Hơn 100 năm đã trôi qua kể từ khi nền tảng lý thuyết của phép ảnh ba chiều lần đầu tiên được hình thành, và chúng ta vẫn liên hệ hình ảnh ba chiều chủ yếu với các hình dán trên hồ sơ hoặc buổi hòa nhạc sau khi di cảo của Tupac Shakur. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, chủ đề ảnh ba chiều đã bắt đầu phát triển tích cực. Hôm nay chúng tôi sẽ cho bạn biết tất cả về hình ảnh ba chiều bí ẩn.
Năm 1920, nhà khoa học Ba Lan Mieczyslaw Wolfke trong công trình "Về khả năng tạo ảnh quang học của lưới phân tử" (Über die Möglichkeit der optische Abbildung von Molekulargittern) đã đưa ra và thực nghiệm xác nhận ý tưởng về phương pháp thu được ảnh ba chiều. Tuy nhiên, vào thời điểm đó, không có công nghệ nào cho phép sử dụng khám phá của Cực trong thực tế. Chúng tôi phải đợi điều này đến những năm 60 của thế kỷ trước.
Hologram được biết đến rộng rãi vào năm 1977 nhờ bộ phim Chiến tranh giữa các vì sao, trong đó chúng hoạt động như những người vận chuyển thông tin và phương tiện liên lạc. Bằng cách này, một lý thuyết khoa học rất phức tạp đã đi vào nền văn hóa đại chúng, thu phục trí tưởng tượng của hàng triệu người trên thế giới. Ngày nay chúng ta có gần với tầm nhìn về chủ đề ảnh ba chiều của George Lucas không?
Đọc thêm: Kính viễn vọng không gian James Webb: 10 mục tiêu cần quan sát
Ảnh ba chiều là gì?
“Giúp tôi với, Obi-Wan Kenobi! Em là hy vọng duy nhất của anh! ” Văn bản này, được tất cả những người hâm mộ Star Wars biết đến, được nói bằng hình chiếu ba chiều của công chúa Leia, cho nhiều người xem ý tưởng đầu tiên về ảnh ba chiều và ảnh ba chiều là gì.
Ngày nay, khi cầm trên tay một chiếc đĩa có ghi các đĩa nhạc của ban nhạc yêu thích, chúng ta thấy trên đó có một nhãn dán nhiều màu sắc, lung linh với nhiều màu sắc khác nhau của cầu vồng. Đây là một xác nhận ba chiều về tính xác thực và hợp pháp của đĩa. Vì vậy, đây cũng là một hình ba chiều, nhưng nó được tạo ra như thế nào và nó được sử dụng để làm gì? Tôi sẽ cố gắng trả lời những câu hỏi này càng dễ tiếp cận càng tốt. Tuy nhiên, nó rõ ràng sẽ không phải là một nhiệm vụ dễ dàng và đơn giản, chủ yếu là do cần phải định nghĩa và giải thích một số khái niệm vật lý, mặc dù hầu hết chúng đều đã quen thuộc với bạn từ các lớp vật lý của bạn. Điều này là cần thiết vì hiệu quả cuối cùng là kết quả của việc sử dụng thực tế các thành tựu từ các lĩnh vực công nghệ khác nhau. Do đó, việc hiểu sai các cơ sở lý thuyết có thể dẫn đến hiểu sai toàn bộ vấn đề. Tuy nhiên, tôi không có ý định đặt nặng bài viết này với các lý thuyết được hỗ trợ bởi các phương trình Maxwell. Nó có thể, nhưng tại sao? Nó sẽ không thêm bất cứ điều gì mới và chắc chắn sẽ làm cho nó khó hiểu hơn. Tôi sẽ cố gắng giải thích một cách dễ tiếp cận các nguyên tắc ghi và tái tạo hình ảnh ba chiều, sử dụng các bản vẽ và định nghĩa rõ ràng về các khái niệm vật lý cơ bản trong lĩnh vực quang học và chuyển động của sóng. Và tôi cũng sẽ nói về ứng dụng thực tế của kỹ thuật ảnh ba chiều, bao gồm cả việc ghi lại thông tin ba chiều trong công nghệ máy tính.
