نمایشگرهای سه بعدی
نويسنده:نوشین هژبرنژاد
صفحات نمایشگرهای سه بعدی مانند نمایشگرهای عادی از پیکسل تشکیل شده با این تفاوت که تمامی پیکسل های موجود در صفحه، یک نوع تصویر را نمایش نمی دهند.به عبارتی در یک لحظه دو تصویر از نمایشگر پخش می شود. نیمی از پیکسل ها یک تصویر و نیمی دیگر تصویری دیگر را پخش می کنند زیرا یکی از آن تصاویر، فقط برای دیدن با چشم چپ و تصویر دیگر فقط برای دیدن با چشم راست است.
تعداد پیکسل های تشکیل دهنده صفحه نمایش در کیفیت تصاویر سه بعدی نقش بسیار مهمی دارد.از طرفی سرعت انتقال اطلاعات به پیکسل ها نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است.امروزه نمایشگرهای پلاسما و LCD دارای سرعت مناسبی در جایگزینی تصاویر هستند.به همین منظور از این نوع نمایشگرها در تولید تصاویر سه بعدی استفاده می شود.
یکی از تفاوت های عمده بین نمایشگرهای سه بعدی با LCD یا پلاسما در شیشه این نمایشگرهاست.
این شیشه ها به گونه ای ساخته شده اند که نور را پخش نمی کنند بلکه به صورت متمرکز به نقطه هدف ارسال می کنند.هدف آن به طور متناوب بین چشم چپ و راست بیننده تغییر می کند.در یک لحظه هدف آن یکی از چشمان بیننده است و در لحظه ای دیگر چشم دیگر بیننده را مورد هدف قرار می دهند و چون تصاویر با سرعت بالایی عوض می شود و به تناوب به چشم راست و چپ ارسال می گردد، در نتیجه سه بعدی از تصاویر نمایشگر ایجاد خواهد شد.
البته با استفاده از عینک های ویژه هم اختلاف زمانی دو تصویر برطرف شده و تصویری واحد به مغز مخابره می شود و همچنین تصاویر با وضوح و کیفیت بالاتری دیده می شوند.به عبارتی سیستم داخل این عینک ها به گونه ای طراحی شده است که اختلاف زمانی دو تصویر متناوب را با سرعتی بسیار بالا از بین می برد در نتیجه آنچه ما تصور می کنیم تصاویری با وضوح و کیفیت مناسب است که به محیط طبیعی بسیار نزدیک است.
عینک های ساخته شده برای این نمایشگرها به دو نوع تقسیم می شوند.نوع اول آن دارای تکنولوژی ساده ایست و در ساخت آن از لنز anaglyph استفاده شده است.در صورتی که بدون این عینک به صفحات نمایشگر سه بعدی نگاه می شود دو گونه تصویر دیده می شود و چشم دچار دوبینی شده و بعد از مدتی خیره شده به صفحه نمایشگر، احساس سرگیجه به فرد دست می دهد.لنز به کار رفته در این عینک ها به رنگ های قرمز و آبی است و تصاویر سه بعدی را از صفحه تلویزیون به چشم بیننده منتقل می کند.چگونگی عملکرد این لنزها بدین قرار است که لنز قرمز نورهای قرمز ساطع شده از نمایشگر را جذب می کند و باعث حذف نور قرمز در تصاویر می شود.لنز آبی نیز به همین ترتیب نورهای آبی تصاویر را جذب می کند.به عبارتی چشم با لنز آبی تصاویر قرمز و با لنز قرمز تصاویر آبی را می بیند.از آنجا که چشم دارای قدرت همگرایی روی نقطه ای خاص در شبکیه است، مغز هنگامی تصویری را تشخیص یا تفسیر می کند که هر دو چشم، یک تصویر را دیده باشند.در نمایشگرهای سه بعدی نورهای وارد شده از صفحه نمایشگر به چشم، در نقطه ای متمرکز می شود که روی فاصله کانونی چشم نیست و اندکی با آن تفاوت دارد با استفاده از عینک، این اختلاف با فاصله کانونی بر طرف شده و یکی از تصاویر نزدیک تر و دیگری دورتر دیده می شود و بیننده تصور می کند که تصویر عمق دارد؛ بدین ترتیب تصاویر سه بعدی ایجاد می شود.امروزه نوع پلاریزه این عینک ها برای دیدن فیلم در سینما مورد استفاده قرار می گیرد. در نوع دیگر این عینک ها از تکنولوژی LCD یا نمایشگرهای کریستال مایع استفاده شده است.این عینک ها مجهز به حسگرهای مادون قرمز می باشند و از طریق بی سیم با صفحه نمایشگر مرتبط هستند.بدین ترتیب آنچه در صفحه نمایشگر وجود دارد بر روی این عینک ظاهر می شود و همچنین تأخیر زمانی بین مجموعه تصاویری که به چشم چپ و راست بیننده می رسد، در کسر بسیار کوچکی از ثانیه از بین می رود و بیننده تصاویر نمایش داده شده را بدون تأخیر زمانی و دارای کیفیت ووضوح بسیار بالایی می بیند.لنزهای LCD این عینک ها در دو حالت شفاف و مات در تناوب هستند که هر یک از این حالات روی یک چشم عمل می کند و به طور متناوب تغییر می کند ولی چون این اتفاق با سرعت بسیار بالایی می افتد، ذهن انسان قادر به کشف و تشخیص آن نیست.به همین دلیل است که اگر هنگام دیدن نمایشگرهای سه بعدی از عینک استفاده نشود، بیننده دچار دوبینی خواهد شد.
