Ответьте на вопросы, страница 123 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. На каких свойствах глаз основано получение объемного изображения?

2. Почему изображение на экране становится размытым, если на него смотреть без очков?

3. Что необходимо изменить в конструкции очков для просмотра 3D-фильма в режиме 2D?

4. Какие недостатки в данном способе получения объемного изображения?

5. Почему частота смены кадров на экране возрастает в 2 раза и достигает 48 кадров в секунду?

1. На каких свойствах глаз основано получение объемного изображения?

Получение объемного изображения основано на свойстве бинокулярного (стереоскопического) зрения человека. Так как наши глаза расположены на некотором расстоянии друг от друга, каждый из них воспринимает объект с немного разного ракурса, получая два различных плоских изображения (стереопару). Мозг человека обрабатывает эти два изображения, сопоставляет различия между ними (диспаратность) и сливает их в единый трехмерный образ. Это позволяет нам воспринимать глубину, расстояние и объем предметов. Технологии 3D-визуализации имитируют этот естественный процесс, предоставляя каждому глазу отдельное изображение, соответствующее его ракурсу.

Ответ: На бинокулярном зрении — способности мозга объединять два немного отличающихся изображения, полученных от левого и правого глаза, в единую объемную картину.

2. Почему изображение на экране становится размытым, если на него смотреть без очков?

Изображение на экране для 3D-просмотра состоит из двух наложенных или быстро чередующихся видеопотоков: один предназначен для левого глаза, а другой — для правого. Эти два изображения сняты с разных ракурсов и немного смещены относительно друг друга. Без специальных очков, которые разделяют эти потоки (с помощью поляризации или активных затворов), оба глаза видят оба изображения одновременно. Наложение двух разных ракурсов воспринимается мозгом как двоение или размытость.

Ответ: Потому что на экран одновременно или поочередно выводятся два разных изображения (для левого и правого глаза), и без очков они накладываются друг на друга, создавая нечеткую, двоящуюся картинку.

3. Что необходимо изменить в конструкции очков для просмотра 3D-фильма в режиме 2D?

В активных затворных очках для 3D-просмотра линзы поочередно затемняются, синхронно с кадрами на экране, чтобы каждый глаз видел только предназначенное ему изображение. Для перехода в режим 2D необходимо изменить логику работы очков так, чтобы оба глаза видели одну и ту же последовательность кадров. Этого можно достичь, если обе линзы (левая и правая) будут открываться и закрываться одновременно, показывая обоим глазам кадры только из одного видеопотока (например, только для левого глаза), а кадры для другого глаза блокировать для обоих глаз. Таким образом, оба глаза будут получать идентичную 2D-картинку.

Ответ: Необходимо изменить систему синхронизации очков так, чтобы обе линзы работали одновременно (открывались и закрывались синхронно), показывая обоим глазам кадры только одного ракурса (например, левого).

4. Какие недостатки в данном способе получения объемного изображения?

Данный способ (предположительно, технология с активными затворами) имеет следующие недостатки:

• Снижение яркости: затворы очков пропускают свет лишь часть времени, а сами ЖК-линзы не являются абсолютно прозрачными, что делает изображение заметно темнее.

• Мерцание: быстрое переключение затворов может быть заметно и вызывать утомление глаз, дискомфорт и головные боли у некоторых зрителей.

• Перекрестные помехи (crosstalk): несовершенство технологии может приводить к тому, что изображение для одного глаза становится частично видимым для другого, создавая эффект "двоения" или "призрачности" объектов.

• Стоимость и неудобство: активные очки являются сложным электронным устройством, они дороже пассивных, тяжелее, требуют подзарядки или смены батареек и могут терять синхронизацию с экраном.

Ответ: Основные недостатки — снижение яркости изображения, возможное мерцание, вызывающее утомление, эффект перекрестных помех (двоение), а также высокая стоимость и необходимость подзарядки очков.

5. Почему частота смены кадров на экране возрастает в 2 раза и достигает 48 кадров в секунду?

Дано:

Стандартная частота кадров для плавного восприятия движения в кино, $\nu_{2D} = 24$ кадра/с.

Количество глаз для создания стереоэффекта, $N = 2$.

Найти:

Общая частота смены кадров на экране для 3D, $\nu_{3D}$.

Решение:

Стандартная частота смены кадров в кинематографе составляет 24 кадра в секунду. Этого достаточно для того, чтобы человеческий мозг воспринимал последовательность статичных изображений как плавное движение.

При использовании технологии активных затворов для создания 3D-эффекта необходимо показывать отдельное изображение для каждого глаза. Чтобы каждый глаз видел плавное движение, ему необходимо показывать не менее 24 кадров в секунду. Поскольку на экран последовательно выводятся кадры для левого и правого глаза, общая частота кадров, отображаемых экраном, должна быть удвоена.

Таким образом, общая частота смены кадров на экране составит:

$\nu_{3D} = \nu_{2D} \times N = 24 \text{ кадр/с для левого глаза} + 24 \text{ кадр/с для правого глаза} = 48 \text{ кадр/с}$.

Экран должен показывать 48 кадров каждую секунду, чтобы доставить по 24 кадра в секунду на каждый глаз.

Ответ: Частота смены кадров удваивается, так как для создания 3D-эффекта необходимо обеспечить стандартную частоту в 24 кадра в секунду для каждого из двух глаз, что в сумме требует от экрана отображения 48 кадров в секунду.