Работает 3 d. Советы пользователю

Футуристический вертолет проходит низко над головами зрителей, закованные в экзоброню роботизованные морпехи сметают все на своем пути, здоровенный космический шаттл сотрясает воздух ревом двигателей – так близко и устрашающе реально, что непроизвольно вжимаешь голову в плечи.

Недавно вышедший на экраны «Аватар» Джеймса Камерона или трехмерная компьютерная игра заставляют зрителя, сидящего в кресле перед экраном, чувствовать себя участником фантастического действа...

Совсем скоро инопланетные монстры будут прогуливаться в каждом доме, где есть современный домашний кинотеатр.

Но каким же образом плоский экран способен показывать объемную картинку?

Человек в трехмерном объемном пространстве...

Один и тот же объект левым и правым глазом мы видим под разными углами, таким образом формируются два изображения – стереопара. Мозг соединяет обе картинки в одну, которая интерпретируется сознанием как объемная.

Различия в перспективе позволяют мозгу определить размер объекта и расстояние до него. На основании всей этой информации человек получает пространственное представление с правильными пропорциями.

Как возникает объемное изображение

Для того чтобы картинка на экране казалась объемной, каждый глаз зрителя, как в жизни, должен видеть несколько отличающееся изображение, из которых мозг сложит единую трехмерную картину.

Первые фильмы в формате 3Д , созданные с учетом этого принципа, появились на экранах кинотеатров еще в 50-е годы.

Поскольку набирающее популярность телевидение уже тогда составляло серьезную конкуренцию киноиндустрии, дельцы от кинематографа хотели заставить людей оторваться от диванов и направиться в кино, прельщая их визуальными эффектами, которые в то время не мог обеспечить ни один телевизор: цветным изображением, широким экраном, многоканальным звуком и, разумеется, трехмерностью.

Эффект объема при этом создавался несколькими разными способами.

Анаглифический метод (анаглиф – по-гречески «рельефный»). На ранних этапах 3D-кинематографа в прокат выпускались только черно-белые 3D-фильмы. В каждом соответствующим образом оснащенном кинотеатре для их показа использовались два кинопроектора.

Один проецировал фильм через красный фильтр, другой выводил на экран слегка смещенные по горизонтали кинокадры, пропуская их через зеленый фильтр.

Посетители надевали легкие картонные очки, в которые вместо стекол были установлены кусочки красной и зеленой прозрачной пленки, благодаря чему каждый глаз видел только нужную часть изображения, а зрители воспринимали «объемную» картинку.

Однако оба кинопроектора при этом должны быть направлены строго на экран и работать абсолютно синхронно.

В противном случае неизбежно раздвоение изображения и, как следствие, головные боли вместо удовольствия от просмотра – у зрителей.

Подобные очки хорошо подходят и для современных цветных 3D-фильмов , в частности, записанных методом Dolby 3D. В этом случае достаточно одного проектора с установленными перед объективом световыми фильтрами.

Каждый из фильтров пропускает для левого и правого глаза красный и синий свет. Одно изображение имеет синеватый, другое – красноватый оттенок. Световые фильтры в очках пропускают только соответствующие, предназначенные для определенного глаза кадры.

Однако данная технология позволяет добиться лишь незначительного 3D-эффекта , с малой глубиной.

Затворный метод. Оптимален для просмотра цветных фильмов. В отличие от анаглифического этот метод предусматривает попеременную демонстрацию проектором изображений, предназначенных для левого и правого глаза.

Благодаря тому, что чередование изображений осуществляется с высокой частотой – от 30 до 100 раз в секунду – мозг выстраивает целостную пространственную картину и зритель видит на экране цельное трехмерное изображение.

Ранее данный метод назывался NuVision, в настоящее время он чаще именуется XpanD. Для просмотра 3D-фильмов по этому методу используются затворные очки, в которые вместо стекол или фильтров установлены два оптических затвора.

Эти небольшие светопропускающие ЖК-матрицы способны по команде от контроллера менять прозрачность – то затемняясь, то просветляясь в зависимости от того, на какой глаз в данный момент необходимо подать изображение.

Затворный метод используется не только в кинотеатрах: применяется он и в телевизорах, и в компьютерных мониторах. В кинотеатре подача команд осуществляется с помощью ИК-передатчика.

Некоторые модели затворных очков 90-х годов, предназначенных для ПК, подключались к компьютеру с помощью кабеля (современные модели имеют беспроводной интерфейс).

Недостаток данного метода в том, что затворные очки являются сложным электронным устройством, потребляющим электроэнергию. Следовательно, они имеют достаточно высокую (особенно по сравнению с картонными очками) стоимость и значительный вес.

Поляризационный метод. В сфере кино такое решение носит название RealD. Его суть в том, что проектор попеременно демонстрирует кинокадры, в которых световые волны имеют разное направление поляризации светового потока.

В необходимых для просмотра специальных очках установлены фильтры, пропускающие только световые волны, поляризованные определенным образом. Так оба глаза получают изображения с различной информацией, на основании которой мозг формирует объемную картинку.

Поляризационные очки несколько тяжелее картонных, но поскольку они работают без источника электроэнергии, то весят и стоят значительно меньше, чем затворные.

