Hình ảnh ba chiều ngày càng được sử dụng rộng rãi. Một số người thậm chí còn tin rằng cuối cùng nó có thể thay thế các phương tiện giao tiếp mà chúng ta đã biết. Dù muốn hay không, nhưng bây giờ nó được sử dụng tích cực trong nhiều ngành công nghiệp. Ví dụ, tất cả chúng ta đều quen thuộc với nhãn dán ba chiều. Nhiều nhà sản xuất sử dụng chúng như một phương tiện bảo vệ chống lại hàng giả. Ảnh dưới đây cho thấy một số hình dán ba chiều. Việc sử dụng chúng là một cách rất hiệu quả để bảo vệ hàng hóa hoặc tài liệu khỏi bị giả mạo.
Lịch sử nghiên cứu kỹ thuật ảnh ba chiều
Hình ảnh ba chiều do sự khúc xạ của các tia bắt đầu được nghiên cứu gần đây. Tuy nhiên, chúng ta đã có thể nói về sự tồn tại của lịch sử nghiên cứu về nó. Dennis Gabor, một nhà khoa học người Anh, lần đầu tiên xác định ảnh ba chiều vào năm 1948. Khám phá này rất quan trọng, nhưng ý nghĩa to lớn của nó vào thời điểm đó vẫn chưa được rõ ràng. Các nhà nghiên cứu làm việc trong những năm 1950 đã phải chịu đựng sự thiếu hụt nguồn ánh sáng mạch lạc, một đặc tính rất quan trọng đối với sự phát triển của kỹ thuật ảnh ba chiều. Tia laser đầu tiênđược thực hiện vào năm 1960. Với thiết bị này, có thể thu được ánh sáng có đủ liên kết. Juris Upatnieks và Immet Leith, các nhà khoa học người Mỹ, đã sử dụng nó để tạo ra những bức ảnh ba chiều đầu tiên. Với sự giúp đỡ của họ, hình ảnh ba chiều của các vật thể đã được thu được.
Trong những năm tiếp theo, nghiên cứu vẫn tiếp tục. Hàng trăm bài báo khoa học khám phá khái niệm ảnh ba chiều đã được xuất bản và nhiều cuốn sách đã được xuất bản về phương pháp này. Tuy nhiên, những tác phẩm này được gửi đến các chuyên gia, không phải cho người đọc thông thường. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cố gắng kể về mọi thứ bằng một ngôn ngữ dễ tiếp cận.
Tính ba chiều là gì
Có thể đề xuất định nghĩa sau: ảnh ba chiều là một bức ảnh ba chiều thu được bằng cách sử dụng tia laser. Tuy nhiên, định nghĩa này không hoàn toàn thỏa đáng, vì có nhiều kiểu chụp ảnh ba chiều khác. Tuy nhiên, nó phản ánh điều quan trọng nhất: ảnh ba chiều là một phương pháp kỹ thuật cho phép bạn "ghi lại" sự xuất hiện của một đối tượng; với sự trợ giúp của nó, một hình ảnh ba chiều có được trông giống như một vật thể thật; việc sử dụng tia laser đóng một vai trò quyết định trong sự phát triển của nó.
Holography và các ứng dụng của nó
Nghiên cứu về ảnh ba chiều cho phép chúng ta làm rõ nhiều vấn đề liên quan đến nhiếp ảnh thông thường. Là một nghệ thuật thị giác, hình ảnh ba chiều thậm chí có thể thách thức thứ sau, vì nó cho phép bạn phản ánh thế giới xung quanh mình một cách chính xác và chính xác hơn.
Các nhà khoa học đôi khi chỉ ra các kỷ nguyên trong lịch sử nhân loại bằng cáchkết nối đã được biết đến trong một số thế kỷ nhất định. Ví dụ, chúng ta có thể nói về các chữ tượng hình tồn tại ở Ai Cập cổ đại, về việc phát minh ra máy in năm 1450. Cùng với sự tiến bộ công nghệ được quan sát trong thời đại của chúng ta, các phương tiện liên lạc mới, chẳng hạn như truyền hình và điện thoại, đã chiếm một vị trí thống trị. Mặc dù nguyên tắc ba chiều vẫn còn sơ khai khi được sử dụng trong các phương tiện truyền thông, nhưng có nhiều lý do để tin rằng các thiết bị dựa trên nó trong tương lai sẽ có thể thay thế các phương tiện liên lạc mà chúng ta đã biết, hoặc ít nhất là mở rộng của chúng. phạm vi.
