تلويزيون سه بعدي چطور كار مي‌كند؟

تلويزيون هم مثل تمام فن‌آوري‌هايي كه امروزه از آن‌ها استفاده مي‌كنيم حاصل تكامل ايده‌ها و ابداعات ساده‌ است.

براي سال‌ها فن‌آوري ساخت تلويزيون برروي تلويزيون‌هاي CRT سياه‌ سفيد ورنگي متوقف بود ولي اكنون سرعت پيشرفت فن‌آوري‌هاي توليد تلويزيون به قدري سريع است كه در يك سال قيمت پيشرفته‌ترين و بزرگ‌ترين تلويزيون‌هاي LCD خانگي چند صد دلار كاهش مي‌يابد و تقريباً هر فصل محصولات جديدي به بازار عرضه مي‌شوند.

در طي دو‌ دهه اخير شاهد ساخت تلويزيون‌هاي پلاسما و LCD بوديم. با وارد شدن فن‌آوري HD به تلويزيون‌ها و مجهز شدن پنل‌هاي LCD و پلاسما به سيستم‌هاي پخش HD تجربه كار با تلويزيون جهش بسيار بزرگي پيدا كرد.

آخرين قدمي كه در زمينه تلويزيون برداشته شده‌، تلفيق فن‌آوري ضبط و پخش سه‌بعدي با پنل‌هاي LCD، تصوير پيش‌زمينه LED و تصاوير HD است كه از ابتداي سال 2010 به طور گسترده در بازارهاي جهان عرضه شد.

البته اولين ايده‌هاي توليد فيلم سه بعدي با ساخت فيلم "نيروي عشق" در سال 1922 شروع شد. سپس در دهه 50 ميلادي و پرطرفدار شدن تلويزيون‌ها، كارگردان‌ها براي كشاندن مخاطبان از جلو تلويزيون به سالن‌هاي سينما تصميم گرفتند از تجربه چند بعدي تماشاي فيلم استفاده كنند.

يكي از تلاش‌هاي آن‌ها نصب صندلي‌هايي بود كه با حركات شخص اول فيلم، مخصوصاً در فيلم‌هاي اكشن و ترسناك، مي‌لرزند. از ديگر ايده‌هاي آن زمان براي متفاوت كردن تجربه تماشاي فيلم سينمايي، قرار دادن اجسامي مانند اسكلت‌هاي متحرك در سالن سينماي در سالن پخش فيلم‌هاي ترسناك بود.

اكنون توليد فيلم‌هاي سه بعدي مانند آواتار كه موفق‌ترين فيلم سه بعدي تاريخ سينما شناخته مي‌شود، سرعت بسياري گرفته‌است به طوري كه چند ماه بعد از عرضه آواتار، سينماها با فيلم‌هاي سه بعدي ديگري مانند Clash of the Titans پر شدند و تماشاگران نيز به فيلم‌هاي سه بعدي تمايل بيشتري دارند. اكنون در آمريكا بسياري از مسابقات ورزشي و برنامه‌هاي تلويزيون به صورت سه بعدي- HD پخش مي‌شوند و تلويزيون‌هاي سه بعدي در بازار نيز با استفبال خوبي از سوي مشتريان روبرو شده‌اند.

سه بعدي ديدن

آيا تا به حال به اين فكر كرده‌ايد كه چرا وقتي به اجسام واقعي نگاه مي‌كنيم آن‌ها را سه بعدي مي‌بينيم ولي تصوير همين اجسام در صفحه تلويزيون دو بعدي است؟

به جاي پاسخ دادن به اين سوال بياييد به چگونگي فرآيند ديدن نگاهي بياندازيم. تنها تحريك محيطي كه باعث ايجاد تصاوير در مغز ما مي‌شود، نور است. آن هم نور ساده با طول موج‌هاي مختلف.[چطور مغز كار مي‌كند؟]

وقتي جسمي در دور دست قرار دارد، شعاع‌هاي نور بازتابي كه از آن به دو چشم ما مي‌رسد با يكديگر موازي هستند. ولي وقتي همان جسم نزديك مي‌شود، اين شعاع‌ها ديگر موازي نيستند. اين خطوط از اجسامي كه در نزديكي چشم ما هستند به طور همگرا گسيل مي‌شوند و چشم ما براي ديدن آن‌ها بايد كمي تغيير حالت بدهد. براي اينكه اين مطلب را بهتر متوجه شويد، جسمي را از فاصله دور تا نزديك بيني خود حركت دهيد. حتما متوجه تغيير فيزيكي قسمتي از چشم خود مي‌شويد.

اين تغيير توسط مغز كنترل مي‌شود و ميزان تغييرات نيز توسط مغز ثبت مي‌شود. همين اطلاعات به مغز كمك مي‌كند تا فاصله اجسام تا چشم را تخمين بزند. براي مثال مغز با توجه به اينكه چشم براي ديدن يك جسم تقعر بسيار كمي پيدا كرده‌، متوجه مي‌شود كه اين جسم احتمالاً در فاصله‌اي نزديك قرار دارد.

ايده كليدي ضبط و پخش تصاوير هم دقيقاً در همين عملكرد مغز و چشم است. در تلويزيون‌هاي سه بعدي سعي مي‌شود تصاويري ارائه شود كه براي هر چشم در محل متفاوتي قرار داشته باشد تا مغز آن‌ها را به صورت غير مسطح و عمق‌دار تشخيص دهد.

البته مشكلي هم در اينجا وجود دارد چراكه تمركز كردن هر چشم برروي اين تصاوير متفاوت به اين معني است كه ميزان تقعر و نقطه فوكوس هر چشم با يكديگر نمي‌خواند و همين امر باعث ايجاد سردرد و احساس سرگيجه مي‌شود.

براي ايجاد اين تفاوت بين تصاويري كه هر چشم مي‌بيند معمولاً از عينك‌هاي مخصوص استفاده مي‌شود. در كل دو نوع عينك در صنعت تصاوير سه بعدي رايج هستند: عينك‌هاي Passive و Active.
عينك‌هاي Passive
اين عينك‌ها همان عينك‌هايي هستند كه به محض ديدنشان به ياد تصاوير سه بعدي مي‌افتيد. عينك‌هاي ساده با دو لنز غير يك رنگ.

اين عينك‌ها كه بيشتر به نام ژرفنما (Anaglyph) معروف هستند از دو رنگ مختلف براي ايجاد اختلاف بين تصاويري استفاده مي‌كنند كه هر چشم مي‌بيند.

اكثر عينك‌هاي Passive از دو رنگ آبي و قرمز استفاده مي‌كنند. تلويزيون‌هايي كه براي كار با اين عينك‌ها طراحي شده‌اند داراي تصاوير نامفهومي هستند كه داراي سايه‌هاي قرمز و آبي هستند.
در اين عينك‌ها لنز قرمز تمام نورهاي قرمز را كه از طرف تلويزيون گسيل مي‌شوند، جذب مي‌كند، به اين ترتيب تصاويري كه از اين لنز ديده مي‌شوند داراي رنگ قرمز نيستند. لنز قرمز رنگ هم همين كار را انجام مي‌دهد.

چشمي كه پشت لنز قرمز است تنها تصاوير آبي را مي‌بيند و چشم ديگر كه پشت لنز آبي است تصاوير قرمز را مي‌بيند. در اين حالت هر چشم قادر است تنها يك مجموعه تصوير را ببيند به همين دليل هم مغز به اشتباه مي‌افتد و فكر مي‌كند كه هر دو چشم تصاوير يكساني را مي‌بينند.

در اين حالت محل فوكوس براي هر دو چشم ثابت است ولي تقعري كه هر چشم به خود مي‌گيرد متفاوت است، همين امر باعث به وجود آمدن توهم عميق بودن تصاوير مي‌شود.

امروزه فن‌آوري ديگري به عينك‌هاي Passive اضافه شده كه از لنز‌هاي پلاريزه‌ استفاده مي‌كند.
اگر به صفحه نمايشي كه از اين فن‌آوري استفاده مي‌كند نگاه كنيد، تصاوير نامفهوم و چند رنگي را مي‌بينيد. عينك‌هاي Passive اين فن‌آوري بعضي شعاع‌هاي نوري كه در جهات خاصي گسيل مي‌شوند را فيلتر مي‌كند و تنها نورهاي پلاريزه از لنز اين عينك‌ها عبور مي‌كند. به همين دليل هم هر چشم تصاوير خاصي را مي‌بيند.

عينك‌هاي Passive پلاريزه به اين دليل كه رنگ تصاوير را تحت تاثير قرار نمي‌دهند از طرفداران بيشتري برخوردارند. البته استفاده از اين فن‌آوري بيشتر در سينما رايج است چرا كه اگر بخواهيد اين فن‌آوري را در منزل به كار ببريد، براي هر بار استفاده از اين عينك بايد يك فيلتر پلاريزه روي صفحه تلويزيون قرار دهيد.

عينك‌هاي Acitve
در سال‌هاي اخير متخصصان روش‌هاي ديگري علاوه بر عينك‌هاي Passive براي ديدن تصاوير سه بعدي طراحي كرده‌اند. در اين روش نياز به استفاده از عينك‌هاي مخصوص هست ولي لنز اين دوربين‌ها داراي رنگ يا فيلتر خاصي نيست.

مكانيزم كار اين عينك‌ها برپايه ايجاد تاخير در زمان ديدن تصاوير توسط هر چشم است.
اين عينك‌ها از صفحات كوچك LCD براي ايجاد تصاوير سه بعدي استفاده مي‌كنند. هر قسمت از عينك داراي حسگرهاي فروسرخ است كه به صورت بي‌سيم با تلويزيون ارتباط برقرار مي‌كند.
زماني كه تصويري برروي صفحه نمايش ايجاد مي‌شود، هر لنز اين عينك تصوير مشابهي را ايجاد مي‌كنند با اين تفاوت كه در نمايش تصاوير براي هر چشم تاثير وجود دارد.

در حقيقت هر كدام از لنزها بين حالت شفاف و غير شفاف تغيير حالت مي‌دهند. زماني كه تصوير لنز راست برروي صفحه نمايش داده مي‌شود، لنز چپ تاريك مي‌شود و برعكس. اين تغيير با سرعتي بالا رخ مي‌دهد كه چشم انسان قدرت تشخيص آن را ندارد.

اين فن‌آوري‌ها سال‌هاست كه توسط دانشمندان طراحي شده‌اند ولي تنها چند سالي‌است كه علم روز قدرت پياده سازي آن‌ها برروي تلويزيون‌هاي LCD و پلاسما را دارد.

تلويزيون‌هاي سه بعدي

نمي‌توان از هر تلويزيوني انتظار توليد تصاوير سه بعدي را داشت.
اكثر كاربران ترجيح مي‌دهند تلويزيون‌هاي سه بعدي خريداري كنند كه از قبل سيستم پخش سه بعدي برروي آن‌ها نصب شده باشد.

اين تلويزيون‌ها به دو صورت موجود هستند. يك سري تنها قابليت پخش تصاويري را دارند كه به صورت سه بعدي ضبط و پخش مي‌شوند، اين در حالي است كه سري ديگري از تلويزيون‌ها مي‌توانند هر تصويري را به صورت سه بعدي نمايش دهند.


اين روز‌ها بيشتر تلويزيون‌هاي سه بعدي تركيبي از نمايشگرهاي LCD-LED با كيفيت HD هستند و بيشتر فيلم‌هاي سه بعدي نيز با توجه به حجيم بودن، برروي ديسك‌هاي بلو - ري عرضه مي‌گردند.