Nguyên lý phim ảnh 3D

Nội dung bài viết cố gắn trình bày nguyên lý của phim ảnh 3D liên quan đến nguyên lý hoạt động của mắt người và sự tổng hợp của não bộ. Bài này được lấy từ www.cooplab3d.com và có sửa đổi lại một phần nội dung cho phù hợp và cụ thể hơn. 

Thế giới của thị giác hai mắt và nguyên lý 3D

Một trong số những thuộc tính quan trọng nhất của thế giới vật chất xung quanh ta là sự tồn tại của không gian 3 chiều. Con người có thể trực tiếp cảm nhận không gian 3 chiều thông qua các giác quan (thị giác, xúc giác, các cảm giác bản thể ...), trong đó thị giác thu nhiều thông tin nhất.

Khi quan sát xung quanh bằng mắt, có 2 yếu tố làm ta cảm nhận được chiều sâu hay khoảng cách, đó là sự điều tiết của thủy tinh thế và góc chập của 2 mắt. Ấn tượng chìm hay nổi của không gian và các đối tượng có được nhờ sự tổng hợp của não bộ từ các hình ảnh ghi nhận đồng thời từ mắt trái và mắt phải.

Hãy thử làm một thí nghiệm nhỏ: Nhắm 1 mắt lại rồi cầm 2 cây bút chì ở 2 tay rồi thử tìm cách chạm 2 đầu chì vào nhau từ nhiều hướng, rất khó khăn so với khi dùng 2 mắt. Thí nghiệm này cho thấy rõ sự khác biệt của thế giới quan cảm thụ bằng một mắt và hai mắt. Nhờ tiếp thu được thông tin từ 2 góc nhìn khác nhau, thị giác hai mắt giúp chúng ta định được khoảng cách xa gần và do đó, nhận thức được tính vô tận và liên tục của 3 chiều không gian. 

Mô phỏng sự chập hình của hai mắt. 

 Để nhìn rõ đối tượng, hai mắt cùng phải hướng về đối tượng. Đó là sự hợp thị. Ta có điểm hợp thị và góc hợp thị. Mỗi mắt cũng phải điều tiết hay lấy nét (accommodation) vào vật. Nhờ nhận thức của não bộ đối với góc chập α, ta có thể ước lượng được khoảng cách h tới đối tượng

Nguyên lý căn bản của hầu hết các thể loại hình ảnh nổi là sự mô phỏng thị giác hai mắt đối với đối tượng sự vật. Nói cách khác, hiệu ứng 3D ở các loại ảnh nổi hay phim nổi đều giống nhau ở bản chất: nhằm gửi đến mắt trái và mắt phải người quan sát một cách tách biệt hai hình ảnh tương ứng với góc lệch bên trái và bên phải của đối tượng (nếu tách biệt không tốt sẽ có hiện tượng nhòe hình).

Sự chập ảnh vô thức của não bộ sẽ gây nên ấn tượng chìm hay nổi của đối tượng sự vật. Đó là sự khác biệt lớn nhất đối với hình ảnh 2D truyền thống - khi người quan sát dù đứng ở bất kỳ góc nào thì mắt trái và phải cũng chỉ nhìn thấy một khuôn hình giống hệt nhau. Tuy nhiên cần lưu ý rằng 1/4 số người trong số chúng ta không ý thức rõ rệt về độ nổi trong không gian ba chiều, khi đi xem phim nổi, họ cũng không thấy khác gì phim thường. Hi vọng bạn không phải là trong số 25% đó!

Mời các bạn đọc thêm bài viết Sự nhìn và cảm giác về màu sắc.

Khái niệm về Parallax (thị sai) trong việc tái tạo hình ảnh nổi 3D stereo trong điện ảnh và nhiếp ảnh

 Theo nguyên lý của thị giác hai mắt, để tạo ra ấn tượng độ sâu cho một ảnh tĩnh 3D hay một bộ phim 3D, ta cần tạo ra sự khác biệt về vị trí theo phương nằm ngang của mỗi đối tượng trên cặp ảnh stereo dành cho mắt trái và mắt phải. Nói cách khác, ta cần tạo ra Parallax (thị sai) của ảnh phải (right image) so với ảnh trái (left image).