Văn học khoa học viễn tưởng và báo in chính thống thường miêu tả ảnh ba chiều trong ánh sáng sai lệch, méo mó. Họ thường tạo ra một quan niệm sai lầm về phương pháp này. Hình ảnh thể tích, lần đầu tiên được nhìn thấy, thật hấp dẫn. Tuy nhiên, không kém phần ấn tượng là phần giải thích vật lý về nguyên lý hoạt động của thiết bị.
Mẫu giao thoa
Khả năng nhìn thấy các vật thể dựa trên thực tế là các sóng ánh sáng, bị khúc xạ bởi chúng hoặc phản xạ từ chúng, đi vào mắt chúng ta. Sóng ánh sáng phản xạ từ một số vật thể được đặc trưng bởi hình dạng của mặt trước sóng tương ứng với hình dạng của vật thể này. Hình dạng của dải (hoặc đường) tối và sáng được tạo ra bởi hai nhóm sóng ánh sáng kết hợp giao thoa. Đây là cách hình thành ảnh ba chiều thể tích. Trong trường hợp này, các dải này trong mỗi trường hợp cụ thể tạo thành một tổ hợp chỉ phụ thuộc vào hình dạng của các mặt trước sóng của các sóng tương tác với nhau. Như làbức tranh được gọi là giao thoa. Ví dụ, nó có thể được cố định trên tấm chụp ảnh, nếu được đặt ở nơi quan sát thấy sự giao thoa sóng.
Hình ảnh ba chiều đa dạng
Phương pháp cho phép bạn ghi lại (đăng ký) mặt trước sóng phản xạ từ đối tượng, sau đó khôi phục nó để người quan sát có vẻ như nhìn thấy một đối tượng thực và là ảnh ba chiều. Đây là hiệu ứng do hình ảnh thu được là hình ảnh ba chiều giống như vật thể thật.
Có nhiều loại ảnh ba chiều khác nhau rất dễ nhầm lẫn. Để xác định rõ ràng một loài cụ thể, nên sử dụng bốn hoặc thậm chí năm tính từ. Trong tất cả các tập hợp của chúng, chúng tôi sẽ chỉ xem xét các lớp chính được sử dụng bởi kỹ thuật ảnh ba chiều hiện đại. Tuy nhiên, trước tiên bạn cần nói một chút về hiện tượng sóng như nhiễu xạ. Chính cô ấy là người cho phép chúng tôi xây dựng (hay nói đúng hơn là tái tạo) mặt trận làn sóng.
Sự nhiễu xạ
Nếu bất kỳ đối tượng nào nằm trong đường đi của ánh sáng, nó sẽ tạo ra bóng. Ánh sáng uốn cong xung quanh đối tượng này, một phần đi vào vùng bóng tối. Hiệu ứng này được gọi là nhiễu xạ. Nó được giải thích bởi bản chất sóng của ánh sáng, nhưng khá khó để giải thích nó một cách chặt chẽ.
Chỉ ở một góc rất nhỏ ánh sáng xuyên qua vùng bóng tối nên chúng ta khó nhận thấy. Tuy nhiên, nếu có nhiều chướng ngại vật nhỏ trên đường đi của nó, khoảng cách giữa chúng chỉ là một vài bước sóng ánh sáng, thì hiệu ứng này sẽ trở nên khá rõ ràng.
Nếu phần sóng trước rơi vào một chướng ngại vật lớn, thì phần tương ứng của nó sẽ "rơi ra", điều này thực tế không ảnh hưởng đến khu vực còn lại của mặt sóng này. Nếu có nhiều chướng ngại vật nhỏ trên đường đi của nó, nó sẽ thay đổi do nhiễu xạ để ánh sáng lan truyền phía sau chướng ngại vật sẽ có mặt trước sóng khác về chất.
Sự biến đổi mạnh đến nỗi ánh sáng thậm chí còn bắt đầu lan truyền theo hướng khác. Hóa ra nhiễu xạ cho phép chúng ta biến đổi mặt sóng ban đầu thành một mặt sóng hoàn toàn khác. Do đó, nhiễu xạ là cơ chế mà chúng ta thu được mặt trước sóng mới. Thiết bị hình thành nó theo cách trên được gọi là cách tử nhiễu xạ. Hãy nói chi tiết hơn về nó.