Однако наряду с поляризационными фильтрами, устанавливаемыми на кинопроекторы и в очки, для показа 3D-фильмов по этому методу требуется дорогой экран со специальным покрытием.

На данный момент предпочтение окончательно не отдано ни одному из названных методов. Стоит, однако, отметить, что с двумя проекторами (по анаглифическому методу) работает все меньшее количество кинотеатров.

Как создаются 3D-фильмы

Использование сложных технических приемов требуется уже на этапе съемки, а не только в процессе просмотра 3D-фильмов.

Для создания иллюзии трехмерности каждую сцену необходимо снимать одновременно двумя камерами, с разных ракурсов.

Как и глаза человека, обе камеры размещают близко друг к другу, причем обязательно на одинаковой высоте.

3D-технологии домашнего применения

Для просмотра 3D-фильмов на DVD до сих пор используются простые картонные очки, наследие далеких 50-х. Этим объясняется и скромный результат – плохая цветопередача и недостаточная глубина изображения.

Однако даже современные 3D-технологии привязаны к специальным очкам, и такое положение вещей, по всей видимости, изменится не скоро.

Хотя в 2008 году компания Philips и представила прототип 42-дюймового жидкокристаллического 3D-телевизора, не требующего использования очков, данная технология достигнет своей рыночной зрелости минимум через 3–4 года.

А вот о выпуске 3D-телевизоров, работающих в тандеме с очками, на международной выставке IFA 2009 объявили сразу несколько производителей.

К примеру, Panasonic намерен уже к середине 2010 года выпустить модели телевизоров с поддержкой 3D, так же, как Sony и Loewe, делая ставку на затворный метод.

Компании JVC, Philips и Toshiba также стремятся взойти на «3D-подиум», однако они отдают предпочтение поляризационному методу. LG и Samsung разрабатывают свои устройства на основе обеих технологий.

Контент для 3D

Основным источником трехмерного видеоконтента являются Blu-ray-диски. Контент передается на источник изображения через интерфейс HDMI.

Для этого телевизор и проигрыватель должны поддерживать соответствующие технологии, а также недавно принятый стандарт HDMI 1.4 – одновременную передачу двух потоков данных формата 1080p обеспечивает только он. Пока что устройства с поддержкой HDMI 1.4 можно пересчитать по пальцам.

3D-технологии на компьютере

Первоначально просмотр трехмерного изображения на компьютере был доступен только с помощью очков или специальных шлемов виртуальной реальности. И те и другие были оснащены двумя цветными ЖК-дисплеями – для каждого из глаз.

Качество результирующего изображения при использовании данной технологии зависело от качества применяемых ЖК-экранов.

Однако данные устройства обладали целым рядом недостатков, которые отпугивали большинство покупателей. Кибершлем фирмы Forte, появившийся в середине 90-х, был громоздким, неэффективным и напоминал средневековое орудие пытки.

Скромного разрешения в 640х480 точек для компьютерных программ и игр было явно недостаточно. И хотя позднее были выпущены более совершенные очки, к примеру модель LDI-D 100 фирмы Sony, но даже они были достаточно тяжелыми и вызывали сильный дискомфорт.

Выдержав почти десятилетнюю паузу, технологии формирования стереоизображения на экране монитора вышли на новый этап своего развития. Не может не радовать то обстоятельство, что по крайней мере один из двух крупных производителей графических адаптеров, фирма NVIDIA, разработал нечто инновационное.

Комплекс 3D Vision стоимостью около 6 тыс. руб. включает в себя затворные очки и ИК-передатчик. Однако для создания пространственной 3д картинки при помощи этих очков требуется соответствующее аппаратное обеспечение: ПК должен быть оснащен мощной видеоплатой NVIDIA.

А для того чтобы псевдотрехмерная картинка не мерцала, монитор с разрешением в 1280х1024 точки должен обеспечивать частоту обновления экрана минимум в 120 Гц (по 60 Гц на каждый глаз). Первым ноутбуком, оснащенным данной технологией, стал ASUS G51J 3D.

В настоящее время доступны также так называемые 3D-профили более чем для 350 игр, которые можно скачать с веб-сайта NVIDIA (www.nvidia.ru). В их число входят как современные игры жанра экшн, к примеру Borderlands, так и выпущенные ранее.

В продолжение темы компьютерных игр, альтернативой затворному 3D является поляризационный метод. Для его реализации нужен монитор с поляризационным экраном, например Hyundai W220S.

Объемное изображение становится доступно при наличии любой мощной видеокарты ATI или NVIDIA. Однако при этом разрешение снижается с 1680x1050 до 1680x525 точек, поскольку используется чересстрочный вывод кадров.

По материалам журнала ComputerBild

Раздел постоянно пополняется полезностями:

Напишите свое мнение ниже в комментариях. Обсудим.

О существовании 3D печати слышал, наверняка, каждый, а в новостях то и дело проскакивают факты о новых возможностях этой технологии. Не так давно трехмерная печать использовалась только в производственных условиях и немногими энтузиастами, сегодня же можно запросто купить 3D принтер для использования в быту. С помощью таких устройств печатают самые разные вещи : от декоративных безделушек для дома до протезов, оружия и даже зданий. Перспективы трехмерной печати настолько фантастические, что мало кто сегодня может в полной мере их себе представить. А пока наблюдаем за тем, как будущее наступает , изучаем принципы работы 3D принтера, его возможности и преимущества, а также разбираемся, какой 3D принтер выбрать для использования в быту.