Parallax, ký hiệu p, là chênh lệch tọa độ ngang (trục x) của cùng một đối tượng trên ảnh phải so với trên ảnh trái.

- p được đo bởi số pixel tuyệt đối, số cm tuyệt đối (tỷ lệ theo độ rộng khuôn hình chiếu trên màn ảnh) hoặc theo % tương đối (so với chiều ngang mỗi ảnh trái hoặc phải).

- Có 4 loại parallax khác nhau đối với cặp hình ảnh stereo

1) Possitive Parallax (p>0 và p<d):

Mắt người điều tiết (accommodation) tại màn ảnh. Trên màn ảnh, đối tượng ở bên ảnh trái (ảnh dành cho mắt trái) nằm chếch sang bên trái hơn so với bên ảnh phải. Điểm hợp thị sau màn ảnh khiến ta có cảm giác đối tượng đó chìm vào bên trong màn ảnh -> Ảnh chìm

2) Divergence Parallax (p>=d)

Mắt người điều tiết (accommodation) tại màn ảnh. Trên màn ảnh, đối tượng ở bên ảnh trái (ảnh dành cho mắt trái) nằm chếch sang bên trái hơn so với bên ảnh phải quá 6cm. Mắt không thể hợp thị được do thị sai dương và lớn hơn khoảng cách giữa hai mắt -> Ảnh nhòe

3) Zero Parallax (p=0)

Zero Parallax - Không có thị sai

Mắt người điều tiết (accommodation) và hợp thị cùng tại mặt phẳng màn ảnh. Trên màn ảnh, đối tượng bên ảnh trái và bên ảnh phải trùng khít vị trí với nhau. Đối tượng không có parallax, do đó đối tượng không chìm không nổi

4) Negative Parallax (p<0)

Mắt người điều tiết (accommodation) tại màn ảnh. Trên màn ảnh, đối tượng ở bên ảnh trái (ảnh dành cho mắt trái) nằm chếch sang bên phải hơn so với bên ảnh phải. Điểm hợp thị trước màn ảnh khiến ta có cảm giác đối tượng nổi ra phía trước màn ảnh -> Ảnh nổi

Cảm giác chóng mặt khi xem phim 3D?

 1) Do chất lượng thiết bị và hệ thống chưa đạt: Màn bạc phân cực kém chất lượng gây hiệu ứng bóng ma, mắt này vẫn nhìn thấy mờ mờ hình ảnh dành cho mắt kia nên não bộ khó hợp thị. Setup hệ thống 3D không chuẩn về vị trí khuôn hình, độ sáng, độ nét, màu sắc cũng gây sự mỏi mệt cho người xem. Nếu bạn là nhà đầu tư lắp đặt phòng chiếu 3D, hãy chọn nhà cung cấp CÓ UY TÍN

2) Phim 3D chất lượng kém tiêu chuẩn

3) Do trong cảnh phim, những đối tượng chìm sâu có p > 6cm (đặc biệt khi chiếu lên màn ảnh lớn rất dễ xảy ra), mắt người không hợp thị được đối tượng đó. Cùng một bộ phim khi chiếu trên TV 3D 32" sẽ có thị sai và sự hợp thị khác hẳn như khi chiếu lên màn chiếu 200".

4) Do bản chất của sinh lý thị giác. Sự khác biệt lớn giữa khoảng cách điều tiết (accommodation) tới màn ảnh và khoảng cách hợp thị (convergence) nếu kéo dài sẽ gây mỏi mắt. Do đó những bộ phim 3D dài thường có ít cảnh độ nổi hay độ sâu cao so với phim 3D ngắn. Bên cạnh đó, do khả năng điều tiết và hợp thị của mỗi người là khác nhau, nên khi cùng xem một bộ phim, có người sẽ nhanh thấy chóng mặt hơn.

Xem tiếp Nguyên lý chuyển phim ảnh 2D thành 3D

Cooplab 3D