نظام ثلاثي الأبعاد مستقطب

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة
نظارات ثلاثية الأبعاد ذات استقطاب دائري أمام جهاز لوحي LCD (شاشة الكريستال السائل) مع مثبط ربع الموجة في الأعلى؛ تنتج لوحة λ/4 عند 45 درجة اتجاهًا محددًا، والذي ينتقل بواسطة الفلتر الأيسر ولكن يتم حظره بواسطة الفلتر الأيمن.

يستخدم نظام ثلاثي الأبعاد المستقطب نظارات الاستقطاب لإنشاء وهم الصور ثلاثية الأبعاد عن طريق تقييد الضوء الذي يصل إلى كل عين (مثال على التصوير المجسم ).

لعرض الصور والأفلام المجسمة، يتم عرض صورتين متراكبتين على نفس الشاشة أو العرض من خلال مرشحات استقطاب مختلفة . يرتدي المشاهد نظارات منخفضة التكلفة مع مرشح استقطاب لكل عين. المرشحان الأيسر والأيمن لهما استقطابات مختلفة، لذلك تتلقى كل عين الصورة ذات الاستقطاب المطابق فقط. يتم استخدام هذا لإنتاج تأثير ثلاثي الأبعاد من خلال عرض نفس المشهد في كلتا العينين، ولكن يتم تصويره من وجهات نظر مختلفة قليلاً مع استقطابات مختلفة. يمكن لأشخاص متعددين مشاهدة الصور المجسمة في نفس الوقت.

تظهر الأنظمة ثلاثية الأبعاد المستقطبة، وأنظمة التصوير المجسم بشكل عام، عادةً تعارض التقارب والتكيف . [1]

أنواع النظارات المستقطبة

النظارات المستقطبة خطيًا

لتقديم فيلم سينمائي مجسم، يتم عرض صورتين متراكبتين على نفس الشاشة من خلال مرشحات الاستقطاب المتعامدة (عادةً عند 45 و135 درجة). [2] يرتدي المشاهد نظارات ذات استقطاب خطي تحتوي أيضًا على زوج من مرشحات الاستقطاب المتعامدة الموجهة بنفس اتجاه جهاز العرض. نظرًا لأن كل مرشح يمرر الضوء المستقطب بشكل مشابه ويحجب الضوء المستقطب بشكل متعامد، فإن كل عين ترى صورة واحدة فقط من الصور المعروضة، ويتحقق التأثير ثلاثي الأبعاد. تتطلب النظارات ذات الاستقطاب الخطي من المشاهد إبقاء رأسه في مستوى واحد، حيث يؤدي إمالة مرشحات المشاهدة إلى تسرب صور القناتين اليسرى واليمنى إلى القناة المقابلة. يمكن أن يجعل هذا المشاهدة الطويلة غير مريحة حيث تكون حركة الرأس محدودة للحفاظ على التأثير ثلاثي الأبعاد.

يقوم المستقطب الخطي بتحويل شعاع غير مستقطب إلى شعاع ذي استقطاب خطي واحد. يتم نقل المكونات الرأسية لجميع الموجات، بينما يتم امتصاص المكونات الأفقية وانعكاسها.

النظارات المستقطبة بشكل دائري

لتقديم فيلم سينمائي مجسم، يتم عرض صورتين متراكبتين على نفس الشاشة من خلال مرشحات استقطاب دائرية ذات اتجاهين متعاكسين. يرتدي المشاهد نظارات تحتوي على زوج من مرشحات التحليل (مرشحات استقطاب دائرية مثبتة بشكل عكسي) ذات اتجاهين متعاكسين. يتم حجب الضوء المستقطب دائريًا إلى اليسار بواسطة المحلل الأيمن، بينما يتم حجب الضوء المستقطب دائريًا إلى اليمين بواسطة المحلل الأيسر. تكون النتيجة مماثلة لنتيجة المشاهدة المجسمة باستخدام النظارات المستقطبة خطيًا، باستثناء أن المشاهد يمكنه إمالة رأسه مع الحفاظ على الفصل بين اليسار واليمين (على الرغم من أن اندماج الصورة المجسمة سيضيع بسبب عدم التطابق بين مستوى العين ومستوى الكاميرا الأصلي).

