كيف تعمل؟ النظّارات ثلاثية الأبعاد

قد لا تصدقني عندما أُخبرك أن أول فيلم ثلاثي الأبعاد عُرض في عام 1922 وكان يحمل اسم The Power of Love ولكنها حقيقة، ومنذ ذلك الحين وهذه التكنولوجيا في تطوّر مستمر لا ينتهي أو يهدأ، ولم لا، فالناس أحبّتها لأنها تجعلهم جزءًا من الحدث.

في لقائنا الثاني من سلسلة “كيف تعمل” سنتعرّف إلى طريقة عمل النظارات ثلاثية الأبعاد وأنواعها وطريقة صناعة الأفلام ثلاثية الأبعاد أيضًا بشكل مختصر وبسيط.

خلق الله الإنسان بعينين اثنتين وهو ما يسمح له بالرؤية المزدوجة أو المجسمّة أو ثلاثية الأبعاد binocular or Stereoscopic vision فأنت في الواقع بعينيك الاثنتين تستطيع أن تصف بدقةٍ بُعد وعمق وحجم أي شيء على بُعد 7 أمتار منك وكلما زادت المسافة قلّت هذه الدقة، ولكن الأهم هو أنك إذا أغلقت إحدى عينيك فلن تتمكن من تحديد بُعد الأشياء بالنسبة لبعضها بسهولة. كما أنه سيصعب عليك أن تلتقط الأشياء المسرعة نحوك أو أن تصوّب على شيء آخر، فكل هذه الوظائف تعتمد بشكل أو بآخر على تحديد المسافات النسبية بين الأجسام وهو أمر غير فعّال بعين واحدة.

الرؤية المزدوجة أو المُجسّمة التي لدى الإنسان تعتمد على أن العينين متباعدتان بمسافة 5 سنتيمترات وبالتالي فكل عين ترى العالم بمنظور مختلف نسبيًّا، ويستغل المخ هذا الاختلاف لحساب المسافة والبُعد بين الأجسام، وبدمج الصورتين يمكنه رؤية عمق هذه الأجسام وتكوين صورة ثلاثية الأبعاد (البعد الأول والثاني هما الطول والعرض والبعد الثالث هو العمق)، الآن يمكنك أن تتوقع بسهولة فكرة عمل الأفلام ثلاثية الأبعاد، فهي تعمل بالمبدأ نفسه كما سترى.

ما يحدث في الواقع عند تصوير أي مشهد ثلاثي الأبعاد هو أنه يتم تصوير المشهد بكاميرتين متباعدتين مثل العينين تمامًا أو في بعض الأحيان يتم تصويره بكاميرا واحدة ومعالجته بالكومبيوتر لعمل نفس التأثير، هذا يعني أنك عندما تشاهد فيلمًا ثلاثي الأبعاد في السينما أو على التلفاز في المنزل، ففي الحقيقة هناك صورتان مختلفتان يتم عرضهما، وهنا يأتي دور النظّارة والذي يتمثّل في أن تقوم بفصل الصورتين والسماح لكل عين بأن ترى صورة واحدة فقط لتُوهِم العقل أنه يرى شكلًا مُجسّمًا.

حسب التقنية المستخدمة في النظّارة لتحقيق ذلك الهدف تختلف الأنواع، وسأذكر لكم الآن أشهر الأنواع وأكثرها استخدامًا:

يعتبر هذا النوع من أبسط الأنواع وأرخصها وأقلّها كفاءة في نفس الوقت وأقدمها على الإطلاق، كما ذكرنا هناك مشهدان يتم بثهما على الشاشة، في هذا النظام يكون أحد المشهدين أو الصورتين باللون الأحمر والآخر باللون الأزرق أو الأخضر ثم يأتي دور النظّارة التي تفصل الصورتين والسماح بمرور واحدة فقط لكل عين عن طريق الفلاتر الموجودة فيها ثم يقوم العقل بدمج الصورتين ليُوهِمَك أنك تشاهد شيئًا ثلاثي الأبعاد. كفاءة الألوان في هذا النظام بالإضافة للجودة سيئة جدًّا ولكن ما يميّزه هو أنه لا يحتاج شاشة خاصّة ليعمل، فأي شاشة أو حتّى صورة مطبوعة ستفي بالغرض طالما ترتدي النظّارات.