تصور کنید که دوربینی از نقطه x به سمت نقطه y از چپ به راست ( مطابق فلش نشان داده شده)حرکت کند.اگر بیننده ای با یک لنز تیره و چشم چپ به این نقطه خیره شود سپس این تصویر را با چشم راست و همان لنز ببیند، هنگامی که دوربین به نقطه y می رسد چشم چپ با یک هزارم ثانیه زودتر از چشم راست آن را دیده است.این تأخیر زمانی در چشم چپ و راست باعث خلق تصاویر سه بعدی می شود.به عبارتی تصویر برداری سه بعدی تکنیکی است که با دوربین های فیلمبرداری و انجام تأخیر زمانی در ثبت تصاویر، ایجاد می شود.عمق ایجاد شده در تصاویر سه بعدی، ارتباط مستقیم با سرعت حرکت دوربین و نیز فاصله از جسم دارد.در فیلمبرداری حرفه ای سه بعدی از دوربین هایی با پایه ثابت استفاده می شود که به طور مداوم به دور جسم یا شیء بی حرکت گردش می کنند.از این روش در ساخت فیلم های تلویزیونی و بازی های کامپیوتری در قالب سه بعدی استفاده می گردد.
Anaglyphic 3D (با عینک های تیره)
Polarization 3D (با عینک های پلاریزه)
Alternate-frame sequencing (با عینکی که صفحات آن به تناوب باز و بسته می شود یا کرکره ایست)
Autostereoscopic (نمایشگرهایی بدون عینک)
شرکت سونی به تازگی نمایشگری ارائه داده است که بیننده می تواند بدون عینک تصاویر آن را به صورت سه بعدی ببیند.این شرکت اعلام کرده است که این محصول در ابعاد بزرگ تولید می شود و برای نمایش تبلیغات مورد استفاده قرار می گیرد.
برای نمایشگرهای سه بعدی می بایست فیلم های خاصی تولید شود که به آن فیلم های سه بعدی گفته می شود.فیلم سه بعدی عبارتند از تصاویر متحرکی که تعبیری غیرواقعی از عمق محیط در ذهن ایجاد می کند.برای این منظور دوربین های ویژه ای تصاویر را از دو جهت ثبت می کنند یا با استفاده از تکنیک های کامپیوتری و سخت افزارهای مخصوص، محیط مورد نظر، تصویر پردازی می شود.این روش محدود به فیلم های سینمایی بلند نمی شود بلکه شامل فیلم های تلویزیونی یا ویدیوئی نیز خواهد شد.از طرفی به دلیل هیجان زیاد ایجاد شده ناشی از دیدن تصاویر سه بعدی، بازی های کامپیوتری ساخته شده با این تکنیک ها، مورد استقبال عده کثیری از افراد به ویژه جوانان قرار گرفته است.