مستقطب دائري يمرر ضوءًا مستقطبًا دائريًا باتجاه اليسار وعكس اتجاه عقارب الساعة

كما هو موضح في الشكل، تتكون مرشحات التحليل من صفيحة ربع الموجة (QWP) ومرشح مستقطب خطيًا (LPF). يحول QWP دائمًا الضوء المستقطب دائريًا إلى ضوء مستقطب خطيًا. ومع ذلك، تعتمد زاوية استقطاب الضوء المستقطب خطيًا الذي ينتجه QWP على اتجاه الضوء المستقطب دائريًا الذي يدخل QWP. في الرسم التوضيحي، يتم تحويل الضوء المستقطب دائريًا الأيسر الذي يدخل مرشح التحليل بواسطة QWP إلى ضوء مستقطب خطيًا يكون اتجاه استقطابه على طول محور انتقال LPF. لذلك، في هذه الحالة يمر الضوء عبر LPF. على النقيض من ذلك، فإن الضوء المستقطب دائريًا الأيمن قد تحول إلى ضوء مستقطب خطيًا يكون اتجاه استقطابه على طول محور الامتصاص لـ LPF، والذي يكون بزاوية قائمة على محور الانتقال، وبالتالي يكون قد تم حظره.

من خلال تدوير إما QWP أو LPF بمقدار 90 درجة حول محور عمودي على سطحه (أي موازٍ لاتجاه انتشار الموجة الضوئية)، يمكن للمرء بناء مرشح تحليل يحجب الضوء الدائري المستقطب من جهة اليسار وليس من جهة اليمين. إن تدوير كل من QWP وLPF بنفس الزاوية لا يغير سلوك مرشح التحليل.

بناء النظام والأمثلة

إن الضوء المستقطب المنعكس من شاشة السينما العادية يفقد عادةً معظم استقطابه، ولكن الفقدان يكون ضئيلاً إذا تم استخدام شاشة فضية أو شاشة مطلية بالألمنيوم . وهذا يعني أنه يمكن استخدام زوج من أجهزة عرض DLP المحاذية ، وبعض المرشحات المستقطبة، وشاشة فضية، وجهاز كمبيوتر مزود ببطاقة رسوميات ثنائية الرأس لتشكيل نظام مرتفع التكلفة نسبيًا (أكثر من 10000 دولار أمريكي في عام 2010) لعرض بيانات ثلاثية الأبعاد مجسمة في وقت واحد لمجموعة من الأشخاص الذين يرتدون نظارات مستقطبة. [ بحاجة لمصدر ]

في حالة RealD 3D، يتم وضع مرشح بلوري سائل مستقطب دائريًا يمكنه تبديل القطبية 144 مرة في الثانية [3] أمام عدسة جهاز العرض. هناك حاجة إلى جهاز عرض واحد فقط، حيث يتم عرض صور العين اليسرى واليمنى بالتناوب. تتميز سوني بنظام جديد يسمى RealD XLS ، والذي يعرض صورتين مستقطبتين دائريًا في وقت واحد: يعرض جهاز عرض 4K واحد صورتين 2K واحدة فوق الأخرى، ويقوم ملحق عدسة خاص باستقطاب الصور وإسقاطها فوق بعضها البعض. [4]

يمكن إضافة ملحقات بصرية إلى أجهزة العرض التقليدية مقاس 35 مم لتكييفها لعرض الأفلام بتنسيق "فوق وتحت"، حيث يتم تكديس كل زوج من الصور داخل إطار واحد من الفيلم. يتم عرض الصورتين من خلال مستقطبين مختلفين وفرضهما على الشاشة. هذه طريقة فعالة للغاية من حيث التكلفة لتحويل المسرح إلى عرض ثلاثي الأبعاد حيث كل ما هو مطلوب هو الملحقات وسطح شاشة غير قابل للاستقطاب، بدلاً من التحويل إلى عرض ثلاثي الأبعاد رقمي. تنتج شركة Thomson Technicolor حاليًا محولًا من هذا النوع. [5]