Несмотря на то, что технология трехмерной печати находится у всех на слуху только последние несколько лет, ее появление стоит искать еще в прошлом веке. Пионером в данной области стала компания Charles Hull, которая в 1984 году разработала технологию трехмерной печати, а чуть позже запатентовала технику стереолитографии, которая сегодня используется повсеместно. Тогда же компания разработала и создала первый промышленный трехмерный принтер, который фактически стал началом новой эпохи.

90-е годы стали временем появления новых разработок в сфере трехмерной печати, благодаря которым 3D принтеры нашли применение в производственных условиях и стали использоваться для прототипирования. Пик развития технологии приходится на XXI век, и мы сами становимся очевидцами того, как семимильными шагами трехмерная печать покоряет новые вершины. Сегодня печать может осуществляться разными материалами, причем не только пластиками и металлом , но и тканью, бумагой, керамикой, пищевыми продуктами и даже живыми клетками.

В 2005 году появилась возможность печатать в цвете, а в 2006 году был создан принтер, который может распечатать около половины всех собственных комплектующих. В 2014 году появились первые принтеры с областью печати, практически неограниченной в размере. С помощью этого устройства уже попытались создать полноценный дом, используя в качестве основного материала бетон. На возведение такого сооружения было потрачено не более суток. Уже в 2016 году было представлено первое здание, построенное с помощью трехмерной печати в Дубае. В феврале 2017 года Россия также представила дом, целиком напечатанный на стройплощадке. В этом году также был разработан принтер с шестью осями, с помощью которого сложные элементы будет печатать намного проще, без необходимости использовать поддерживающие конструкции. На данный момент вовсю ведутся разработки принтеров, которые смогут печатать органы человека, протезы, имплантаты, корпусы автомобилей и даже еду.

Как работает 3D принтер? Просто о сложном

Если коротко, то 3D принтер – это устройство для создания трехмерных объектов методом послойной печати. Спектр используемых для печати материалов постоянно расширяется и можно смело предполагать, что в будущем он будет включать большинство известных нам веществ. Пока самыми популярными материалами для печати остаются термопластики и фотополимерные смолы.

Общий принцип работы 3 D принтера можно представить следующим образом:

Особенности печати зависят той технологии, которую использует принтер, поэтому имеет смысл разобраться с самыми распространенными на данный момент.

Типы 3D-принтеров и особенности печати каждого

Чаще всего сегодня используют технологию FDM -печати, а также SLA -печати. Что стоит за этими непонятными аббревиатурами, и какими еще разработки существуют в данной сфере?

Метод FDM-печати

FDM -технология (Fused Deposition Modeling) – это технология послойного наплавления нити. Сегодня этот способ 3D-печати считается самым распространенным, одновременно он относится и к одним из самых старых методов. Принцип заключается в послойном наплавлении нити пластика по контуру модели.

Для печати используются термопластики, которые поставляются в виде катушек или прутков. Чаще всего печатают PLA и ABS пластиками , в числе которых нейлон, полиамид, поликарбонат, PET (он же полиэтилентерефталат, который используется для создания пластиковых бутылок) и некоторые другие вещества.

Принцип работы заключаются в следующем:

нить материала помещается в экструдер, где она плавится под воздействием нагревательного элемента, а потом выдавливается через сопло на рабочую поверхность;
экструдер двигается по траектории, заданной ей программным обеспечением, и слой за слоем строит объект;
если необходимо напечатать сложный предмет, то могут использоваться два типа материала: один – для модели, второй – для создания опор (он, как правило, растворимый, или же просто очень легко отламывается от объекта). Опоры необходимо печатать , если объект имеет повисшие в воздухе элементы, которые без поддерживающих элементов создать невозможно – принтеру будет просто не на чем печатать. Наглядно все представлено на рисунках ниже;
после формирования первого слоя платформа опускается вниз на толщину одного слоя, а экструдер выдавливает новую порцию материала, процесс повторяется много раз;
по окончанию печати остается отделить вспомогательные элементы.

Модель и поддерживающие элементы

FDM-технология позволяет использовать термопластики производственного класса, поэтому распечатанные объекты получают отличную механическую, химическую и термическую прочность. Технология простая, чистая и пригодна для использования в условиях офиса или дома.

По такому же принципу работают 3 D -ручки. Это фактически миниатюрные принтеры. Такие ручки предназначены для рисования трехмерных рисунков. Пользователь может выдавливать из нее мгновенно застывающий пластик, придавая ему любую форму и получая забавные изделия. Устройство больше предназначено для баловства, но идея интересная, а дизайнеры смогут сделать много интересных предметов декора для дома.

Метод SLA-печати, или стереолитография

SLA-технология (laser stereolithography) предполагает использование для печати жидких фотополимерных смол, которые имеют свойство застывать под воздействием лазера или подобного источника энергии. Метод позволяет получать предметы с очень точной геометрией , ведь толщина слоя может достигать рекордных 15 микрон, поэтому уже широко применяется в стоматологии при изготовлении имплантатов и в ювелирном деле для создания заготовок с обилием сложных деталей.