يُعد هذا النظام من أشهر الأنظمة وأكثرها استخدامًا، في هذا النظام يتم استغلال الاستقطاب بدلًا من الألوان، حيث يتم بث الصورتان أو المشهدان بشكل مُتعامد (ضوء متعامد) عن طريق فلاتر استقطاب تسمح بمرور الضوء عموديًّا أو أُفقيًّا فقط، ثم يتم استقبال الصورتين بنظّارة تحمل نفس الفلاتر ولكن بشكل معكوس، بحيث تسمح بمرور صورة واحدة لكل عين كما تلاحظون في الصورة.

يتميّز هذا النظام بأن له نوعان: نوع خطيّ Linear وآخر دائري Circular، أما الأول فيعتمد على الاستقطاب الخطي والثاني يستخدم الاستقطاب الدائري ويتميّز بأنه يسمح للمشاهد بتحريك رأسه والنظّارة دون أن تتأثر جودة المشهد.

في الصور أدناه يمكنكم ملاحظة الفرق بين نوعي الاستقطاب الخطيّ والدائريّ.

يتميّز هذا النظام بالجودة العالية للدقة والألوان ورخص الثمن ولكنه يتطلب شاشة خاصّة باللوّن الفضيّ ليعمل.

يعتمد هذا النظام منهجًا مختلفًا بعض الشيء عن كافة الأنظمة الأخرى، حيث يتم بث الصورة المخصصة للعين اليمنى ثم المخصصة للعين اليسرى على التوالي وبشكل سريع جدًّا (120 مرّة في الثانية) ثم يأتي دور النظّارة والتي تستخدم الكريستال السائل لتقوم بالسماح للصورة المخصصة بالعين اليمنى بالمرور وحجب الرؤية عن العين اليسرى ثم العكس مع الصورة التالية ثم تكرار الأمر مرّة أخرى ويتم ذلك بالتزامن مع الشاشة، أي بنفس المعدّل (120 مرة في الثانية) لضمان أن كل صورة ستذهب للعين المناسبة لها في الوقت المناسب.

لتتمكن النظارة من حجب الصورة في كل مرة فهي تعتمد على الكريستال السائل والذي يصبح معتمًا عند تطبيق فرق جهد كهربائي عليه والعكس عند إزالة فرق الجهد. أبرز عيوب هذا النظام هي ارتفاع سعره بالإضافة إلى أنه يسبب الصداع والدوران بسبب ترددّ الصورة السريع أمام عينيك.

هناك أنظمة وأنواع أخرى للنظارات ثلاثية الأبعاد غير شائعة الاستخدام يمكنكم الاطلاع عليها هنا.

ظهرت في الفترة الأخيرة شاشات ثلاثية الأبعاد لا تحتاج إلى نظارات تعرف باسم autostereo، هذا النوع يعتمد على تقنية من اثنتين lenticular أو parallax. في النوع الأول تتكوّن الشاشة من مجموعة من القنوات، كل مجموعة بها قناتان يُمنى ويُسرى، مقابل هذه القنوات مجموعة من العدسات تقوم بتكبير الصور الناتجة من القنوات اليُمنى واليُسرى في اتجاهات متعاكسة بحيث يمكن للمشاهد عند مسافة مُعيّنة أن يرى بعينه اليسرى المشاهد الناتجة عن القنوات اليسرى فقط وبعينه اليمنى المشاهد الناتجة عن القنوات اليمنى.

في النوع الثاني يتم تطبيق نفس الفكرة في الحالة الأولى ولكن باستبدال العدسات بحواجز ماديّة تقوم بحجب القنوات اليُمنى واليُسرى على التوالي بحيث يحدث نفس التأثير لدى المشاهد ولكن عند زاوية رؤية محددة.

أحد عيوب هذين النظامين أن الجودة أو دقة الشاشة تكون منخفضة بالإضافة إلى أن جودة الصورة الُمجسّمة تنخفض بشكل كبير إذا حركت رأسك أو اقتربت من الشاشة بحد معيّن.

في الفيديو التالي نظرة سريعة على الأنواع التي ذكرناها:

المصادر: 1 2 3 4 5 6 7 8 9