عندما يتم عرض الصور المجسمة على مستخدم واحد، فمن العملي إنشاء مجمع صور، باستخدام مرايا مطلية بالفضة جزئيًا وشاشتين للصورة بزوايا قائمة على بعضهما البعض. تُرى إحدى الصورتين مباشرة من خلال المرآة ذات الزاوية بينما تُرى الأخرى كانعكاس. يتم توصيل المرشحات المستقطبة بشاشات الصور ويتم ارتداء المرشحات ذات الزاوية المناسبة كنظارات. تستخدم تقنية مماثلة شاشة واحدة مع صورة علوية مقلوبة، يتم عرضها في عاكس جزئي أفقي، مع عرض صورة منتصبة أسفل العاكس، مرة أخرى باستخدام مستقطبات مناسبة. [ بحث أصلي؟ ]

على شاشات التلفاز والكمبيوتر

إن تقنيات الاستقطاب أسهل في التطبيق باستخدام تقنية أنبوب أشعة الكاثود (CRT) مقارنة بشاشات الكريستال السائل (LCD). تحتوي شاشات LCD العادية بالفعل على مستقطبات للتحكم في عرض البكسل - وهذا من شأنه أن يتداخل مع هذه التقنيات.

في عام 2003 اكتشف كيغو إيزوكا تنفيذًا غير مكلف لهذا المبدأ على شاشات الكمبيوتر المحمول باستخدام أوراق السيلوفان . [6]

يمكن إنشاء نظام عرض مستقطب منخفض التكلفة باستخدام كمبيوتر مزود بجهازي عرض وشاشة من رقائق الألومنيوم. الجانب الباهت من رقائق الألومنيوم أكثر سطوعًا من معظم الشاشات الفضية . [ بحاجة لمصدر ] تم إثبات ذلك في جامعة فراجوم غلاو، نونثابوري، تايلاند، في سبتمبر 2009.

الرعاية الصحية

في علم البصريات وطب العيون ، تُستخدم النظارات المستقطبة لإجراء اختبارات مختلفة لإدراك العمق الثنائي (أي الرؤية المجسمة ).

تاريخ

تم إثبات الإسقاط ثلاثي الأبعاد المستقطب تجريبياً في تسعينيات القرن التاسع عشر. استخدمت أجهزة العرض مناشير نيكول للاستقطاب. عملت مجموعات من صفائح الزجاج الرقيقة، بزاوية بحيث تعكس ضوء الاستقطاب غير المرغوب فيه، كمرشحات للعرض. [7] لم تصبح النظارات ثلاثية الأبعاد المستقطبة عملية إلا بعد اختراع مستقطبات صفائح البلاستيك بولارويد بواسطة إدوين لاند ، الذي كان يوضح بشكل خاص استخدامها لعرض وعرض الصور ثلاثية الأبعاد في عام 1934. [8] تم استخدامها لأول مرة لعرض فيلم ثلاثي الأبعاد لعامة الناس في "بولارويد أون باريد"، وهو معرض في متحف نيويورك للعلوم والصناعة افتتح في ديسمبر 1936. تم استخدام فيلم كوداكروم الملون مقاس 16 مم . [9] [10] [11] التفاصيل حول النظارات غير متوفرة. في معرض نيويورك العالمي لعام 1939 ، تم عرض فيلم قصير مستقطب ثلاثي الأبعاد في جناح كرايسلر موتورز وشاهده الآلاف من الزوار يوميًا. كانت أجهزة العرض الكرتونية المحمولة باليد، والتي تعد بمثابة تذكار مجاني، مقطوعة بالقالب على شكل سيارة بليموث موديل 1939 وهي تُرى من الأمام. وكانت مرشحات البولارويد الخاصة بها، والتي تم تثبيتها بدبابيس فوق فتحات مستطيلة حيث يجب أن تكون المصابيح الأمامية، صغيرة للغاية. [12]