Принцип работы 3 D -принтеров , использующих метод лазерной стереолитографии, коротко можно описать так:

рабочая платформа погружается в ванну с жидким фотополимером на толщину одного слоя (15-150 микрон);
воздействие лазера на стенки будущего объекта. Лазерный луч в буквальном смысле вычерчивает на фотополимере форму объекта, которая, в свою очередь, задается программным обеспечением. Облучение лазера вызывают полимеризацию материала в точках соприкосновения с лучом и его затвердевание;
платформа погружается еще чуть глубже в ванну с жидким фотополимером, причем глубина погружения соответствует величине слоя. Лазер снова воздействует на зоны материала, которые должны быть частями печатаемого объекта;
процесс повторяется слой за слоем, пока не будет распечатан смоделируемый объект;
технология также требует печати поддерживающих элементов. Они выполняются из того же фотополимера;
после завершения печати объект погружают в ванну в специальные растворы для удаления излишков и очистки модели;
финал – облучение ультрафиолетом для окончательного застывания фотополимера.

Технология прогрессивная, но требует покупки дорогих расходных материалов.

Другие типы печати

Менее распространенными, но не менее интересными и перспективными являются следующие способы трехмерной печати:

Какой 3D-принтер лучше выбрать для бытового использования?

Забегая наперед, отметим, что пока стоимость бытовых 3D-принтеров остается относительно высокой, но в дальнейшем имеем все шансы наблюдать удешевление технологии. Вспомните, когда появились мобильные телефоны, они также были доступны только очень богатым людям.

Цели использования домашнего 3Д-принтера могут быть совершенно любыми: от простого баловства и знакомства с новой технологии до печати полезных в хозяйстве мелочей и моделей-прототипов для бизнеса. В любом случае, при выборе обращайте внимание на такие ключевые характеристики устройства:

разрешение печати (точность печати) – это минимально возможная высота слоя, которую может напечатать принтер. Обозначают разрешение в микрометрах (тысячная доля миллиметра). Чем меньше высота слоя, тем менее заметным будет переход между ними, и тем более гладкой будет поверхность печатаемого объекта. С другой стороны, чем меньше слой, тем больше времени принтеру понадобится на печать и тем выше нагрузка на все его элементы. Разрешение зависит от технологии (SLA позволяет печатать точнее, чем FDM), точности работы печатающих головок, настроек программного обеспечения и выбранного материала для печати;
Образцы с разной толщиной слоя
скорость печати напрямую зависит от точности: чем выше точность, тем меньше скорость выращивания модели.
область печати говорит о том, какого размера объект можно напечатать на принтере. Другими словами, это зона возможной досягаемости печатающей головки по горизонтальным осям X и Y, а также по вертикальной оси Z. Обычно область печати выражают тремя цифрами – это высота, длина и ширина условного параллелепипеда (например, 20*30*30 мм). У дельта-принтеров область печати имеет форму цилиндра, поэтому указывается его высота и диаметр;
тип используемых для печати пластиков. В бытовых условиях используются именно пластики, и это могут быть ABS и PLA пластики, некоторые модели могут печатать обоими видами материалов. Возможность печати тем или иным типом пластиков объясняется наличием или отсутствием подогрева платформы. Если вы пока не решили, чем будете печатать, то лучше выбрать модель, которая поддерживает максимальное количество материалов;
страна-производитель . Европейские страны и США производят качественные, но дорогие устройства, завозятся в небольших количествах, сервисное обслуживание затруднено. Китайские устройства стоят недорого, качество часто оставляет желать лучшего, но для того, чтобы побаловаться, такие принтеры пойдут. Есть еще принтеры российского производства: при неплохом качестве они радуют возможностью сервисного обслуживания.

Интересные варианты бытовых 3D-принтеров

MakerBot Replicator 2

Качественный принтер американского производства, печатает по FDM-технологии, минимальная толщина слоя – 100 микрон (0,1 мм). Область печати – 285*153*155 мм, для печати используются PLA и ABS пластики. Максимальная скорость печати – 40 мм в секунду, или 24 см 3 /час. Корпус выполнен из стали, есть ЖК-экран, вес 11,5 кг. Модель хоть и выпущена в 2013 году, до сих пор активно используется для бытовой печати. Стоимость 3100$.

PrintBox3D One

Принтер отечественного производства, печатает по технологии FDM, минимальная толщина слоя – 50 мкм, размеры рабочей платформы – 185*160*150 мм. Устройство печатает ABS и PLA пластиками, оснащено подогреваемой платформой. Цена около 1700$, разработано для использования в сфере образования и дизайна.

Wanhao Duplicator i3 v2

Бюджетный вариант для тех, кто хочет освоить технологию и побаловаться. Стоит около 500$, печатает разными видами пластика с точностью до 100 мкм, область печати 200*200*180 мм. Качество сборки отличное.

