Hướng dẫn về công nghệ hiển thị 3D: các nguyên tắc, phương pháp và sự nguy hiểm của nó

Cho dù bạn có bị cuốn vào phong trào này hay không , thực tế là 3D có mặt ở khắp mọi nơi trong những ngày này.

Từ phim ảnh, trò chơi cho đến máy tính xách tay  thiết bị cầm tay, trong vài năm tới hầu như mỗi màn hình đều có khả năng 3D , ngay cả khi bạn chọn không hiển thị bất kỳ nội dung 3D nào trên đó .

Nhưng 3D không dễ để làm quen, như dùng một hệ thống âm thanh vòm, hay chuyển từ màn hình theo tỉ lệ 4:3 sang màn ảnh rộng 16:10 hoặc 16:9 . Tại sao vậy? Vâng, việc đó là phức tạp, nhưng đáng dành thời gian để tìm hiểu. Hơn nữa, giống như bất kỳ công nghệ mới khác, 3D là không phải không có rủi ro tiềm năng của nó, và các nghiên cứu khoa học sẽ phải được thực hiện để xác định những tác động lâu dài của việc sử dụng, nếu có. Bây giờ, tuy nhiên, bạn cần biết các nguyên tắc đằng sau nó và đưa ra quyết định của riêng bạn.

Có một vài điểm chính đáng lưu ý. Chúng ta sẽ bắt đầu với những điều cơ bản. Làm thế nào để bạn nhìn thấy trong 3D? Đây là một quá trình tác động tới hệ thống thị giác của bạn.

Độ sâu được xác định như thế nào trong hệ thống thị giác của bạn

Thậm chí có vẻ ngớ ngẩn, khi làm như tôi ở đây: chỉ nhắm mắt bên phải của bạn. Bây giờ chỉ nhắm mắt trái. Bây giờ lại nhắm mắt phải. Bạn có nhận thấy rằng mọi vật thay đổi vị trí một chút. Điều này, dĩ nhiên, là do hai mắt cách nhau một vài cm, điều này được gọi là " khoảng cách giữa hai mắt" và những người khác nhau thì khoảng cách này khác nhau. 

Cũng lưu ý rằng khi bạn nhìn vào một vật gần, các vật thể xuất hiện hai lần trong hình nền. Nhìn vào góc của màn hình. Xem cái ghế hoặc cửa sổ bị xuất hiện hai lần hay không ? Tất nhiên là không . Đó là bởi vì bạn đang thực sự quay mắt của mình để chúng đều hướng về những gì bạn đang tập trung vào. Điều này được gọi là “sự hội tụ” và nó tạo ra một loại sắp xếp X, trung tâm của X là những gì đang được tập trung vào. 

\"\"

Vì vậy, các vật thể ở trung tâm của  X được xuất hiện ở cùng những điểm trên võng mạc tương ứng của bạn, nhưng vì khoảng cách giữa hai mắt , điều đó có nghĩa là những vật ở phía trước và phía sau X sẽ đạt những điểm khác nhau ở võng mạc – tạo ra việc hình ảnh xuất hiện hai lần. Bạn có thể thấy hai hình ảnh bởi vì nếu như bạn nhắm tạm một mắt và thấy vị trí của chúng hơi khác nhau .

\"\"

Tiếp theo chúng ta có sự lấy nét. Mắt của bạn lấy nét khác với hầu hết các máy ảnh, nhưng kết quả cuối cùng là như nhau. Cố gắng giữ ngón tay của bạn trong khoảng một cánh tay và nhìn tập trung vào nó, sau đó nhìn vào cái gì ở xa phía sau nó. Rõ ràng sự lấy nét thay đổi, và bạn có thể nhận thấy rằng trong khi các đối tượng ở xa bị mờ trong khi bạn nhìn vào ngón tay của bạn, ngón tay của bạn được lấy nét trong khi bạn nhìn vào đối tượng ở xa. 