Hãy bắt đầu với một định nghĩa sẽ giúp mọi thứ dễ dàng hơn một chút cho chúng ta. Holography, giống như nhiếp ảnh, đã được nhân loại biết đến từ thế kỷ 19, là một cách để thu được hình ảnh. Cả hai thuật ngữ này đều xuất phát từ tiếng Hy Lạp, tuy nhiên, nếu từ chụp ảnh xuất phát từ các từ “ảnh” và “graphe”, có nghĩa là “ánh sáng” và “hình ảnh”, thì phần đầu tiên của từ ảnh ba chiều bắt nguồn từ “holos ”, Trong tiếng Hy Lạp có nghĩa là“ toàn bộ ”.
Do đó, holography là "vẽ toàn bộ". Nó có nghĩa là gì? Trong một bức ảnh tiêu chuẩn, chúng ta chỉ có thể lưu giữ hình ảnh hai chiều của những gì chúng ta nhìn thấy trong thế giới ba chiều. Ý tưởng đằng sau kỹ thuật ảnh ba chiều là ghi lại thông tin về toàn bộ vật thể, không chỉ một mặt của nó. Vì vậy, có thể sử dụng thông tin được ghi lại để tái tạo hình ảnh của toàn bộ đối tượng.
Nhưng làm thế nào để bảo toàn diện mạo của một vật thể ba chiều? Đối với điều này, hiện tượng giao thoa ánh sáng được sử dụng. Ánh sáng khả kiến, là một phần của quang phổ điện từ, bản thân nó bao gồm hai thành phần - điện trường và từ trường. Nhưng quan trọng nhất, ánh sáng là một sóng, không chỉ là một dòng photon, vì vậy chồng nhiều sóng có thể tạo ra những sóng mới với những đặc điểm mới. Sau đó, sử dụng hiện tượng nhiễu xạ, hình ảnh của các sóng chồng lên nhau có thể được tái tạo để nó phản ánh các đặc điểm đã được ghi lại.
Đọc thêm:
- Quan sát Hành tinh Đỏ: Lịch sử Ảo ảnh về Sao Hỏa
- Dịch chuyển từ quan điểm khoa học và tương lai của nó
Ghi và hiển thị ba chiều
Nhờ bản chất sóng của ánh sáng, có thể ghi lại sự xuất hiện của một vật thể trong không gian ba chiều trên phim ảnh tiêu chuẩn. Với sự trợ giúp của tia laze thích hợp, một chùm tia được chiếu vào tấm mờ và hướng cả vào vật thể cần chụp ảnh và trực tiếp vào phim, một dạng sóng chồng lên nhau được tạo ra. Một hình ảnh như vậy là sự chồng chất của một số lượng lớn các giao thoa của các thành phần quang phổ riêng lẻ của ánh sáng, và nếu chúng ta muốn có được một “bức ảnh” từ một bộ phim như vậy, mắt chúng ta sẽ không nhìn thấy một vật thể được chiếu sáng bằng tia laze, mà là một melange của các đường giao thoa, tự chúng không cho chúng ta biết bất cứ điều gì về đối tượng được chụp ảnh.
Đây là cách nó trông như thế nào trong thực tế:
Chỉ có độ phơi sáng chính xác của phim, tại thời điểm đó là cách tử nhiễu xạ, với sự trợ giúp của chùm tia laze hội tụ mới cho phép bạn đảo ngược toàn bộ quá trình và thu được hình ảnh ba chiều của vật thể.
Kỹ thuật chụp ảnh ba chiều D, mặc dù tương tự, nhưng khác với kỹ thuật lập thể, bao gồm chụp ảnh một vật thể từ hai bức ảnh cận cảnh và sau đó đặt các tấm vào một thiết bị gọi là kính lập thể. Ví dụ, phổ biến Kính VR làm việc theo cách này, tạo ra hai hình ảnh hơi lệch nhau. Trong ảnh ba chiều, sự dịch chuyển này được cố định trên một môi trường dưới dạng giao thoa sóng.