PICASO 3D Designer

Печатает по FDM-технологии, как и все бытовые 3D-принтеры на сегодняшний день, использует для печати ABS и PLA пластики, в т.ч. нейлон. Точность печати – 50 мкм, рабочая платформа размерами 200*200*210 мм, максимальная скорость – 30 см 3 /час. Устройство оснащено подогреваемой платформой, стоимость 1700$.

3D принтер Hercules

Неплохое устройство от российской компании IMPRINTA, печатает разными видами пластика, точность печати – 50 мкм. Платформа подогреваемая, максимальная температура – 120 0 С. Скорость печати – 40 см 3 /час. Цена 1150$.

В качестве итога об основных плюсах и минусах трехмерной печати

3D-печать – направление перспективное и с большим потенциалом. Чтобы расставить все точки над «i» в изучении вопроса трехмерной печати, приведем основные ее преимущества:

Существующие минусы :

Трехмерная печать – это будущее медицины и промышленности, а также возможность быстрого создания прототипов и моделей, а это бесценно для инженерии. Кто знает, может, через 5-10 лет мы так же просто будем скачивать модели чашек или обуви и печатать их на собственном домашнем принтере, как сегодня скачиваем и просматриваем фильмы.

Технология воспроизведения 3D изображения появилась достаточно давно, но оставалась в такой степени не усовершенствованной, что это сдерживало рост её популярности. Сегодня известные компании бытовых электронных товаров задались целью разработать новые технологии, позволяющие применить 3D для кинотеатров, а также внедрить 3d телевизоры.

Прежде чем разбираться с трехмерным изображение в телевидении, необходимо понять, почему мы воспринимаем мир в 3D?

Причина нашего трехмерного восприятия состоит в том, что предметы, которые находятся вокруг нас, мы видим двумя глазами, так называемым, бинокулярным зрением. Как расположены при этом глаза? На небольшом расстоянии друг от друга, поэтому каждый глаз обеспечивает различные изображения. Если посмотреть на один и тот же предмет, поочередно закрывая левый, а затем правый глаз, изображение не меняется, однако, оно будет смещаться. Данное явление называют параллаксом и оно принимает наиболее важное участие в способности человека воспринимать глубину объекта.

Мозг функционирует таким образом, что при обработке различных изображений, полученных от каждого из глаз, он приводит их в совмещенное изображение, в котором нам открывается удаленность и глубина предметов. Смещение между изображениями от каждого глаза увеличивается с отдаленностью предмета. Учитывая зрительное восприятие, технология 3D построена с таким расчетом, чтобы каждый глаз видел немного отличающееся изображение, и в результате оно казалось нам объемным.

3D очки

Сегодня известны две технологии трехмерного изображения: технология, предполагающая просмотр фильма со специальными очками и без них. Вторая версия пребывает в процессе разработки. Несмотря на обещание японских производителей - выпустить 3d телевизоры к исходу текущего года, 3D фильм можно посмотреть лишь надев специальные очки.

Технология цветных фильтров, или анаглиф очков, была предложена в 1853 г. Вильгельмом Рольманом (Германия). Для того, чтобы получить эффект трехмерного изображения, необходимо смотреть сквозь очки со стеклами контрастных цветов: красно-зеленые, красно-синее (последний вариант характеризуется сравнительно лучшим качеством), хотя обеспечить полноценное трехмерное изображение таким способом все еще проблематично.

Как работает технология 3d изображения в этом случае? Изображения различных цветовых оттенков перекрываются, что и создает эффект 3D. Сегодня более распространено красно-голубое сочетание цветов, обеспечивающее наиболее приемлемое качество. В 2003 году США выпускает 3D фильм "Дети шпионов". Если рассматривать преимущества таких очков, то это их доступная стоимость, а недостатком является не всегда отличное воспроизведение оттенков, иногда - дискомфорт в ходе просмотра и головокружение.

Поляризационные очки применяются в IMAX 3D и RealD кинотеатрах во всем мире. Говоря кратко, нужно заметить, что при использовании специальной поляризованной пленки возможен эффект поляризации света, позволяющий избирательно отсеивать световые частицы. На специальный экран, покрытый серебром, из кинопроектора поступает два изображения, поляризованных и ортогональных между собой (соблюдение прямого угла).

В поляризационных очках имеется два поляризованных фильтра. Каждый фильтр рассчитан на обработку света лишь одной поляризации. В итоге разные стекла дают разные изображения для каждого из глаз, что в совокупности позволяет просматривать фильм с 3D-эффектом. Такие системы, как RealD задействуют циркулярно поляризованный свет. Оба изображения поляризованы право-циркулярно или же лево-циркулярно. Циркулярно поляризованный свет позволяет сохранить стабильный контраст и яркость оттенков в ходе просмотра, что ощутимо при смене угла обзора.

Какие преимущества применения поляризационных очков? Следует отметить, что на данный момент это одна из лучших 3D технологий, зарекомендовавшая качество изображения с превосходной цветопередачей и такой же его детализацией. Очки этого типа не являются электронными, они пассивные, что снижает их стоимость. Очки легко перевести с одного режима в другой - с 2D в 3D. В качестве недостатков следует выделить то, что рассматриваемая технология все еще недостаточно распространена в производстве передовых 3D-телевизоров.