استُخدمت نظارات من الورق المقوى مع سماعات أذن ومرشحات أكبر لمشاهدة فيلم Bwana Devil ، وهو فيلم ثلاثي الأبعاد ملون طويل تم عرضه لأول مرة في 26 نوفمبر 1952 وأشعل شرارة موضة ثلاثية الأبعاد القصيرة ولكن المكثفة في الخمسينيات. كانت صورة مجلة Life الشهيرة لجمهور يرتدي نظارات ثلاثية الأبعاد واحدة من سلسلة تم التقاطها في العرض الأول. [13] [14] عنوان الفيلم، المطبوع على سماعات الأذن، مرئي بوضوح في النسخ عالية الدقة من تلك الصور. ساعدت الإصدارات الملونة بشكل خيالي في نشر الأسطورة القائلة بأن أفلام ثلاثية الأبعاد في الخمسينيات من القرن الماضي تم عرضها بطريقة مرشح الألوان المجسم . في الواقع، خلال الخمسينيات من القرن الماضي، تم استخدام عرض المجسم فقط لبضعة أفلام قصيرة. بدءًا من سبعينيات القرن العشرين، أعيد إصدار بعض الأفلام الروائية ثلاثية الأبعاد التي أنتجت في الخمسينيات في شكل صور متحركة بحيث يمكن عرضها دون الحاجة إلى معدات عرض خاصة. ولم يكن هناك أي ميزة تجارية في الإعلان عن حقيقة أنها لم تكن الشكل الأصلي للإصدار.

كانت فلاتر البولارويد في إطارات من الورق المقوى التي يمكن التخلص منها شائعة خلال الخمسينيات، ولكن الإطارات البلاستيكية الأكثر راحة مع فلاتر أكبر حجمًا، والتي كانت أكثر تكلفة بالنسبة لمالك المسرح، كانت مستخدمة أيضًا. كان يُطلب من الرواد عادةً تسليمها عند المغادرة حتى يمكن تعقيمها وإعادة إصدارها، ولم يكن من غير المألوف أن يتمركز موظفو الاستقبال عند المخارج لمحاولة جمعها من الرواد النسيانين أو محبي الهدايا التذكارية.

استمرت الإطارات المصنوعة من الورق المقوى والبلاستيك في التعايش خلال العقود التالية، مع تفضيل أحدها من قبل موزع أفلام أو مسرح معين أو لإصدار معين. تم استخدام النظارات المطبوعة خصيصًا أو المصنوعة حسب الطلب في بعض الأحيان. تضمنت بعض عروض فرانكشتاين لآندي وارهول خلال عرضها الأول في الولايات المتحدة عام 1974 نظارات غير عادية تتكون من اثنين من المستقطبات البلاستيكية الصلبة التي يتم تثبيتها معًا بواسطة أنبوبين بلاستيكيين فضيين رفيعين مشقوقين بالطول، أحدهما متصل عبر الجزء العلوي ومثني عند الصدغين لتشكيل سماعات الأذن، والآخر بطول قصير منحني في المنتصف ويعمل كقطعة جسر. تمكن التصميم من أن يكون أنيقًا بطريقة وارهول المناسبة وبسيطًا بشكل واضح في التصنيع من الورقة الخام ومخزون الأنبوب.

كان الاستقطاب الخطي هو المعيار السائد في ثمانينيات القرن العشرين وما بعدها.

في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، أدت الرسوم المتحركة بالكمبيوتر ، والإسقاط الرقمي، واستخدام أجهزة عرض أفلام IMAX المتطورة مقاس 70 ملم، إلى خلق فرصة لموجة جديدة من الأفلام ثلاثية الأبعاد المستقطبة. [15]

في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، تم تقديم RealD Cinema و MasterImage 3D ، وكلاهما يستخدم الاستقطاب الدائري .

في معرض IBC 2011 في أمستردام، سلطت العديد من الشركات، بما في ذلك Sony و Panasonic و JVC وغيرها، الضوء على مجموعات منتجاتها المجسمة ثلاثية الأبعاد القادمة لكل من الأسواق المهنية والاستهلاكية لاستخدام نفس تقنية الاستقطاب التي تستخدمها RealD 3D Cinema للتصوير المجسم. تغطي هذه المنتجات المميزة كل شيء بدءًا من تقنيات التسجيل والإسقاط والعرض والعرض الرقمي إلى مرافق البث المباشر والمسجل وما قبل وما بعد الإنتاج والمنتجات القائمة على البرامج والأجهزة لتسهيل إنشاء المحتوى ثلاثي الأبعاد. أنظمتها قابلة للتشغيل المتبادل ومتوافقة مع نظارات RealD 3D السلبية الحالية. [ بحاجة لمصدر ]