تصاویر چند جهتی بعد از پردازش به تصاویر 2D تبدیل می شوند و با پردازش های نهایی می توانند به 3D یا سه بعدی مبدل گردند.به عبارتی یکی از راه های خلق تصاویر سه بعدی، انجام پردازش های نرم افزاری روی تصاویر دو بعدی است.نمایشگرهای 3D صفحات نمایشی هستند که در ساخت آنها از تکنولوژی نمایش سه بعدی تصاویر و نیز نمایش چند تصویر به طور هم زمان استفاده شده است یا به تعبیر دیگر نمایش تصاویر به صورت 3D با عمق 2D در این نمایشگرها امکان پذیر است.
از سال 1990 طراحی و پیاده سازی این نمایشگرها قوت بیشتری گرفت و تاکنون فیلم ها و سریال های گوناگونی با این تکنولوژی ساخته شده است. یکی از شاخص ترین آنها سریال کمدی Rock From 3rd The Sun است.
امروزه در اخبار تکنولوژی و فناوری های نوین، گزارش های زیادی در رابطه با نمایشگرها یا تلویزیون های سه بعدی می شنویم.نمایشگرهای سه بعدی، هیجان ناشی از دیدن فیلم های سه بعدی و سینمای سه بعدی را در ذهن تداعی می کنند.طراحان و سازندگان نمایشگرهای سه بعدی با الهام از نحوه عملکرد دیدن اشیا با چشم، و چگونگی تفسیر آن توسط مغز، ساختار چنین وسایلی را طراحی نمودند.هنگامی می توانیم جسمی را ببینیم که نوری از آن به چشم ما وارد شود، سپس مغز شروع به تفسیر نور دریافت شده می کند و تصور جسم در فکر ما خلق می شود، در این زمان است که جسم را می بینیم.هنگامی که جسمی دور باشد نور منعکس شده از آن به صورت موازی به دو چشم ما وارد می شود و در صورتی که فاصله از جسم کم باشد، نورهای تابشی به صورت همگرا وارد چشم می شوند.در هر دو حالت، چشم تاخیر و جابه جایی نور را روی نقطه کانونی شبکیه اصلاح کرده و اطلاعات یکپارچه ای را به مغز ارسال می کند و جسم دیده می شود.از طرفی، هنگامی که چشم تلاش می کند تا سمت راست یا چپ بینی را ببیند، بعد از مدت کوتاهی دچار دوبینی می شود.این ویژگی چشم اساس و پایه ساخت نمایشگرهای سه بعدی اعم از سینما، تلویزیون، مانیتور و... شده است.
منبع:دنیای کامپیوتر و اطلاعات شماره 87
تعداد پیکسل های تشکیل دهنده صفحه نمایش در کیفیت تصاویر سه بعدی نقش بسیار مهمی دارد.از طرفی سرعت انتقال اطلاعات به پیکسل ها نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است.امروزه نمایشگرهای پلاسما و LCD دارای سرعت مناسبی در جایگزینی تصاویر هستند.به همین منظور از این نوع نمایشگرها در تولید تصاویر سه بعدی استفاده می شود.
یکی از تفاوت های عمده بین نمایشگرهای سه بعدی با LCD یا پلاسما در شیشه این نمایشگرهاست.
این شیشه ها به گونه ای ساخته شده اند که نور را پخش نمی کنند بلکه به صورت متمرکز به نقطه هدف ارسال می کنند.هدف آن به طور متناوب بین چشم چپ و راست بیننده تغییر می کند.در یک لحظه هدف آن یکی از چشمان بیننده است و در لحظه ای دیگر چشم دیگر بیننده را مورد هدف قرار می دهند و چون تصاویر با سرعت بالایی عوض می شود و به تناوب به چشم راست و چپ ارسال می گردد، در نتیجه سه بعدی از تصاویر نمایشگر ایجاد خواهد شد.
البته با استفاده از عینک های ویژه هم اختلاف زمانی دو تصویر برطرف شده و تصویری واحد به مغز مخابره می شود و همچنین تصاویر با وضوح و کیفیت بالاتری دیده می شوند.به عبارتی سیستم داخل این عینک ها به گونه ای طراحی شده است که اختلاف زمانی دو تصویر متناوب را با سرعتی بسیار بالا از بین می برد در نتیجه آنچه ما تصور می کنیم تصاویری با وضوح و کیفیت مناسب است که به محیط طبیعی بسیار نزدیک است.