Известные производители, такие как Sony, Panasonic и Nvidia, отстаивают технологию создания изображения с применением активного затвора. Метод обеспечивает последовательное и попеременное формирование каждого из образов на обыкновенном жидко-кристаллическом мониторе. Учитывая повышенную в два раза частоту кадров, экран должен функционировать с двойной частотой обновления, если сравнивать ее с частотами стандартных жидко-кристаллических мониторов и телевизоров. Частота при этом должна соответствовать минимум 60 (Гц), исходя из которой, 3d телевизоры работают с частотой минимум 120 Гц.

Активный затвор очков позволяет каждому глазу воспринимать только отведенное для него изображение на мониторе. Специальные активные стекла очков такого типа работают, как затвор и предоставляют для каждого глаза избирательное восприятие образов на дисплее. Стекла таких специальных очков функционируют наподобие затвора и синхронизированы с передачей изображения телевизора. Как это работает? Глаза поочередно закрываются и каждому из них отведено только соответствующее для восприятия изображение. В очках с активным затвором содержатся жидкие кристаллы, среди которых имеются непрозрачные и могут быть использованы в качестве затвора. Эффект очков с активным затвором может использоваться в сочетании с Bluetooth, инфракрасными или радиоволнами.

Телевизоры и дисплеи, оснащенные эффектом активного затвора уже можно найти на полках в магазинах. Фирма Nvidia реализует системы с активным затвором, предназначенные для виртуальных игр в 3D-формате. В ожидаемых моделях предусматривается частота обновления 240 Гц, которая будет способствовать минимуму бликов и неравномерности. Вдобавок ко всему, технология 3d даст очевидные улучшения при просмотре спортивных программ и сюжетов со скоростными эффектами.

Преимущества технологии: надежность, завершенность разработки, продемонстрированной CES 2010 при поддержке Sony и Panasonic; снижение усталости зрения.

Недостатки: большая стоимость очков, необходимость в батареях. Разумеется, удовольствия немного, если в разгаре просмотра сядут батарейки. Очки с активным затвором снижают яркость картинки. Частоты в диапазоне 120 Гц может быть недостаточно для воспроизведения сцен с движущимися объектами, что повлечет неравномерность изображения и появление бликов.

(7 Голосов)

В наши дни каждый слышал о 3D фильмах, и, конечно же, каждый знает, что такие фильмы необходимо смотреть в специальных 3D очках. За последние годы технологии трехмерного изображения существенно преобразились. Качество изображений и уровень реалистичности существенно увеличились. Многие уже успели в полной мере ощутить все прелести современных трехмерных фильмов. Однако мало кто задумывается, как работают 3D очки. Однако это важный момент при выборе 3D телевизора и трехмерных очков.

1. Технология трехмерного изображения

Что бы понять принцип работы очков, стоит рассмотреть саму технологию трехмерного изображения. На данный момент существует две технологии трехмерного изображения:

Активная технология (так называемая затворная);
Пассивная технология (более известная как поляризационная).

Обе технологии позволяют зрителю в полной мере ощутить эффект присутствия, увидеть объемное изображение и насладиться реалистичностью картинки. Более того, обе технологии основываются на одном свойстве – заставить каждый глаз видеть разную перспективу картинки.

К примеру, в реальном мире все объекты имеют три измерения – высота, ширина и глубина. Благодаря тому, что глаза человека расположены на некотором удалении друг от друга, каждый из них видит несколько разную перспективу предмета. Это можно заметить, если поочередно закрывать то один глаз то другой, смотря на какой-либо предмет. Таким образом, вы увидите объект с разных перспектив. Изображение, получаемое каждым глазом, поступает в мозг, который обрабатывает обе картинки и превращает их в одну объемную. Это позволяет приблизительно оценить его высоту, ширину и глубину.

На этом и построены все существующие технологии трехмерных изображений. Разница между активной и пассивной технологией заключается в методе разделении изображения.

1.1. Принцип работы 3D очков с поляризационными линзами

Поляризационные 3D очки работают по пассивной технологии. Ее суть заключается в том, чтобы отображаемое изображение на экране телевизора было разделено на две картинки. Но как сделать так, чтобы каждый глаз видел то, что нужно? Из самого названия технологии (поляризационная) становиться понятно, что делается это при помощи поляризации. То есть изображение на экране телевизора состоит из строчек, каждая из которых имеет определенный диапазон излучения.

К примеру, четные строчки составляют одну часть изображения, а нечетные другую. Благодаря тому, что четные и нечетные строки имеют разный спектр излучения, изображение разделяется на две картинки. В 3D очках установлены две линзы, которые также имеют разную поляризацию.

Другими словами, например, правая линза полностью блокирует изображение четных строк, но при этом позволяет свободно видеть изображение нечетных строк. Левая же линза напротив, полностью блокирует изображение нечетных строк, и свободно пропускает картинку из четных. Таким образом, каждый глаз видит разную перспективу одного изображения, что в результате работы мозга превращается в объемное изображение.

Стоит отметить, что для просмотра 3D фильмов с использование поляризационных очков не достаточно иметь сами очки и 3Д телевизор. Для этого само видео также должно быть трехмерным. То есть телевизор сам по себе не способен разделить изображение. Видео изначально должно быть оптимизировано либо быть снято на специальную камеру с двумя объективами.