Đọc thêm:
- 100 năm Vật lý lượng tử: Từ các lý thuyết của những năm 1920 đến Máy tính
- 5 sứ mệnh không gian trong tương lai để suy nghĩ về
Ảnh ba chiều và "ảnh ba chiều"
Vấn đề với công nghệ được mô tả ở trên là nó đòi hỏi ánh sáng laser chính xác và các điều kiện gần phòng thí nghiệm để đạt được kết quả khả quan. Và mặc dù ý tưởng ban đầu về ảnh ba chiều được ứng dụng thực tế, ví dụ, trong việc ghi dữ liệu trên phương tiện tiêu chuẩn HVD với dung lượng lý thuyết là vài TB, tuy nhiên, chúng đã không trở thành phương tiện phổ biến để sử dụng trong gia đình.
Các giải pháp thực tế cho thấy rằng quá trình phức tạp để có được một hình ảnh ba chiều chỉ đơn giản là thua các công nghệ khác đạt được hiệu quả tương tự, nhưng sử dụng các kỹ thuật khác. Và mặc dù theo quan điểm khoa học, những hình ảnh như vậy không nên được gọi là ảnh ba chiều, nhưng theo thông lệ người ta thường gọi tất cả những hình ảnh ba chiều giả này chỉ đơn giản là "ảnh ba chiều".
Tuy nhiên, trên thực tế, cả hình ảnh buổi hòa nhạc Tupac và hình ảnh Nữ hoàng Elizabeth II trên chiếc xe ngựa 260 năm tuổi của bà đều không phải là hình ảnh ba chiều thực sự theo quan điểm khoa học.
Hình ba chiều không phải là những gì chúng ta thấy trong kính HoloLens hoặc trên kính chắn gió của một chiếc xe "hiển thị ba chiều". Thông thường, đây là hình ảnh ba chiều được tạo ra với sự trợ giúp của một số tia sáng riêng biệt (chứ không phải một, như trong trường hợp ảnh ba chiều ban đầu) rơi từ các phía khác nhau trên một phương tiện, có thể là thủy tinh trong suốt, màn nước. , hoặc hơi nước "nổi" trên một "màn hình ba chiều" như vậy.
Tôi không phản đối việc sử dụng thuật ngữ "ảnh ba chiều" liên quan đến các kỹ thuật này, và lý do chính là hiệu ứng thu được theo cách này rất thường tương ứng với các thuộc tính chính của ảnh ba chiều, đó là lưu trữ và tái tạo nhiều thông tin hơn. (trong trường hợp này là quan sát đối tượng từ các góc độ khác nhau) về đối tượng.
Cũng thú vị:
"Ảnh ba chiều" của ngày hôm nay
Các hệ thống dựa trên máy chiếu, hiển thị hình ảnh trên các vật liệu trong suốt khác nhau, hoạt động hơi khác một chút. Ánh sáng hướng từ các góc khác nhau chứa thông tin về hình ảnh được nhìn từ phía bên kia. Các tia sẽ gặp nhau trên bề mặt của thủy tinh, nước hoặc, như trong trường hợp phát minh Leia Display của Ba Lan bị lãng quên, một bức màn hơi, tạo ra ấn tượng về một hình ảnh ba chiều xuất hiện giữa không trung (lợi thế cuối cùng của một ảnh ba chiều).
Một ví dụ khác là màn hình 2020D từ Nhìn. Những người chiếu một hình ảnh không phải trên bề mặt hai chiều, mà tạo ra nó bên trong một vật thể ba chiều, chẳng hạn như kính. Đặc biệt, công ty đã nghiên cứu giải pháp Nhà máy Kính nhìn trong nhiều năm, và chúng tôi đã có thể chiêm ngưỡng kết quả nghiêm túc đầu tiên của công việc này vào năm .
Chúng ta cũng có thể kể đến rạp xiếc Roncalli của Đức, từ chối biểu diễn các tiết mục với động vật, mặc dù ở Đức, không giống như nhiều nước châu Âu, rạp xiếc với động vật không bị cấm. Bây giờ voi, ngựa và cá xuất hiện trong đấu trường dưới dạng ảnh ba chiều.
Hệ thống cho phép người xem xem ảnh ba chiều có giá hơn nửa triệu euro.