عینک های ساخته شده برای این نمایشگرها به دو نوع تقسیم می شوند.نوع اول آن دارای تکنولوژی ساده ایست و در ساخت آن از لنز anaglyph استفاده شده است.در صورتی که بدون این عینک به صفحات نمایشگر سه بعدی نگاه می شود دو گونه تصویر دیده می شود و چشم دچار دوبینی شده و بعد از مدتی خیره شده به صفحه نمایشگر، احساس سرگیجه به فرد دست می دهد.لنز به کار رفته در این عینک ها به رنگ های قرمز و آبی است و تصاویر سه بعدی را از صفحه تلویزیون به چشم بیننده منتقل می کند.چگونگی عملکرد این لنزها بدین قرار است که لنز قرمز نورهای قرمز ساطع شده از نمایشگر را جذب می کند و باعث حذف نور قرمز در تصاویر می شود.لنز آبی نیز به همین ترتیب نورهای آبی تصاویر را جذب می کند.به عبارتی چشم با لنز آبی تصاویر قرمز و با لنز قرمز تصاویر آبی را می بیند.از آنجا که چشم دارای قدرت همگرایی روی نقطه ای خاص در شبکیه است، مغز هنگامی تصویری را تشخیص یا تفسیر می کند که هر دو چشم، یک تصویر را دیده باشند.در نمایشگرهای سه بعدی نورهای وارد شده از صفحه نمایشگر به چشم، در نقطه ای متمرکز می شود که روی فاصله کانونی چشم نیست و اندکی با آن تفاوت دارد با استفاده از عینک، این اختلاف با فاصله کانونی بر طرف شده و یکی از تصاویر نزدیک تر و دیگری دورتر دیده می شود و بیننده تصور می کند که تصویر عمق دارد؛ بدین ترتیب تصاویر سه بعدی ایجاد می شود.امروزه نوع پلاریزه این عینک ها برای دیدن فیلم در سینما مورد استفاده قرار می گیرد. در نوع دیگر این عینک ها از تکنولوژی LCD یا نمایشگرهای کریستال مایع استفاده شده است.این عینک ها مجهز به حسگرهای مادون قرمز می باشند و از طریق بی سیم با صفحه نمایشگر مرتبط هستند.بدین ترتیب آنچه در صفحه نمایشگر وجود دارد بر روی این عینک ظاهر می شود و همچنین تأخیر زمانی بین مجموعه تصاویری که به چشم چپ و راست بیننده می رسد، در کسر بسیار کوچکی از ثانیه از بین می رود و بیننده تصاویر نمایش داده شده را بدون تأخیر زمانی و دارای کیفیت ووضوح بسیار بالایی می بیند.لنزهای LCD این عینک ها در دو حالت شفاف و مات در تناوب هستند که هر یک از این حالات روی یک چشم عمل می کند و به طور متناوب تغییر می کند ولی چون این اتفاق با سرعت بسیار بالایی می افتد، ذهن انسان قادر به کشف و تشخیص آن نیست.به همین دلیل است که اگر هنگام دیدن نمایشگرهای سه بعدی از عینک استفاده نشود، بیننده دچار دوبینی خواهد شد.
تصور کنید که دوربینی از نقطه x به سمت نقطه y از چپ به راست ( مطابق فلش نشان داده شده)حرکت کند.اگر بیننده ای با یک لنز تیره و چشم چپ به این نقطه خیره شود سپس این تصویر را با چشم راست و همان لنز ببیند، هنگامی که دوربین به نقطه y می رسد چشم چپ با یک هزارم ثانیه زودتر از چشم راست آن را دیده است.این تأخیر زمانی در چشم چپ و راست باعث خلق تصاویر سه بعدی می شود.به عبارتی تصویر برداری سه بعدی تکنیکی است که با دوربین های فیلمبرداری و انجام تأخیر زمانی در ثبت تصاویر، ایجاد می شود.عمق ایجاد شده در تصاویر سه بعدی، ارتباط مستقیم با سرعت حرکت دوربین و نیز فاصله از جسم دارد.در فیلمبرداری حرفه ای سه بعدی از دوربین هایی با پایه ثابت استفاده می شود که به طور مداوم به دور جسم یا شیء بی حرکت گردش می کنند.از این روش در ساخت فیلم های تلویزیونی و بازی های کامپیوتری در قالب سه بعدی استفاده می گردد.
