Номер 4, страница 93 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

4. Как создают 3D-изображение?

Создание 3D-изображения основано на имитации естественного бинокулярного зрения человека. Наш мозг воспринимает глубину и объем, анализируя два немного отличающихся изображения, которые поступают от левого и правого глаза. Разница в этих изображениях называется бинокулярным параллаксом. Все технологии 3D стремятся воссоздать этот эффект, доставляя каждому глазу свою, отдельную картинку.

Существует несколько основных методов создания и просмотра 3D-изображений:

1. Анаглифный метод (Anaglyph 3D)

Это один из старейших и самых известных методов, использующий цветные очки (чаще всего красно-синие или красно-голубые). Изображение для одного глаза кодируется в красных тонах, а для другого — в синих или голубых. Эти два изображения накладываются друг на друга. Когда зритель надевает анаглифные очки, красный светофильтр блокирует синее изображение, пропуская к одному глазу только красное, а синий фильтр, соответственно, блокирует красное, пропуская к другому глазу синее. Мозг, получая две разные картинки, объединяет их и создает ощущение объема. Главный недостаток этого метода — сильное искажение цветопередачи и быстрая утомляемость глаз.

Ответ: Анаглифный метод использует цветовое кодирование двух изображений (для левого и правого глаза) и специальные очки с цветными фильтрами, чтобы каждый глаз видел только предназначенную для него картинку.

2. Поляризационный метод (Polarized 3D)

Этот метод широко используется в современных 3D-кинотеатрах (например, IMAX 3D, RealD). Он основан на свойстве света — поляризации. На экран одновременно проецируются два изображения, но свет каждого из них имеет разную поляризацию (например, линейную — вертикальную и горизонтальную, или, что чаще, циркулярную — с правым и левым вращением). Зритель надевает пассивные очки, линзы которых являются поляризационными фильтрами. Фильтр на левом глазу пропускает только свет с поляризацией, предназначенной для левого глаза, и блокирует свет для правого, и наоборот. Этот метод обеспечивает хорошую цветопередачу и комфортен для просмотра, но требует специального проекционного оборудования и экрана, сохраняющего поляризацию света.

Ответ: Поляризационный метод разделяет изображения для глаз с помощью разной поляризации света, а пассивные очки с соответствующими фильтрами позволяют каждому глазу видеть только свое изображение.

3. Затворный (активный) метод (Active Shutter 3D)

Данная технология применялась в основном в домашних 3D-телевизорах и проекторах. Экран с высокой частотой обновления (например, 120 Гц или выше) поочередно показывает кадры для левого и для правого глаза. Зритель использует активные затворные очки, которые синхронизированы с телевизором по беспроводному сигналу (ИК-порт или Bluetooth). В нужный момент, когда на экране появляется изображение для левого глаза, правая линза очков затемняется, и наоборот. Смена кадров и затемнение линз происходят так быстро, что мозг не замечает мерцания и воспринимает целостное объемное изображение. Преимущество — сохранение полного разрешения для каждого глаза. Недостатки — дорогие и громоздкие очки, требующие питания, и возможное мерцание, утомляющее зрение.

Ответ: Затворный метод заключается в поочередном показе кадров для левого и правого глаза на экране, в то время как активные очки синхронно затемняют одну из линз, чтобы каждый глаз видел только свою последовательность кадров.

4. Автостереоскопия (3D без очков)

Технологии, не требующие очков, называются автостереоскопическими. Они используют специальные экраны, которые сами направляют разные изображения в разные стороны. Существует два основных подхода:
• Параллаксный барьер: перед обычным ЖК-экраном размещается дополнительный слой с множеством вертикальных щелей. Этот барьер блокирует часть пикселей для одного глаза, но делает их видимыми для другого. Таким образом, каждый глаз видит свой набор пикселей, формирующий отдельное изображение.
• Лентикулярные (линзовые) растры: поверхность экрана покрыта слоем из микроскопических вертикальных цилиндрических линз. Каждая такая линза преломляет свет от пикселей под ней таким образом, что в левый глаз зрителя попадает одно изображение, а в правый — другое.
Такие технологии используются, например, в игровой консоли Nintendo 3DS и некоторых цифровых фоторамках и мониторах. Их главный минус — ограниченные углы обзора (нужно находиться в определенной точке) и снижение эффективного разрешения изображения.

Ответ: Автостереоскопия использует специальные оптические слои на экране (параллаксный барьер или линзовый растр), которые направляют световые потоки от разных пикселей напрямую в левый и правый глаз зрителя, создавая 3D-эффект без необходимости в очках.

Сам 3D-контент (стереопара из двух изображений) создается либо с помощью компьютерной графики, где рендеринг сцены производится с двух виртуальных камер, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга, либо при съемке реального мира с помощью стереоскопической камеры, которая представляет собой систему из двух синхронизированных объективов.