1.2. Как устроены 3D очки с затворами

Особенность активной технологии трехмерного изображения заключается в том, что на экране изображение не разделяется на две картинки. Все делают очки, которые оснащены специальными затворами на линзах. То есть, телевизор оснащен специальным инфракрасным передатчиком, такой же приемник есть в очках. В определенные моменты телевизор посылает сигналы на очки, которые в свою очередь поочередно закрывают затворы то на левой, то на правой линзе.

Все происходит настолько быстро, что мозг просто не успевает понять, что происходит. Однако при этом каждый глаз видит различную картинку. Далее мозг обрабатывает оба изображения и создает иллюзию объемности.

Стоит отметить, что для достижения полноценного объемного изображения видео должно иметь минимум 48 кадров в секунду. Это необходимо, так как каждый глаз обязательно должен видеть минимум по 24 кадра в секунду, чтобы видео было плавным и приятным для восприятия. Отсюда следует, что затвор на каждой линзе закрывается и открывается не минимум 24 раза в секунду. При этом, чем больше количество кадров, тем более плавным и приятным будет видео, и тем более реалистичным будет эффект 3D.

2. Активное 3D и пассивное 3D: Видео

Такие фильмы и ролики также снимаются специальными камерами, которые способны снимать с частотой более 50 кадров в секунду. Преимуществом такой технологии является тот факт, что такие фильмы можно смотреть и без очков, как обычный фильм, только более плавный.

Еще одно преимущество данной технологии заключается в том, что зритель видит все 1080. Это достигается благодаря тому, что изображение не разделяется на строки. Это позволяет наслаждаться 3D фильмами в FullHD разрешении, что в свою очередь существенно усиливает эффект 3Д, а также делает просмотр гораздо более приятным.

Итак, теперь вы знаете, как работают 3Д очки. Это позволит вам сделать наиболее правильный выбор при покупке, а также понимать принцип их действия и какие фильмы можно смотреть с полноценным 3D эффектом. Многие люди, не зная принципа действия технологии, часто задают вопрос, почему не работают 3D очки?

Все просто, очки должны соответствовать той технологии, которая поддерживается телевизором. Кроме этого необходимо смотреть только соответствующие фильмы, которые оптимизированы под стандарт 3DTV. Только при соблюдении этих правил вы сможете насладиться настоящим трехмерным изображением в полной мере.

Пользователи, которые только начинают свое знакомство с компьютером, нередко задаются вопросом о том, что такое и как реализовывается система 3D.

Это распространенная аббревиатура, которую в настоящее время можно встретить практически где угодно – от описаний гаджетов, и игр до процедур, предлагаемых в салонах красоты.

В данной статье рассказано, что имеется в виду под таким обозначение.

Определение

Как же расшифровывается 3D, что означает данное сокращение? D в данном контексте – это первая буква слова dimensions, которое означает «измерения».

Таким образом, аббревиатура 3D обозначает три измерения, именно этим сочетание может заменяться выражение трехмерная графика, а также объемное изображение.

Изначально данная аббревиатура стала употребляться именно относительно графики.

Такой способ изображения, по мере развития компьютерных технологий, пришел на смену привычному двухмерному построению картинки.

Особенно часто выражение «объемная графика» применяется к компьютерным играм, которые создают для пользователя, в большей или меньшей степени, эффект присутствия, позволяют реалистично обходить объекты, осматривать их с разных сторон.

Также данное выражение имеет широкое распространение, когда речь идет о фильмах и телевизорах. Некоторые фильмы в некоторых кинотеатрах могут быть показаны в системе Некоторые фильмы в некоторых кинотеатрах могут быть показаны в системе 3D, с эффектом присутствия, некоторые телевизоры оснащены такой функцией. Здесь имеет место несколько иная технология, чем в компьютерной графике – обе эти технологии будут подробно рассмотрены ниже.

Другие сферы применения

Такое определение используется не только в графике, оно также применимо и ко звуку, некоторым изделиям и т. п. Например:

По сути, такое обозначение может применяться практически ко всему, что традиционно является плоским – двухмерным, но с появлением новой технологии может выполняться, как трехмерное.

В любом словосочетании данная аббревиатура означает «объемное».

Фильмы

Раньше увидеть так называемые стереофильмы или можно , да и то не во всех. А кроме того, не со всеми фильмами это было возможно.

Сейчас же эта технология стала настолько распространена, что реализовывается даже в домашних телевизорах, и теперь у зрителя есть возможность смотреть фильмы с объемным изображением в домашних условиях.

Существует две технологии, с помощью которых можно добиться эффекта присутствия. Они имеют различные технические особенности, но дают более или менее схожий результат, то есть, объемную картинку высокого качества. Это технологии активного и пассивного построения изображения, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Активное 3D

Эта технология «присутствия» может реализоваться в , она достаточно сложна и будет работать только с использованием специальных затворных очков.

Реализуется она путем динамичной смены различных картинок.

Когда очки надеты на зрителя, он в один момент может видеть изображение только одним глазом, затем – только вторым (используются специальные затемнители в очках).

Но за счет того, что картинки и затемнители меняются очень быстро, зритель этого мигания не замечает.

