモバイル向けの液晶技術に近いので、発色傾向はテレビと異なる。そこで、入力する映像の傾向を加工し、自然な絵になるように修正しているのだ。ガンマカーブの調整などはこの範疇に入る。コントラストを調整することは、2D映像であっても「立体感」を出すのに大切なことだ。3D映像でも同様の効果が生まれる。

　そしてもう一つが、3Dとして自然に見せるための処理である。

グラスレス3Dレグザでの「視域最適化」の概念図。レンズと画素の配列をずらし、立体に見える範囲を広くする

伊藤：インテグラルイメージングでは、2視差分や3視差分といった、複数の視点分の映像が目に入ります。そこでそれに合うよう、画像処理を行ないます。簡単に言えば、ぼけや混ざりをよりクリアーに見せるための画像処理を行なうわけです。

　もう一つの大きな処理が「視域最適化」です。画面の中央と端で同じように映像を出すと、正しく3Dに見える範囲が狭くなります。そこで、液晶の中央と端でレンズと画素の配列をずらし、視域が広くなるよう最適化しています。映像もこれにあわせて加工しているので、かなり3Dに見える範囲が広くなったんです。

■ 今の「グラスレス」は15年前の液晶か。高度化には映像側の工夫も重要に

　現在のパネルは、最大サイズで20型・解像度は「1,280×720ドット相当」である。実際には、横方向に9視点分の映像を作って表示するため、実パネルは3,840×2,160ドットのものが利用されている。いわゆる4K/2Kパネルに近いが、同社はそう表現してはいない。

伊藤：視点が9であるのも、解像度がフルHDでないのも、現在利用できるパネル解像度が4K/2K程度であり、それで実用的な落としどころはどこか、という結果です。9視差がいいのかどうか、ということについても議論の最中です。

　とはいえ、裸眼では体が動くので、なめらか視差をつなぐためには、隣同士の視差が入ってこないといけません。ひとつの目に2なり3なりの映像が混じってくる状態です。それを実現するには、6視差でギリギリかも知れない、とは思います。

　採算をある部分度外視して作られた製品ではあるが、現存する技術の制約に縛られることに違いはない。液晶パネルの解像度と、そこで適切な視野を実現するための関係を考えると、さらなるパネルの大型化や高解像度化にはまだ技術的課題も少なくない。

　そういった点は、今後も様々な技術開発が必要になるだろう。だがその時の解決方法は、「パネルの高解像度化だけではない」と伊藤氏は言う。

伊藤：大型化したときにはやはり、(元パネルの)4K/2Kという解像度そのものも問題になるでしょう。その中でどう画像を、奥行き間を出すか。おそらく、視差だけに頼ってはいけないんだろうと考えています。

本村：2D画像でやってきた奥行き感、リアリティを体感していただくための映像加工技術が大切になります。3Dも「奥行き感」「リアリティ」を出す一環ですから。色を含め映像をいじるわけですから、その点でも立体感を再現するのが大切だと考えます。

　他方、現状のグラスレス3Dレグザは「3D専用」であり、せっかくの高解像度パネルも1,280×720ドット相当でしか利用できない。

CEATECで展示した、PCディスプレイの部分3D表示

本村：現状では、この点については直接的なコメントはできません。しかしヒントとして、CEATECでパソコンを使って参考展示していた「部分3D表示」という技術を挙げておきます。あるウインドウの中だけを3D表示する、というものだったんですが。

伊藤：あの技術は、要は映像の中で、レンズの効果を出すところと出さないところを分けている、ということです。とすれば……。

　確かに、その技術を使うと、裸眼3Dテレビを「2Dモード」で使うことも不可能ではなさそうだ。

　とはいえ、現状でのコストや解像度を考えると、いきなり来期から「東芝の3Dはグラスレスが基本」になるとも考えづらい。まだまだ発展途上の技術だ。

本村：まず、将来的に「3D技術がないとテレビじゃない」と言われるか。おそらくそうではないでしょう。でも一方で、3D対応のテレビは増えていきます。コンテンツも増えていきますし、メガネ式ならコストも高くない。

　おそらくテレビのカテゴリーは、「超」将来的な話をすると、メガネつきと無しと2D、という「3つ」ではなく、「メガネなし」か「2D」に集約されている可能性があるのではないか、と期待しています。もちろん、短・中期的には「3つ」いるでしょう。

　でも、理想の姿はメガネなしですからね。いつ一般的になるかはともかくとして。

伊藤：商品化したことによって、やっと「将来そうなるかも」という絵を描けるようになった、という気持ちですね。

　彼らの言う通り、グラスレス方式がすぐに一般化する、と考えるのは難しい。トレードオフも多く、なによりコストが高い。

　だが考えてみれば、15年前は「薄型テレビ」もそんな存在だったはずだ。シャープが10.4型TFT液晶テレビ「ウィンドウ」を発売したのは、15年前の1995年だった。当時は高価かつ、画質を云々するのも難しかったが、いまやテレビは液晶が主流だ。

　グラスレスが15年で定着するかは分からない。だが、グラスレス3Dレグザは15年前の液晶テレビのようなものだと思うと、色々とピンとくる部分も多い。

　おそらく多視点型がクオリティを上げていくには、映像側に「奥行き情報」や「透過度情報」が付け加わり、精度の高い他視点映像が生成できるようになる必要がある。3Dはようやく2視点映像が始まったばかりで、その道筋はまだはっきりしていない。だがこの点も、時間が解決していく部分もあるだろう。

　今日のグラスレス3Dレグザは「特別なもの」で、すべての人を満足させられるものではない。だがこの先にあるものがどうなるかは、非常に興味深いところである。