\"\"

Một khi hai hình ảnh đã xuất hiện trên võng mạc của bạn, chúng quay trở lại thông qua thần kinh thị giác đến các hệ thống phân tích hình ảnh khác nhau, nơi mà các dữ liệu thô được phân tích cực kỳ mạnh mẽ theo thời gian thực được thực hiện bởi một số khu vực của não bộ cùng một lúc. Một số khu vực tìm đường thẳng, một số phân tích các chuyển động, một số thực hiện các hoạt động dựa trên kinh nghiệm và cho bạn biết rằng,  thực sự, người đó đã đi vào phía sau bức tường đó, họ không biến mất vào bức tường, và những điều tương tự. Cuối cùng (có lẽ trong 15 micro giây) tất cả các thông tin này đi vào ý thức của bạn và bạn nhận thức về màu sắc, độ sâu, sự di chuyển, mô hình, và các đối tượng riêng biệt trong lĩnh vực bạn nhìn thấy …. Điều quan trọng cần lưu ý là hình ảnh là một quá trình được học, và các khu vực này trong vỏ não thị giác của bạn được "lập trình" bằng kinh nghiệm cũng như bằng giải phẫu và bản năng.

Tại sao chúng ta đi sâu vào những điều này? Vâng, bởi vì nó cũng thú vị. Và cũng bởi vì nếu bạn muốn hiểu công nghệ màn hình 3D, nó có thể là một ý tưởng tốt để hiểu nguồn gốc các công cụ 3D của bạn.

Chiều sâu được tạo ra như thế nào trong hiển thị 3D

Có một lời giải thích đơn giản và một lời giải thích phức tạp ở đây. 

Đầu tiên là đơn giản: hiển thị 3D ra tạo ra ảo giác về chiều sâu bằng cách đưa hình ảnh khác nhau đến mỗi mắt. Có vậy thôi. Và đó là điều mà tất cả các màn hình 3D có chung cách thức như vậy . 

Nhưng làm thế nào để hiển thị nó tốt nhất? Mỗi người có ý kiến khác nhau. Về cơ bản bạn có ba kỹ thuật đưa hình ảnh mắt phải đúng cho mắt phải và đưa hình ảnh mắt trái đúng đến mắt trái . Nếu bạn tưởng tượng mỗi hình ảnh được thay đổi tương ứng  với mắt của mình , một hiển thị 3D hoàn hảo sẽ như thế này:

\"\"

Trong thực tế điều đó không thực sự xảy ra. Chúng ta hãy nhìn vào các kỹ thuật được sử dụng đánh giá.

Ống kính lọc

\"\"

Đề xuất ban đầu . Các loại kính màu đỏ-lam, màu đỏ-xanh lá cây hoặc màu đỏ tươi, màu lục lam để tượng trưng cho 3D chia một hình ảnh đen-trắng (và sau này là ảnh màu) thành hai thành phần bổ sung cho nhau . Chúng ta sẽ không đi sâu vào trong cơ học của nó nhưng về cơ bản nó tạo ra một hình ảnh mà một phần đi đến một mắt và một phần khác tới mắt còn lại , và một phần cho cả hai – phần cuối này là màn hình bình thường mà mắt của bạn tập trung vào . Khó khăn chủ yếu của cách thức này là về nhận thức màu sắc, rất khó để não bộ cân bằng mọi thứ , nhận các màu bị chia cắt và lắp ráp chúng một cách chính xác.Tuy nhiên, cặp ảnh nổi màu bổ sung vẫn còn được sử dụng và vẫn còn rất có ích - chỉ cần theo dõi Toy Story 3 bằng cách sử dụng màu xanh lá cây, đỏ tươi và nó trông thật tuyệt vời. Một phiên bản mới hơn (bởi Infitec) sử dụng bộ lọc nâng cao để phân chia mỗi màu thành hai thành phần, gửi một nửa quang phổ màu đỏ đến một mắt và một nửa đến mắt khác  .

\"\"

Các phiên bản hiện đại nhất của ống kính lọc là sử dụng phân cực - tuyến tính . Hiện tại phân cực tròn (RealD) đã được sử dụng, vì nó cho phép bạn nghiêng đầu của bạn mà không ảnh hưởng đến hình ảnh. Sự khó chịu công nghệ này là cường độ ánh sáng của hình ảnh bị giảm một nửa. . 

\"\"

Kính màn trập chủ động

\"\"

Đây là phương pháp hiện hành hay được các công ty truyền hình lựa chọn . Các hình ảnh được hiển thị ở tốc độ khung hình cao, và các kính nhanh chóng chuyển đổi giữa màu đen và rõ ràng bằng cách sử dụng một cặp màn hình LCD trong suốt có độ trễ thấp . 