المميزات والعيوب

بالمقارنة مع صور الأناجليف ، فإن استخدام النظارات ثلاثية الأبعاد المستقطبة ينتج صورة ملونة بالكامل تكون أكثر راحة للمشاهدة ولا تخضع للتنافس الثنائي . ومع ذلك، فإنه يتطلب زيادة كبيرة في التكلفة: حتى النظارات المستقطبة منخفضة التكلفة تكلف عادةً 50٪ أكثر من مرشحات الأحمر السماوي المماثلة، [16] وبينما يمكن طباعة أفلام الأناجليف ثلاثية الأبعاد على خط واحد من الفيلم، غالبًا ما يتم عمل الفيلم المستقطب بإعداد خاص يستخدم جهازين عرض. يثير استخدام أجهزة عرض متعددة أيضًا مشكلات تتعلق بالمزامنة ، والفيلم غير المتزامن بشكل جيد من شأنه أن ينفي أي راحة متزايدة من استخدام الاستقطاب. تم حل هذه المشكلة من خلال عدد من أنظمة الاستقطاب ذات الشريط الواحد والتي كانت قياسية في الثمانينيات.

وبشكل خاص مع مخططات الاستقطاب الخطي الشائعة منذ الخمسينيات، فإن استخدام الاستقطاب الخطي يعني أن الرأس المستوي مطلوب لأي نوع من المشاهدة المريحة؛ وأي جهد لإمالة الرأس جانبيًا من شأنه أن يؤدي إلى فشل الاستقطاب، والظلال ، ورؤية كلتا العينين لكلا الصورتين. وقد خفف الاستقطاب الدائري من هذه المشكلة، مما يسمح للمشاهدين بإمالة رؤوسهم قليلاً (على الرغم من أن أي إزاحة بين مستوى العين ومستوى الكاميرا الأصلي ستظل تتداخل مع إدراك العمق).

نظرًا لسهولة تصنيع المرشحات المستقطبة الخطية ذات اللون الرمادي المحايد، فمن الممكن الحصول على تجسيد صحيح للألوان. غالبًا ما تحتوي المرشحات المستقطبة الدائرية على صبغة بنية خفيفة، والتي يمكن تعويضها أثناء العرض.

حتى عام 2011، كانت أجهزة التلفاز ثلاثية الأبعاد المنزلية وأجهزة الكمبيوتر ثلاثية الأبعاد المنزلية تستخدم في المقام الأول نظارات مصراع نشطة مع شاشات LCD أو بلازما . وقد قدم مصنعو أجهزة التلفاز ( LG و Vizio ) شاشات ذات خطوط استقطاب أفقية تغطي الشاشة. وتتناوب الخطوط في الاستقطاب مع كل خط. وهذا يسمح باستخدام نظارات عرض سلبية غير مكلفة نسبيًا، مماثلة لتلك المستخدمة في الأفلام. والعيب الرئيسي هو أن كل استقطاب لا يمكنه عرض سوى نصف عدد خطوط المسح.

المزايا

  • غير مكلفة عمومًا.
  • النظارات لا تحتاج إلى طاقة.
  • لا تحتاج النظارات إلى جهاز إرسال لمزامنتها مع الشاشة.
  • لا وميض.
  • خفيف الوزن.
  • مريح.