Cách tử nhiễu xạ
Đây là một tấm nhỏ với các nét (đường) thẳng song song mỏng được áp dụng trên đó. Chúng cách nhau một phần trăm hoặc thậm chí một phần nghìn milimét. Điều gì xảy ra nếu một chùm tia laze gặp một cách tử trên đường đi của nó, bao gồm một số sọc sáng và tối mờ? Một phần của nó sẽ đi thẳng qua tấm lưới, và một phần sẽ uốn cong. Do đó, hai chùm tia mới được hình thành, chúng thoát ra khỏi cách tử ở một góc nhất định so với chùm ban đầu và nằm ở cả hai phía của nó. Ví dụ, nếu một chùm tia laze có mặt trước sóng phẳng, thì hai chùm tia mới được hình thành trên các mặt của nó cũng sẽ có mặt trước sóng phẳng. Như vậy, đi quachùm tia laser cách tử nhiễu xạ, chúng ta tạo thành hai mặt sóng mới (phẳng). Rõ ràng, cách tử nhiễu xạ có thể được coi là ví dụ đơn giản nhất về hình ảnh ba chiều.
Đăng ký Hologram
Giới thiệu về các nguyên tắc cơ bản của phép ảnh ba chiều nên bắt đầu bằng việc nghiên cứu hai mặt trước sóng phẳng. Tương tác với nhau, chúng tạo thành một vân giao thoa, được ghi lại trên một tấm ảnh được đặt ở cùng vị trí với màn hình. Giai đoạn này của quy trình (đầu tiên) trong chế độ ảnh ba chiều được gọi là ghi (hoặc đăng ký) ảnh ba chiều.
Phục hồi hình ảnh
Chúng ta sẽ giả sử rằng một trong các sóng phẳng là A và sóng thứ hai là B. Sóng A được gọi là sóng tham chiếu và B được gọi là sóng vật thể, tức là phản xạ từ vật thể có hình ảnh cố định. Nó có thể không khác với sóng tham chiếu theo bất kỳ cách nào. Tuy nhiên, khi tạo ảnh ba chiều của một vật thể thực ba chiều, mặt sóng ánh sáng phản xạ từ vật thể đó phức tạp hơn nhiều sẽ được hình thành.
Hình ảnh giao thoa được trình bày trên phim ảnh (nghĩa là hình ảnh của cách tử nhiễu xạ) là một hình ba chiều. Nó có thể được đặt trong đường đi của chùm sơ cấp tham chiếu (chùm ánh sáng laser với mặt trước là sóng phẳng). Trong trường hợp này, 2 mặt trước sóng mới được hình thành ở cả hai phía. Đầu tiên trong số này là bản sao chính xác của mặt trước sóng vật thể, truyền cùng hướng với sóng B. Giai đoạn trên được gọi là tái tạo hình ảnh.
Quy trình trị liệu bằng ba chiều
Hình giao thoa tạo bởi haisóng kết hợp phẳng, sau khi được ghi lại trên tấm ảnh, nó là một thiết bị cho phép, trong trường hợp chiếu sáng một trong những sóng này, khôi phục lại một sóng phẳng khác. Do đó, quá trình tạo ảnh ba chiều có các giai đoạn sau: đăng ký và "lưu trữ" mặt trước của đối tượng sóng ở dạng ảnh ba chiều (mẫu giao thoa) và khôi phục nó sau bất kỳ thời điểm nào khi sóng tham chiếu đi qua ảnh ba chiều.
Mặt trước của sóng mục tiêu thực sự có thể là bất cứ thứ gì. Ví dụ, nó có thể được phản xạ từ một số vật thể thực, nếu đồng thời nó kết hợp với sóng tham chiếu. Được hình thành bởi hai mặt trước sóng bất kỳ với sự kết hợp, hình thức giao thoa là một thiết bị cho phép, do nhiễu xạ, biến đổi một trong những mặt trước này thành một mặt trước khác. Chính ở đây, chìa khóa của một hiện tượng như ảnh ba chiều bị ẩn đi. Dennis Gabor là người đầu tiên phát hiện ra tài sản này.
Quan sát hình ảnh do ảnh ba chiều tạo thành
Trong thời đại của chúng ta, một thiết bị đặc biệt, máy chiếu ảnh ba chiều, đang bắt đầu được sử dụng để đọc ảnh ba chiều. Nó cho phép bạn chuyển đổi hình ảnh từ 2D sang 3D. Tuy nhiên, để xem các hình ảnh ba chiều đơn giản, không cần phải có máy chiếu hình ảnh ba chiều. Hãy nói ngắn gọn về cách xem những hình ảnh như vậy.