Bằng cách này, một mắt nhìn không thấy gì (ít nhất là 1 / 100 giây ) trong khi mắt kia nhìn thấy "một hình ảnh" chính xác, và một vài micro giây sau, và đảo ngược. Lợi ích là mỗi mắt là nhận được "đầy đủ" ảnh bất cứ khi nào nó nhận được bất cứ điều gì .

\"\"

Có một số trở ngại của công nghệ này:

§  Chất lượng kính tự thay đổi Công nghệ đang được cải thiện, và những kính năm nay tốt hơn năm ngoái... và có khả năng trong một vài tháng chúng sẽ lại bị cũ đi. Không phải là một điều xấu khi công nghệ đang được cải thiện, nhưng xem xét vài điểm tiếp theo chống lại nó, đó là tin xấu khi áp dụng một công nghệ hay thay đổi.

§  Chi phí cao. Một cặp kính này có thể chi phí lên tới 100 $. Nếu cá nhân mua thì đó cũng là giá cần phải suy nghĩ, nhưng đối với một nhà hát mà phải mua hàng ngàn chiếc và duy trì chúng, trong khi phải đối mặt với nguy cơ trộm cắp liên tục, điều đó là không thực tế.

§  Vị trí và độ nghiêng có thể ảnh hưởng đến hình ảnh. Tuy không chắc chắn về điều này, nhưng có vẻ như là màn trập LCD làm mới từ trên xuống, giống như màn hình của bạn. Nó không phải làm tất cả cùng một lúc, về kỹ thuật mà nói. Điều này có thể được bỏ qua khi đầu bạn đặt thẳng, nhưng khi có độ nghiêng, bạn có thể thấy một số phần của hình ảnh của mắt còn lại, hoặc hiệu ứng lăng trụ từ màn hình LCD không được liên kết một cách chính xác với màn hình. Ngoài ra cũng có thể có các can thiệp từ các mô hình làm mới của màn hình LCD. Plasma làm giảm điều này.

§  Phải dùng năng lượng . Những cục pin trong những vật này cần phải tính phí, không đặc biệt thường xuyên, nhưng nhiều hơn so với kính thụ động. Hơn nữa, các máy móc thiết bị và cơ sở hạ tầng năng lượng có thể rất cồng kềnh và nặng nề, mặc dù điều này đang được cải thiện.

§  Các màn hình LCD nhấp nháy có liên quan đến cơn co giật động kinh điều này sẽ được đưa vào mục "nguy hiểm," nhưng bây giờ nó đủ để biết rằng nguy cơ có tồn tại.

Như bạn thấy, danh sách này khá dài, mặc dù một số sai sót đang được khắc phục. Một thắc mắc tại sao rất nhiều công ty đã đặt hàng dù biết điều đó. Vâng, một lý do là nó cung cấp cơ hội kiếm tiền, và họ không phải thay đổi màn hình của họ ngoài việc tăng Tần số Mành , tiết kiệm cho họ những đồng tiền R & D quý giá. 

Màn hình nổi

Những sản phẩm này đã có mặt một thời gian , ở các cấp độ tinh vi khác nhau, và bây giờ đang ở tâm điểm như là phương pháp 3D được sử dụng trong các máy chơi Game : 3DS Nintendo. 

\"\"

Bạn có thể thấy một cái gì đó của phương pháp thấu kính Lenticular (lăng kính răng cưa hướng ánh sáng đi theo hướng khác nhau ) trong hiển thị "giao thoa Laser" . Nguyên tắc, một hoặc một nhóm điểm ảnh có ánh sáng của nó hướng đến một mắt, và một nhóm khác hướng đến mắt khác. 

\"\"

Điều này có thể được thực hiện trong một số cách, nhưng ngày nay người ta dùng Rào cản Thị sai ( Parallax Barrier ) : tạo một loạt các khe hở trong màn hình, đặt vị trí chính xác cho phép ánh sáng từ mỗi dòng khác nhau của điểm ảnh để đi ra theo cách này hay cách khác. Dòng điểm ảnh chẵn đi bên phải, và dòng lẻ đi bên trái, ví dụ. Điều này cho phép hình ảnh được chia mà không cần dùng kính - một lợi ích không nên đánh giá thấp.