Реализация этого достаточно сложная – нужны не только очки, но и телевизор, поддерживающий такую систему построения изображения.

При этом, важно, чтобы очки точно синхронизировались с телевизором (чаще всего – по блютуз), а если этого не происходит, то качество картинки будет очень низким.

Интересной особенностью технологии является то, что мигание и затемнение линз приводит к общему субъективному затемнению картинки в очках, потому изображения в таких фильмах делается немного более ярким.

Его можно, но не слишком приятно смотреть без очков.

Пассивное 3D

Это иная технология, которая допускает использование совсем простых , которые известны всем и имеют синюю и красную линзы.

Именно таким методом реализуется объемное изображение в большинстве кинотеатров, так как такие очки дешевые, их стоимость в случае утери или порчи можно заложить в стоимость билета.

Конечно, для реализации такого эффекта в домашних условиях тоже требуется телевизор, способный работать по данной схеме.

Важно! Отдельно покупать очки, обычно, не требуется. Телевизоры с соответствующей технологией комплектуются сразу несколькими такими очками из-за их низкой стоимости.

Здесь основная нагрузка приходится не на очки, а на телевизор. Его экран , который построчно делит изображение на две части – синюю и красную.

Сняв очки, вы можете заметить, что картинка немного раздваивается, сильнее в центре, менее заметно у вертикальных границ экрана – это результат работы фильтра, о котором идет речь.

Каждый глаз при такой системе видит только ту картинку, которая предназначена ему – только четные или только нечетные строки.

При этом строки, предназначенные для другого глаза, перекрываются фильтром цветной линзы очков. Таким образом строится объемное изображение.

Сравнительная характеристика технологий

В настоящее время производители техники не пришли к однозначному мнению о том, какая из двух технологий оптимальнее и лучше отвечает потребностям потребителя, потому одинаково активно реализуются устройства обоих типов.

Хотя спрос на пассивное объемное изображение выше за счет более дешевой стоимости оборудования при не слишком сниженном качестве изображения.

В таблице ниже приведены преимущества и недостатки обеих технологий для сравнения.

Таблица 1. Сравнительные характеристики технологий активного и пассивного 3D

Активное	Пассивное
Очки стоят достаточно дорого, как и телевизор с такой технологией	В целом технология получается дешевле, чем при активном построении объемного изображения
Не всегда удобно смотреть телевизор в очках
Может не подходить некоторым людям, страдающим мигренью
Нужно следить за зарядом очков, так как они имеют собственный блок питания	Чаще всего очков много в комплекте, они дешевые, выполняют лишь механическую функцию фильтра
Высокое качество изображения	Чуть более низкое качество изображения
Полная безопасность для глаз по мнению специалистов, или нагрузка достаточно низкая
Мигание и смена картинки отнимает, пусть и минимально, время – в динамичных сценах это может быть достаточно сильно заметно	Высокое качество картинки дают только телевизоры, которые стоят достаточно дорого
Даже несмотря на попытки производителей оптимизировать яркость, фильмы все равно будут немного темнее, чем в оригинале	Нельзя смотреть кино на близком расстоянии – минимальное расстояние от экрана до зрителя для построения качественной картинки – 3 м.

Вне зависимости от технологии, важное значение имеет качество цветопередачи – если оно низкое, то оцени качество объемного видео все равно не получится.

Также большое значение, особенно при активном построении картинки имеет частота .

Все эти факторы существенно влияют на цену оборудования, часто настолько, что ценовая граница между устройствами с пассивной и активной технологией почти полностью стирается.

Совет. Нужно учесть, что фильм тоже должен быть обработан для воспроизведения в объемном формате. Хотя количество такого контента постепенно растет, в настоящее время его все еще немного. Особенно такого, который выполнен действительно качественно.

Графика

Объемная графика в играх имеет несколько иное значение. Здесь имеется в виду возможность передвижения в более или менее реалистичной локации.

Существенным отличием является, например, возможность осматривать здания, сооружения и предметы с разных сторон постепенно, тогда как в играх с двухмерной графикой при повороте, например, за здание, одна картинка резко сменялась другой.

Здесь речь не идет об эффекте присутствия – речь только о красивой картинке, создающей ощущения реалистичной игры. Так как это просто картинка, никаких очков здесь не требуется, так как технически такие реализуются иначе. Картинка строится на основании объемных компьютерных моделей всех объектов, которые есть в игре, а также локаций.

При этом,при «движении» игрока по локации, картинки динамично сменяют одна другую, создавая соответствующий эффект.

Важное значение здесь имеет высокая частота обновления экрана – если она будет низкая, картинка будет зависать, изображение «прыгать» и т. п.

По сравнению с традиционными двухмерными играми, трехмерные оказывают достаточно большую нагрузку на аппаратные ресурсы оборудования.

Кроме того, при игре в режиме онлайн очень важна высокая скорость интернета и высокое качество соединения.

Трехмерное изображение в играх гораздо более распространено, чем в фильмах , что связано с тем, что такая технология начала широко внедряться гораздо раньше.

По сути, именно с ее появлением и появилось само понятие трехмерной графики.

Кроме того, такая технология не только проще в технической реализации, но и дешевле, так как не требует дополнительного оборудования.