Cũng thú vị:
- 10 điều kỳ lạ nhất mà chúng ta biết được về lỗ đen vào năm 2021
- Terraforming Mars: Liệu Hành tinh Đỏ có thể biến thành một Trái đất mới?
Mọi người không nhận ra rằng họ đang sống trong một hình ảnh ba chiều?
Tất nhiên, không phải không có những người ủng hộ những ý tưởng về một âm mưu thế giới. Họ tin rằng bạn và tôi đã sống trong một hình ba chiều lớn trong một thời gian dài, rằng thế giới xung quanh chúng ta là một hình ba chiều, một Ma trận. Tôi sẽ cố gắng giải thích mọi thứ bây giờ.
Khi bộ phim "The Matrix" xuất hiện, mọi người đều rất bất ngờ trước ý tưởng kịch bản nảy sinh từ anh em nhà Wachowski. Tuy nhiên, ý tưởng cơ bản của câu chuyện về Ma trận cũng hiện diện trong các triết lý phương Đông. Một số nhà vật lý lượng tử từ lâu đã nhận ra rằng những gì khoa học mô tả bằng ngôn ngữ toán học đã được biết đến trong nhiều thế kỷ dưới dạng các thông điệp tôn giáo. Có nghĩa là, nếu chúng ta tin vào lý thuyết này, thì chúng ta đang sống trong một bức ảnh ba chiều lớn.
Họ cho rằng nhân loại đã trở nên bận tâm đến mức không thể nhận thấy một số điều. Chúng ta quan sát thế giới và tham gia vào việc tạo ra nó, rất thường xuyên mà không nhận ra khả năng ảnh hưởng đến những gì xảy ra với chúng ta. Các nhà vật lý đang tìm kiếm bằng chứng về sự tồn tại của trường Higgs chứa đầy các boson đặc trưng được gọi là hạt thần, nhưng chúng tôi xem xét thông tin về những tìm kiếm đó tách biệt với những hàm ý mà việc phát hiện ra cơ chế như vậy sẽ có.
Hóa ra việc xác nhận sự tồn tại của boson Higgs sẽ buộc chúng ta phải tự đặt ra những câu hỏi quan trọng về bản chất của thế giới và cách nó được tạo ra. Đột nhiên, nó có thể hóa ra rằng các khái niệm về Ma trận không quá tuyệt vời, và tất cả chúng ta thực sự sống trong một hình ba chiều lớn, và bản thân chúng ta là những hình ảnh ba chiều.
Những kết luận như vậy có thể được rút ra từ những thông tin thu được nhờ sự phát triển của vật lý lượng tử. Chúng tôi biết chắc rằng quy tắc cơ bản xác định điều gì sẽ xảy ra là xác suất. Chúng ta cũng biết rằng một số thí nghiệm vật lý đơn giản là không thể bởi vì thực tế quan sát các tác động của chúng sẽ xác định điều gì xảy ra trong chúng. Einstein, nhận ra hậu quả của suy nghĩ như vậy, nói rằng thế giới không thể phụ thuộc vào một vị thần chơi trò xúc xắc.
Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta thực sự đang sống trong một bức ảnh ba chiều lớn, và sự tương tác của chúng ta với nó, những biểu hiện về kỳ vọng và nỗi sợ hãi của chúng ta tương tác với nó, khiến chúng ta trải nghiệm những điều khác nhau? Có một số phương pháp ảnh hưởng đến những gì xảy ra với chúng ta, được gọi là tích cực. Bất cứ ai đã thử chúng đều biết nó hoạt động, và chủ yếu là vì chúng tôi biết nó phải hoạt động. Tương tự với các phương pháp điều trị thay thế khác nhau. Chúng dựa trên khả năng kiểm soát hình ảnh ba chiều của chúng ta bằng cách loại bỏ những suy nghĩ tiêu cực, tức là thông qua niềm tin.