.JPG "نمایشگرهای سه بعدی")
Anaglyphic 3D (با عینک های تیره)
Polarization 3D (با عینک های پلاریزه)
Alternate-frame sequencing (با عینکی که صفحات آن به تناوب باز و بسته می شود یا کرکره ایست)
Autostereoscopic (نمایشگرهایی بدون عینک)
شرکت سونی به تازگی نمایشگری ارائه داده است که بیننده می تواند بدون عینک تصاویر آن را به صورت سه بعدی ببیند.این شرکت اعلام کرده است که این محصول در ابعاد بزرگ تولید می شود و برای نمایش تبلیغات مورد استفاده قرار می گیرد.
برای نمایشگرهای سه بعدی می بایست فیلم های خاصی تولید شود که به آن فیلم های سه بعدی گفته می شود.فیلم سه بعدی عبارتند از تصاویر متحرکی که تعبیری غیرواقعی از عمق محیط در ذهن ایجاد می کند.برای این منظور دوربین های ویژه ای تصاویر را از دو جهت ثبت می کنند یا با استفاده از تکنیک های کامپیوتری و سخت افزارهای مخصوص، محیط مورد نظر، تصویر پردازی می شود.این روش محدود به فیلم های سینمایی بلند نمی شود بلکه شامل فیلم های تلویزیونی یا ویدیوئی نیز خواهد شد.از طرفی به دلیل هیجان زیاد ایجاد شده ناشی از دیدن تصاویر سه بعدی، بازی های کامپیوتری ساخته شده با این تکنیک ها، مورد استقبال عده کثیری از افراد به ویژه جوانان قرار گرفته است.
.JPG "نمایشگرهای سه بعدی")
تصاویر چند جهتی بعد از پردازش به تصاویر 2D تبدیل می شوند و با پردازش های نهایی می توانند به 3D یا سه بعدی مبدل گردند.به عبارتی یکی از راه های خلق تصاویر سه بعدی، انجام پردازش های نرم افزاری روی تصاویر دو بعدی است.نمایشگرهای 3D صفحات نمایشی هستند که در ساخت آنها از تکنولوژی نمایش سه بعدی تصاویر و نیز نمایش چند تصویر به طور هم زمان استفاده شده است یا به تعبیر دیگر نمایش تصاویر به صورت 3D با عمق 2D در این نمایشگرها امکان پذیر است.
از سال 1990 طراحی و پیاده سازی این نمایشگرها قوت بیشتری گرفت و تاکنون فیلم ها و سریال های گوناگونی با این تکنولوژی ساخته شده است. یکی از شاخص ترین آنها سریال کمدی Rock From 3rd The Sun است.
.JPG "نمایشگرهای سه بعدی")
امروزه در اخبار تکنولوژی و فناوری های نوین، گزارش های زیادی در رابطه با نمایشگرها یا تلویزیون های سه بعدی می شنویم.نمایشگرهای سه بعدی، هیجان ناشی از دیدن فیلم های سه بعدی و سینمای سه بعدی را در ذهن تداعی می کنند.طراحان و سازندگان نمایشگرهای سه بعدی با الهام از نحوه عملکرد دیدن اشیا با چشم، و چگونگی تفسیر آن توسط مغز، ساختار چنین وسایلی را طراحی نمودند.هنگامی می توانیم جسمی را ببینیم که نوری از آن به چشم ما وارد شود، سپس مغز شروع به تفسیر نور دریافت شده می کند و تصور جسم در فکر ما خلق می شود، در این زمان است که جسم را می بینیم.هنگامی که جسمی دور باشد نور منعکس شده از آن به صورت موازی به دو چشم ما وارد می شود و در صورتی که فاصله از جسم کم باشد، نورهای تابشی به صورت همگرا وارد چشم می شوند.در هر دو حالت، چشم تاخیر و جابه جایی نور را روی نقطه کانونی شبکیه اصلاح کرده و اطلاعات یکپارچه ای را به مغز ارسال می کند و جسم دیده می شود.از طرفی، هنگامی که چشم تلاش می کند تا سمت راست یا چپ بینی را ببیند، بعد از مدت کوتاهی دچار دوبینی می شود.این ویژگی چشم اساس و پایه ساخت نمایشگرهای سه بعدی اعم از سینما، تلویزیون، مانیتور و... شده است.
منبع:دنیای کامپیوتر و اطلاعات شماره 87