\"\"

Cũng có vấn đề với phương pháp này

§  Bởi vì vị trí của khe hở là tĩnh, bạn phải đặt đôi mắt của bạn ở một nơi nhất định để cảm nhận được hiệu ứng. Đặt mắt quá gần hoặc quá xa và ánh sáng bắt đầu rò rỉ từ các nhóm điểm ảnh khác, hoặc ảo giác 3D sẽ bị phá hủy.

§  Độ phân giải và độ sang bị  giảm đi một nửa. Bởi vì một nửa số dòng điểm ảnh đi một đường và một nửa đi đường khác, mỗi mắt nhận được các thông tin mà một nửa màn hình có khả năng đưa ra. Điều này dẫn đến giảm độ sáng và độ phân giải. 3DS có màn hình là 800 × 240, nhưng độ phận giải là thực sự mà nhận được lại là 400 × 240 . Nếu bạn muốn hiển thị nội dung 1080p sử dụng Parallax Barrier , bạn cần một màn hình 4K.

§  Yêu cầu sửa đổi màn hình hiện tại. Mặc dù có thể tưởng tượng một bộ lọc rào cản thị sai đối với một TV, nó sẽ không bao giờ xảy ra. Công nghệ này phải được tích hợp chặt chẽ với các màn hình hiển thị, làm tăng chi phí. 

Tại sao 3D nguy hiểm và nguy hiểm cho những ai?

Một vài tháng trước, Samsung ban hành một cảnh báo liên quan đến màn hình 3D của mình, và hàm ý chỉ cả những người cạnh tranh. Cảnh báo này rất có thể tồn tại trong tài liệu của tất cả các công nghệ hiển thị 3D. Nó cũng có thể in trên mặt sau của vé của bạn mỗi khi bạn đi xem một bộ phim 3D, mặc dù nghi ngờ rằng các nhà hát không cố gắng hết mình lọc ra những trẻ em và trẻ sơ sinh từ khán giả của họ. Xem phim với nguy cơ của riêng bạn, tôi giả sử. Vậy tại sao phải cảnh báo?

Vâng, trong trường hợp của Samsung cụ thể nói đến Kính màn trập chủ động. Như đã đề cập ở trên rằng những kính có thể gây nên động kinh và các hiệu ứng khác. Điều  xảy ra là : khi mỗi mắt bị chặn ba mươi hay sáu mươi lần mỗi giây tương đương với việc có một tần số cao những cơ co giật tác động khuôn mặt của bạn. Bạn có thể nhận thức được điều này ở nguy cơ co giật và những triệu chứng khác như : buồn nôn, và mệt mỏi . Hơn nữa, dù điều này đã không được điều tra đầy đủ, tuy nhiên, điều này đang được cải thiện: khi độ chính xác ngày càng tăng và thời gian nghỉ giảm, có nghĩa là vô thức của bạn ít có khả năng "nhìn thấy" sự nghỉ.

Nhưng có những ý kiến cho rằng vấn đề của 3D có bị ảnh hưởng khi dùng Kính màn chập hay không ? Vấn đề chỉ đơn giản là thế này: bạn đang lừa mắt của bạn  tâm trí của bạn vào một suy nghĩ có chiều sâu, nơi mà thực sự không có. Những có hai điều cần xem xét nghiêm túc : một, đó là cảm nhận chiều sâu là một quy trình hoạt động có liên quan đến cơ bắp và sự chuyển động, và hai, tầm nhìn là một  kỹ năng học được .

Hãy nhớ lại khi bạn đang tập trung vào ngón tay của bạn, và sau đó nhìn vào đối tượng ở xa. Mắt của bạn "biết" điều đó để tập trung vào một đối tượng xa hơn, nó có để thực hiện một chuyển đổi nhất định trên thủy tinh thể để tập trung nhìn rõ vào đối tượng này . Khi bạn nhìn thấy một đối tượng trong một bộ phim, mắt của bạn ngay lập tức cố gắng xác định cự li của đối tượng và thay đổi độ co giãn thủy tinh thể -nhưng không có gì xảy ra! "Cái gì thế" hệ thống thị giác của bạn nghĩ rằng, "Chiếc xe phải được lấy nét!" Do có sự thay đổi của những vật thể cần lấy nét khiến cho tạo ra sự mệt mỏi trong các cơ bắp và sự nhầm lẫn trong não.

\"\"

Khi bạn chuyển sự chú ý của bạn và nhìn vào đối tượng khác, đôi mắt của bạn cũng tự nhiên thay đổi quan điểm của chúng về hội tụ. Điều này xảy ra khi bạn xem phim 3D , bạn thậm chí có thể nhìn thấy bằng mắt thường phần xương của hiệu ứng 3D, trong đó các đối tượng phía sau hoặc phía trước của màn sẽ được lấy nét không đồng bộ với nhau (chúng sẽ xuất hiện mờ hoặc nhân đôi; càng xa hơn màn tập trung, càng bị như vậy). Khi mắt bạn thay đổi hội tụ, chúng tự nhiên muốn thay đổi tập trung, vì trong đa số trường hợp, việc thay đổi điểm bạn đang xem có nghĩa là thay đổi hình dạng của ống kính của bạn. Một lần nữa, mắt và não của bạn đang bị lừa, và hành động của tập trung không chỉ là không cần thiết mà còn  có hại cho nhận thức chính xác của hình ảnh 3D. Vì vậy, mắt của bạn tái hội tụ, nhưng sự tập trung không thay đổi - một sự xuất hiện không tự nhiên, mặc dù nó có thể được giảm thiểu bằng cách thao tác cẩn thận về điện ảnh và duy trì kiểm soát đối với tầm nhìn của các đối tượng.

Một hiệu ứng khác là thị sai, đó là các đối tượng di chuyển tương đối với nhau khi bạn di chuyển đầu của mình . Sự không hòa hợp tạo ra phụ thuộc vào khoảng cách từ màn hình, đối tượng không di chuyển nhiều khi bạn di chuyển đầu của bạn một chút nếu chúng cách xa 12 mét .  

Những gì bạn có thể làm

§  Hãy nghỉ ngơi.  Đứng dậy, đi bộ xung quanh, và tương tác với những thứ trong thế giới thực.Cung cấp cho não của bạn thời gian nghỉ sau khi bị lừa. Nếu bạn cảm thấy rằng bạn đang bắt đầu bị mất liên lạc với thế giới thực (điều này thực sự xảy ra), dừng lại cho ít nhất nửa giờ. Một số người dễ bị bệnh tật và sau khi hiệu ứng hơn những người khác. Hãy biết giới hạn của riêng bạn và những giới hạn của những người khác.

§  Hạn chế thời gian xem 3D của trẻ em. Một lần nữa, sử dụng vừa phải, ngay cả trẻ em, sẽ để lại hậu quả vấn đề nghiêm trọng. Độ tuổi mầm non là thời kỳ vô cùng quan trọng cho quá trình tương tác vật lý cơ bản và thiết lập chỉ tiêu cảm quan. Sử dụng tùy theo quyết định của bạn và nhớ rằng xem 3D trên một bề mặt 2D là không tự nhiên .

§  Không mua màn hình dựa trên màn chắn sáng chủ động.  Bạn sẽ tiết kiệm tiền và tránh những vấn đề tiềm năng vốn có trong hệ thống. Nếu bạn nhất định phải mua một,hãy nghiên cứu trước và không mua rẻ. Những LCD  chậm và đồng bộ hóa chất lượng kém có hại cho cả bạn và hình ảnh.

§  Không tham gia cho đến khi 3D trở nên tốt hơn. Tất cả các công nghệ này đang được cải thiện , vì tất cả các công ty điện tử được ngân hàng trên chúng như là lớn tiền nhà sản xuất-tiếp theo. Năm tới sẽ có màn hình tốt hơn, sáng hơn, và có thể là giá cả phải chăng. Như với bất kỳ công nghệ mới nào khác, bạn còn chờ đợi, còn có thể có được các lợi ích tốt hơn. Nếu bạn thực sự muốn nhìn thấy một cái gì đó trong không gian 3D, bạn có thể đi đến các rạp chiếu phim.

 \"\"