Để quan sát hình ảnh được tạo bởi hình ba chiều đơn giản nhất, bạn cần đặt hình ảnh đó cách mắt khoảng 1m. Bạn cần phải nhìn qua cách tử nhiễu xạ theo hướng mà sóng phẳng (được tái tạo) phát ra từ nó. Vì sóng phẳng đi vào mắt người quan sát nên hình ảnh ba chiều cũng phẳng. Đối với chúng ta, nó giống như một "bức tường mù", được chiếu sáng đồng đều bởi ánh sáng có cùng màu với bức xạ laze tương ứng. Vì "bức tường" này không có các tính năng cụ thể, nên không thể xác định nó là bao xa. Có vẻ như bạn đang nhìn vào một bức tường mở rộng nằm ở vô cực, nhưng đồng thời bạn chỉ nhìn thấy một phần của nó, mà bạn có thể nhìn thấy qua một "cửa sổ" nhỏ, tức là một hình ba chiều. Do đó, hình ba chiều là một bề mặt phát sáng đồng đều mà trên đó chúng ta không nhận thấy bất cứ điều gì đáng chú ý.
Cách tử nhiễu xạ (ảnh ba chiều) cho phép chúng ta quan sát một số hiệu ứng đơn giản. Chúng cũng có thể được chứng minh bằng cách sử dụng các loại ảnh ba chiều khác. Đi qua cách tử nhiễu xạ, chùm sáng bị tách ra, hai chùm sáng mới được hình thành. Chùm tia laze có thể được sử dụng để chiếu sáng bất kỳ cách tử nhiễu xạ nào. Trong trường hợp này, bức xạ phải có màu khác với màu được sử dụng trong quá trình ghi. Góc uốn của chùm màu phụ thuộc vào màu sắc của nó. Nếu nó có màu đỏ (bước sóng dài nhất), thì chùm như vậy bị bẻ cong một góc lớn hơn chùm màu xanh lam, có bước sóng ngắn nhất.
Qua cách tử nhiễu xạ, bạn có thể bỏ qua một hỗn hợp của tất cả các màu, tức là màu trắng. Trong trường hợp này, mỗi thành phần màu của ảnh ba chiều này bị bẻ cong theo một góc riêng. Đầu ra là một phổtương tự như được tạo bởi lăng kính.
Vị trí đặt đột quỵ cách tử nhiễu xạ
Các nét của cách tử nhiễu xạ phải được tạo ra rất gần nhau để có thể nhận thấy sự uốn cong của các tia. Ví dụ, để bẻ cong chùm tia đỏ đi 20 °, cần khoảng cách giữa các nét không vượt quá 0,002 mm. Nếu chúng được đặt gần hơn, chùm sáng bắt đầu bị bẻ cong nhiều hơn. Để "ghi lại" cách tử này, cần có một tấm ảnh, tấm ảnh có khả năng ghi lại những chi tiết đẹp như vậy. Ngoài ra, điều cần thiết là tấm biển vẫn hoàn toàn nằm yên trong quá trình phơi sáng cũng như trong quá trình đăng ký.
Hình ảnh có thể bị mờ đáng kể ngay cả khi chỉ với một chuyển động nhỏ nhất, và nhiều đến mức hoàn toàn không thể phân biệt được. Trong trường hợp này, chúng ta sẽ không thấy một vân giao thoa mà chỉ đơn giản là một tấm thủy tinh, có màu đen hoặc xám đồng nhất trên toàn bộ bề mặt của nó. Tất nhiên, trong trường hợp này, các hiệu ứng nhiễu xạ được tạo ra bởi cách tử nhiễu xạ sẽ không được tái tạo.
Hình ảnh ba chiều truyền và phản chiếu
Cách tử nhiễu xạ mà chúng ta đã xem xét được gọi là truyền qua, vì nó hoạt động trong ánh sáng đi qua nó. Nếu chúng ta áp dụng các đường cách tử không phải trên một tấm trong suốt mà trên bề mặt của một tấm gương, chúng ta sẽ nhận được một cách tử nhiễu xạ phản xạ. Nó phản chiếu các màu sắc khác nhau của ánh sáng từ các góc độ khác nhau. Theo đó, có hai lớp ảnh ba chiều lớn - phản xạ và truyền qua. Cái trước được quan sát trong ánh sáng phản xạ, trong khi cái sau được quan sát trong ánh sáng truyền qua.