Khoa học đang tìm kiếm câu trả lời cho câu hỏi tại sao lại có khối lượng, nếu vật chất bao gồm các hạt thực sự rỗng. Tuy nhiên, đối với con người chúng ta, dường như thế giới xung quanh chúng ta vẫn rất thực, và chúng ta thậm chí không nghi ngờ rằng nếu chúng ta hiểu rõ khả năng của mình, mọi người đều có thể giống như Neo trong "Ma trận" đã nói, hoặc Đức Phật có thể di chuyển cùng sức mạnh của suy nghĩ của bạn.
Nói một cách đơn giản, chúng ta đã ở trong Ma trận và tất cả chúng ta đều là những hình ảnh ba chiều mà không có gì phụ thuộc vào nó. Tôi chỉ muốn mỉm cười với những ý tưởng như vậy về thế giới của chúng ta.
Cũng thú vị: Giới thiệu về máy tính lượng tử nói một cách đơn giản
Mọi người sẽ có ảnh ba chiều của riêng mình chứ?
Nhưng chúng tôi vẫn sẽ trở lại thực tế. Tương lai chắc chắn là trong kết xuất 3D. Tuy nhiên, chắc chắn rằng sẽ còn một chặng đường dài trước khi hình ảnh ba chiều thực sự xuất hiện trên đường phố, giống như trong bộ phim "Blade Runner". Cho đến lúc đó, chúng ta sẽ có nhiều "ảnh ba chiều mô phỏng" và trình diễn các công nghệ sẽ ngày càng đánh lừa các giác quan của chúng ta và tạo ra ấn tượng rằng chúng ta đang nhìn vào các vật thể ba chiều thực.
Vì vậy, Google đặt các nhà phát triển chính xác một mục tiêu như vậy. Được biết, họ đang thực hiện Project Starline thú vị, tức là một gian hàng "holographic" cho các cuộc trò chuyện. Họ đã cho thấy một số kết quả công việc của họ.
Các nhân viên của Google, sử dụng một loạt máy ảnh và cảm biến, đã tạo ra các mô hình 3D chính xác về những người đang nói chuyện với nhau, tạo cảm giác rằng họ đang ở cùng một nơi. Hiện tại, giải pháp này đã được thử nghiệm tại các văn phòng của công ty.
Một số nhà khoa học tin rằng chúng ta đã đi được một bước nữa từ sự xuất hiện của công nghệ ảnh ba chiều trong phương tiện giao tiếp hàng ngày giữa con người với nhau. Muốn vậy, cần phải xây dựng một cơ sở hạ tầng khác cho truyền thông thế hệ tiếp theo - mạng cáp quang kết nối các lục địa và cơ sở hạ tầng truyền thông không dây 6G thế hệ thứ sáu. Nhiều công ty công nghệ đã tham gia vào các hoạt động như vậy. Có thể trong một vài năm nữa hình ảnh ba chiều sẽ trở thành một phần của cuộc sống hàng ngày, nhưng tôi hy vọng rằng chúng sẽ không thay thế giao tiếp thực sự giữa con người với nhau.
Một số nhà khoa học cũng chỉ ra rằng ảnh ba chiều đã có thể được sử dụng, vì các công nghệ thích hợp đã tồn tại, nhưng ở giai đoạn này, nó quá đắt nên không hoàn toàn mang lại lợi nhuận. Tình hình rất giống với cách Internet phát triển. Ở cấp độ ban đầu, hầu như không có ai tin vào anh ta, và bây giờ không thể tưởng tượng được hiện tại mà không có sự tồn tại của anh ta.
Vì vậy, có nhiều dấu hiệu cho thấy trong một vài năm nữa chúng ta sẽ có thể có ảnh ba chiều của riêng mình để thăm bạn bè từ sự thoải mái tại nhà của chúng ta. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng những dự đoán của các nhà khoa học về các công nghệ cần thiết không phải lúc nào cũng trở thành sự thật.
Bạn có thể giúp Ukraine chiến đấu chống lại những kẻ xâm lược Nga. Cách tốt nhất để làm điều này là quyên góp quỹ cho Các lực lượng vũ trang của Ukraine thông qua Cuộc sống tiết kiệm hoặc thông qua trang chính thức NBU.
Đăng ký các trang của chúng tôi trong Twitter và Facebook.
Cũng thú vị: