עוד אפשרויות

Google translateGoogle translate
RSSמאמרים וחדשות RSS
קישור לעמוד זהLinkback
גרסא להדפסהגרסא להדפסה
del.icio.usשמירה ב del.icio.us
DIGGהמלצה ב-DIGG
google bookmarkסימניית גוגל

מאמרים מהקבוצה

כל מה שרצית לדעת על תלת מימד... והעזת לשאול - חלק א´

מאת: מוטי כהן
21/02/2010 - 07:00



 
 

פתח דבר

בחור נכנס למחלקה לרישום פטנטים וניגש לפקיד.
"יש לי רעיון לפטנט נהדר" הוא אומר לפקיד.
הפקיד מסתכל עליו ושואל: "מה הרעיון?"
והבחור עונה: "יש לי רעיון למכונית שנוסעת בכביש, בחול ועל אבנים באותה יעילות".
הפקיד כבר מסתקרן ומגיב: "נשמע מעולה".
"זה עוד כלום", אומר הבחור, "המכונית גם יודעת להשתנות לסירה כשצריך וגם למטוס".
"מה אתה אומר!", צוהל הפקיד, "מזמן לא שמעתי על פטנט כל כך מעניין. איך באמת אתה בונה מכונית כזאת?"
"אני בונה?", שואל הבחור, "אני לא יודע איך, לי יש את הרעיון...אתם משרד הפטנטים, אתם תבנו..."

ככה זה גם בתלת מימד. כולם יודעים מה צריך לעשות אבל לא ממש יכולים לעשות את זה.

בעבר, כשבכל בית כבר הייתה טלוויזיה, חיפשו אולפני הסרטים גימיק ייחודי שיגרום לצופים לצאת מהבית לקולנוע. הפתרון שמצאו: קולנוע עם צליל משופר ועל מסך גדול. לשם כך עברו לצלם בפורמט 70 מ"מ, דבר שאיפשר הגדלת התמונה והוספת ערוצי צליל נוספים. כיום, כשלכל אחד כבר יש בבית מסך רחב עם מערכת קול היקפית, חזרה ועלתה באולפני הקולנוע שאלת המאות מיליונים שחוזרת על עצמה כל כמה שנים: מה עושים כדי למשוך את האנשים מביתם כדי שיצפו בסרט באולם הקולנוע? איך אפשר לרגש אותם במשהו שאין להם בבית?

התשובה המסתמנת לשאלה זו היא די ברורה - קולנוע בתלת מימד.

במסגרת סדרת מאמרים זו נסקור ביתר פירוט את טכנולוגיות הצילום והצפייה בתלת מימד, מבנה התמונה, שיטות הערבול, סוגי המשקפיים וכמובן שיטות הקרנת סרטי הקולנוע עד היום.
נסביר גם את פריצת הדרך של חברת Dolby, שאיפשרה להפוך בקלות כל בית קולנוע רגיל לבית קולנוע שמקרין את קסם ה-3D.

חלקו הראשון של המאמר יוקדש לאיך רואים בתלת מימד ואיך מצלמים תמונות בתלת מימד.

התחושה התלת ממדית

"טוב שכן קרוב מאח רחוק".
איך פיתחנו את התחושה התלת ממדית במשך השנים? כיצד אנחנו מזהים עצמים רחוקים ומה מבהיר למוח מה קרוב ומה רחוק?

העין קולטת תמונה והמוח משתמש בכמה סוגי סימנים כדי לתת לנו את התחושה של מה יותר קרוב אלינו ומה  יותר רחוק.

1. הגודל.
כמו שרואים באיור הבא, גודל העצם ממחיש לנו את העצם הקרוב. מי שגדול יותר - קרוב יותר.

כשאין סימנים אחרים, הילדה הגדולה מתקבלת כקרובה יותר מהמכונית. בחלק שבו המכונית גדולה יותר הילדה נראית כרחוקה.

2. חדות.
עצם חד מומחש בדרך כלל כקרוב יותר.

במבט מהיר, הפרחים המטושטשים נותנים תחושה שהם קצת יותר רחוקים מהפרחים החדים.

3. קווי מתאר של הסביבה.  
איזה חתול קרוב יותר?

התפיסה המרחבית של הסביבה מוסיפה גם היא לתחושה לגבי המרחק מהדמות. למרות ששני החתולים בגודל שווה עדיין החתול הימני נתפס כקרוב יותר.

כל מה שתואר עד עכשיו הוא תוצאת למידה והסקת מסקנות של המוח לאורך השנים.
כביש ברוחב שווה שממשיך אל האופק, תחילתו רחבה וככל שהוא מתרחק כך רוחבו נעשה צר. המוח לומד את המראה ובפעם הבאה שרואים תמונה של כביש כזה, ברור שהצד הרחב של הכביש זה החלק הקרוב.

אנחנו רואים מראה דו מימדי ולפי תוכנו אנחנו מסיקים מה קרוב אלינו ומה רחוק.
יש לנו תחושה תלת ממדית, אבל זאת רק תחושה, זאת עדיין לא ראיה תלת ממדית.

לצורך הדגמה ניקח 3 גופים פשוטים ונפזר אותם במרחב. נוריד כל סממן שתואר בפסקאות הקודמות ונתבונן בהם ישירות "בגובה העיניים".
האם אפשר להחליט בוודאות מיהו האובייקט הקרוב ביותר ומיהו הרחוק ביותר?

כל הגופים נראים בגודל שווה. אין לנו רקע או עצמים אחרים בסביבה להשוואה. אין צלליות כדי לרמוז איזה צל נופל על מה. כל האובייקטים חדים במידה שווה והם גם לא מסתירים אחד את השני.

objects

כל התחושה התלת ממדית במצב זה קורסת. אפילו קו האופק לא ממש עוזר. אבל מספיק שהעין זזה טיפה למעלה, כפי שמודגם באנימציה, לראיה יותר מרחבית, ואז כבר ברור לחלוטין מהו המיקום של כל העצמים.

הראיה התלת ממדית

למה יש לנו שתי אוזניים? כדי לאפשר למוח לאבחן את כיוון מקור הקול.
למה יש לנו שתי עיניים? כדי לאפשר למוח להבחין בין הקרוב לרחוק.

כל הסממנים לתחושת התלת מימד שתוארו עד כאן הם סממנים שמתבססים על תרגול המוח במשך השנים והסקת המסקנות הנכונות. לפעמים, המסקנות לא תמיד נכונות. ראיית התלת מימד האמיתית מתבצעת בעזרת שתי עיניים ומוח אחד. המוח מקבל שתי תמונות דו ממדיות מזוויות ראיה שונות ומסכם אותן לתמונה אחת תלת ממדית.

נתבונן במבנה של סלון ביתי רגיל: נבנה משטח רצפתי ועליו נניח ספות, מנורות, שולחן, מדף, טלוויזיה ועוד כמה פריטים. וכך זה נראה ממבט על:

מה רואה האדם שצופה על כל מבנה הסלון ממרחק?
העין הימנית קולטת את מה שמסומן בקו המקווקו הלבן.
העין השמאלית קולטת את מה שמסומן בקו המקווקו הירוק.

למרות שהמרחק בין העיניים הוא רק כ 6 ס"מ, כל עין קולטת משהו אחר. כל עין רואה זווית אחרת ולכן כל עין רואה אזור אחר.
כל עין רואה תמונה דו ממדית שנראית כך:

בעין ימין נורת השולחת הקרובה נראית יותר במרכז לעומת מה שרואה עין שמאל. הכורסה השמאלית נראית יותר מרכזית בעין שמאל. ההבדל בין מה שקולטות העיניים די גדול כך שעין ימין אפילו לא קולטת את הסקסופון שנשען על הקיר בצד שמאל של החדר.
אבל הנתון החשוב ביותר הוא המרווח המשתנה של ראיית העצמים. המרווח בין מה שרואה עין ימין לעין שמאל במנורת השולחן הקרובה גדול יותר מהמרווח של מנורת השולחן הרחוקה. ככל שהעצם קרוב יותר כך גדולה יותר סטיית הראיה בהשוואה לעין השנייה. ככל שהעצם רחוק יותר שתי העיניים רואות אותו כמעט באותו מקום.  

זה הבסיס לראייה התלת ממדית. המוח מנתח כל תמונה מכל עין. ככל שהאובייקט נראה בסטיית מיקום גדולה יותר בין מה שמתקבל מכל עין, כך הוא מתפרש במוח כעצם קרוב יותר.

לאור האמור, המסקנה הבסיסית המתבקשת לכל תהליך שמציג ראיה תלת ממדית בכל אמצעי שאנחנו מכירים היא מסקנה די ברורה: כל עין חייבת לקבל תמונה שונה. יש לנו שתי עיניים כדי שנוכל להבין מי הקרוב ומי הרחוק.

כדי לראות תמונה בתלת מימד חייבים למעשה להעביר שתי תמונות, כל אחת לעין אחרת.
סרט הוא אוסף של הרבה תמונות מתחלפות. כדי לראות סרט בתלת מימד יש צורך להחליף ברצף זוגות תמונות כך שכל עין תראה רק את התמונה המיועדת לה וככל שההפרדה בין העיניים טובה יותר - הרי זה משובח.

כמו שנאמר בתחילת המאמר...."כולם יודעים מה צריך לעשות אבל לא ממש יכולים לעשות את זה ". לפחות לא בקלות.

כדי לאפשר ראיה בתלת ממד בדרך כלל צילום התמונה הוא החלק הפשוט. יש צורך לצלם שתי תמונות שמדמות ראיה של עין ימין (Right) ושל עין שמאל (Left). החלק היותר מסובך הוא התהליך ההפוך, זה שדואג שעין ימין תראה רק את התמונה הימנית (R) ועין שמאל תראה רק את התמונה השמאלית (L).

צילום בתלת מימד

צילום תמונה תלת ממדית הוא בעקרון די פשוט. כל מה שנחוץ זה ללכוד שתי תמונות שמדמות את ראית העיניים. דרך פשוטה אחת היא להשתמש במצלמה עם שתי עדשות.
המרחק בין העדשות קרוב למרחק בין העיניים ואחרי הצילום מתקבלות שתי תמונות כשכל אחת בזווית ראיה אחרת, בדומה לראיה האנושית.

 

 

המצלמה בתמונה מצלמת על סרט צילום סטנדרטי (Film), ובכל העברת תמונה מוזז סרט הצילום למרחק של שתי תמונות במקום אחת כנהוג במצלמה רגילה. מצלמות מהסוג הזה יש במבחר רב. חברות כמו Loreo, Delta, Edixa ואפילו Kodak תכננו מצלמות לתלת מימד. כולן מצלמות פשוטות עם כיוונים די בסיסיים.

עוד דרך לצילום שתי תמונות היא לחבר שתי מצלמות יחד. לוקחים תושבת ארוכה (פס מתכת) ומרכיבים עליה שתי מצלמות. רצוי כמובן שכול המבנה יורכב על חצובה.

מנגנון חשמלי או מכני מחובר ללחצן שחרור התריס כדי לבצע את הצילום בו זמנית. חשוב שהחדות (פוקוס) של שתי המצלמות יכוון לאותה נקודת מרחק ושמנגנון מדידת האור בשתי המצלמות יהיה זהה. בנוסף רצוי גם לשמור על זום יציב של כ-50 מ"מ.

ויש גם המשתמשים בקונץ הבא:
שתי מצלמות ושתי גומיות. בדרך כלל מכניסים ספוגית בין המצלמות כדי ליצור מרווח שיאפשר לחיצה לצילום.
לפעמים אחת המצלמות הפוכה כדי שלחצן הצילום יהיה יותר נגיש.
בצילום כזה די לא נוח לשמור על מרחק ותאורה שווים בשתי המצלמות. בדרך כלל מצלמות דיגיטאליות פועלות במצב אוטומטי ולא ממש מאפשרות שמירה על כל הכללים.

יש להביא בחשבון שגם בשיטה הזאת והקודמת התמונה יוצאת לאורך ולא לרוחב.

 

ולאילו שרוצים לצלם שתי תמונות עם מצלמה רגילה אחת, ישנה אפשרות לצלם את התמונות במרווח זמן אחת מהשנייה. מרכיבים את המצלמה על חצובה. מצלמים תמונה. מזיזים את המצלמה כ 6 ס"מ במישור האופקי ומצלמים עוד תמונה.
ברור שבשיטת הצילום הזאת האובייקט המצולם חייב להישאר יציב במקומו ולכן שיטה זו מתאימה יותר לצילומי נוף ופחות לצילומי אנשים. פרט ליתרון של השימוש במצלמה אחת בלבד, ישנו עוד יתרון בולט בתהליך הפשוט הזה - כל תמונה מתקבלת במצב אופקי ובמסגרת מלאה.

loreo

לעזרת אלו שלא רוצים להתעסק עם שתי מצלמות או שני צילומים עוקבים, וגם לאלו שחשוב להם לצלם בתלת מימד אובייקטים נעים כמו אנשים או חיות, בנו מתאמים מיוחדים למצלמות רפלקס (SLR). על ידי הלבשת המתאם על המצלמה, נרשמות על הסרט או החיישן הדיגיטאלי בו זמנית בזמן הצילום שתי תמונות אנכיות. כל אחת מזווית אחרת כמובן. 

 

המתאם שמרכיבים הוא סוג של מפצל אור (Beam Splitter) שמכיל בתוכו מראות לניתוב קרני האור. קיימים סוגים שונים של מתקנים לפיצול האור, אחד מהם הוא המתקן של חברת Loreo.
הוא נראה כך:

אחרי הצילום מתקבלות שתי תמונות אנכיות אחת ליד השנייה.

מבנה המנגנון הפנימי של מפצל האור חשוב כי הוא בסיס להבנת המנגנונים שנמצאים במצלמות לצילום תלת מימד על סרט צילום וגם במצלמות וידאו.

משני צידי המכשיר קבועות מראות במרחק של 6 ס"מ. כל מראה מדמה ראיה של עין אחרת מזווית ראיה שונה. התמונה שפוגעת במראה הימנית (הקווים הירוקים) עוברת דרך עדשה ומקרינה בבואה על החצי הימני של הפילם, או במקרה של מצלמה דיגיטאלית, על החצי הימני של חיישן ה-CCD.

התמונה שפוגעת במראה השמאלית (הקווים האדומים) עוברת דרך עדשה ומקרינה בבואה על החצי השמאלי של הפילם, או במקרה של מצלמה דיגיטאלית, על החצי השמאלי של חיישן ה CCD.
מתקבלות שתי תמונות אחת ליד השנייה כשכל תמונה מצולמת מזווית שונה. למעשה מקבלים דימוי די מדויק לראיה של העין האנושית.

דוגמא לצילום שנוצר ממפצל שמורכב על מצלמת SLR :

שתי התמונות נראות במבט ראשון זהות אבל בהתבוננות יותר מדוקדקת אפשר להבחין שבעמודים הקרובים כבר יש הבדל בין מה שרואה עין ימין ומה שרואה עין שמאל. ההבדל הקטן במיקומו של העמוד הקידמי מגיע למוח ומתורגם כעמוד קרוב יותר יחסית לעמודים האחרים.

צילום תמונה תלת ממדית דוממת דומה לצילום סרט על פילם. בשני המקרים משתמשים בעדשה כפולה לקבלת שתי תמונות מזוויות שונות. צילום במצלמת וידאו למטרת הקרנה בתלת מימד יצריך התייחסות מיוחדת.

כאמור, החלק הקשה בתהליך הראיה בתלת מימד הוא המנגנון שדואג שכל עין תקבל את התמונה המתאימה לה, ורק אותה. לצורך ההפרדה בין זוגות התמונות, המציאו הרבה טכניקות מעניינות ומסובכות שחלקן מסתמך אפילו על הפיזיולוגיה של המוח. ריבוי הטכניקות מצביע על הקושי ביישום טוב ומראה שכנראה אין שיטה אידיאלית להפרדת התמונות וכל שיטה מגיעה עם היתרונות והחסרונות שלה.

על המשקפיים וכל השאר, בהמשך.

לשרשור התגובות והדיון בנושא כל מה שרצית לדעת על תלת מימד... והעזת לשאול, לחצו כאן.


נושאים מקושרים

וידאו
וידאו


עוד מ: motico
תגיות


דרגת קושי: 5
דירוג הכתבה

דירוג ממוצע:

100

בהקשר זה

 הסבר על 3D/תלת מימד
 עוד על 3D תלת מימד


המאמר הפופולרי ביותר בתחום 3D תלת מימד:
ביקורת מסך פלזמה 3D תלת מימד - Panasonic 50VT20
תקנון / תנאי השימוש באתר צור קשר / contact us כל הזכויות שמורות לקבוצת ht