العيوب

  • يجب أن تتشارك الصور الخاصة بالنظارات المستقطبة الشاشة في وقت واحد حيث يتم تخفيض الدقة الأصلية الكاملة، مما يعرض جودة الصورة لكلا جانبي الصورة المرسلة إلى كل عين في وقت واحد للخطر [ بحاجة لمصدر ] . تنتج صورة كاملة بدقة 1080 بكسل من اندماج الصورة. [17] [18] لا يحدث هذا العيب في الإسقاطات حيث يمكن أن تحتوي كل بكسل على معلومات لكلتا العينين.
  • يرتبط الصداع الذي ينسبه كثير من الناس إلى مشاهدة الأفلام ثلاثية الأبعاد [ بحاجة لمصدر ] .
  • زوايا عرض رأسية ضيقة مقارنة بتقنية Active Shutter 3D [19]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ "حل تعارض التقارب والتوافق في شاشات العرض المثبتة على الرأس" (PDF) . 2022-09-22. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2022-09-22 . تم الاسترجاع 2022-09-22 .
  2. ^ اصنع صورك المجسمة بنفسك Julius B. Kaiser The Macmillan Company 1955 الصفحة 271 محفوظ في 2011-02-26 على موقع Wayback Machine
  3. ^ Cowan, Matt (5 December 2007). "REAL D 3D Theatrical System" (PDF) . منتدى السينما الرقمية الأوروبي . مؤرشف من الأصل (PDF) في 10 سبتمبر 2016. تم الاسترجاع 5 أبريل 2017 .
  4. ^ "سوني – سوق احترافي". sony.com .
  5. ^ "اتصل بنا – مجموعة تكنيكولور". thomson.net .
  6. ^ "شاشات ثلاثية الأبعاد". Individual.utoronto.ca . تم الاسترجاع في 2009-11-03 .
  7. ^ زون، راي (2007). السينما المجسمة وأصول الأفلام ثلاثية الأبعاد، 1838-1952 ، مطبعة جامعة كنتاكي، ص 64-66.
  8. ^ زون، المرجع السابق، ص 150.
  9. ^ McElheny, Victor K (1998). الإصرار على المستحيل، حياة إدوين لاند، مخترع التصوير الفوتوغرافي الفوري ، دار نشر بيرسيوس، ص 114
  10. ^ زون، المرجع السابق، ص 152-153.
  11. ^ ملاحظة: تشير بعض المصادر إلى أن الفيلم الإيطالي Nozze Vagabonde ، الذي تم تصويره بتقنية ثلاثية الأبعاد في عام 1936، تم عرضه باستخدام تقنية الإسقاط المستقطب في ذلك العام، ولكن لم يتم تقديم أي دليل معاصر من أي نوع لدعم هذا الادعاء؛ تشير مصادر أخرى إلى أنه تم استخدام تقنية الإسقاط المجسم، أو أن النسخة ثلاثية الأبعاد لم يتم عرضها للجمهور على الإطلاق. تتفق المصادر على أن تقنية الإسقاط المستقطب قد استخدمت في الفيلم الألماني القصير Zum Greifen nah ، الذي تم تصويره في عام 1936 بنظام ثلاثي الأبعاد بشريط واحد، ولكن لم يتم عرضه للجمهور حتى عام 1937.
  12. ^ Zone, op. cit., p. 158 يوضح المشاهدين الذين تم توزيعهم خلال موسم المعرض لعام 1940. صورت نسخة عام 1939 النموذج الأقدم للسيارة وجهاً لوجه ولكن الفلاتر كانت متطابقة.
  13. ^ Getty Images #2905087 واحدة من عدة صور التقطها جيه آر آيرمان في العرض الأول لفيلم Bwana Devil .
  14. ^ Getty Images #50611221 واحدة من عدة صور التقطها جيه آر آيرمان في العرض الأول لفيلم Bwana Devil .
  15. ^ مانجو، فرحاد. نظرة على تكنولوجيا أفلام ديزني وبيكسار ثلاثية الأبعاد. 2008.04.09. تم التنزيل في 2009.06.07
  16. ^ قائمة أسعار تظهر نظارات الاستقطاب الخطية الورقية بسعر 3 دولارات، ونظارات anaglyph 2 بسعر 1 دولار http://www.berezin.com/3d/3dglasses.htm
  17. ^ "منافسة على تقنية عرض التلفزيون ثلاثي الأبعاد". displaymate.com .
  18. ^ http://hdguru.com/wp-content/uploads/2011/03/Intertek-LG-FPR-Report-.jpg [ ملف صورة URL عارية ]
  19. ^ "أفضل أجهزة التلفاز لعام 2016". cnet.com .
  • "التجارب مع الضوء المستقطب" بقلم دونالد إي. سيمانيك.
  • مجموعة مقاطع فيديو وصور 3D STEREO PORTAL
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=نظام_ثلاثي_الأبعاد_المستقطب&oldid=1251903427"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate