عینک های سه بعدی چیست؟

تا همین چند سال پیش دیدن با یک عینک سه بعدی به معنای کور شدن بوسیله ی دو شیشه ی آبی و قرمز کاملا تیره بود...
اگر چه این تکنولوژی در زمان خود معرکه بود ولی اکنون ممکن است کمی ساده و ابتدایی بنظر برسد. اما تکنولوژی ۳D پیشرفت کرده ، دانشمندان اکنون از همیشه بیشتر میدانند این عینک چگونه کار میکند ، و رایانه های ما از همیشه قدرتمندترند.
خیلی ازما هیچ اطلاعاتی از قطعات موجود در کامپیوتر نداریم و اینکه چگونه به گرافیک ، طبیعت خاصی میبخشد و با خیال راحت نشسته و فقط تماشا میکنیم. تمام کاربران رایانه با بازیهای سه بعدی آشنا هستند ...
به دهه ی ۹۰ بازمیگردیم ؛ وقتیکه بازی Castle Wolfenstein ۳D همه را شوکه کرد. قلعه ای مارپیچ مانند، که با کاشیهای بلوکی ساخته شده بود و در اطراف صفحه ی نمایش چیده شده بودند. همه میدانستند این بلوک ها از تصاویر دو بعدی در رایانه بوجود آمده ولی حقیقت اینجا بود که نمیتوانستند باور کنند که چطور بازیکن توسط این بلوک ها احاطه شده است.
میتوانستیم به عقب و جلو برویم یا به چپ و راست بپیچیم و یک چرخ ۳۶۰ درجه بزنیم و تمام قسمتها را بطور ۳ بعدی نگاه کنیم. این بازی برای آن زمان یک حرکت انقلابی به حساب می آمد و بزرگترین تحول در صنعت بازیسازی محسوی می شد.
امروزه بازیکنان بازی های هرچه پیچیده تر را میپسندند ؛ گرافیک فوق العاده ، سختی بازی ، محیطهای سه بعدی کاملا طبیعی با نورپردازی واقعی و شبیه سازیهای فیزیکی واقعی ...
اما ، تنها مشکل اینجاست؛ صفحه نمایش، اگر چه بازی ها و محیط آنها سه بعدی کامل هستند ولی بر روی یک صفحه نمایش دیده میشوند که کاملاً تخت است.
این دقیقا زمانیست که عینک های سه بعدی کامپیوتر (۳D PC Glasses) وارد میدان میشوند و بازی را از چیزی که هست پیچیده تر میکنند. این عینک ها برای این طراحی شده اند که اجسامی که در حال نمایش داده شدن است مانند یک منظره ی کاملا سه بعدی به مغز شما القاء شوند.
برای پی بردن به اینکه چرا ما اینچنین تصویر سه بعدی را برروی یک عینک میبینیم باید این مساله را درک کنیم که مغز ما چه اعمالی را برروی اطلاعات دریافتی از چشم ها انجام میدهد تا اطراف را اینگونه که می‌بینیم ببینیم.
کلید برجسته بینی عمق است و مغز ما از نگهداری آن خوشحال! مشروط بر اینکه از این اطمینان حاصل شود که در وهله ی اول اطلاعاتی که چشم ما دریافت میکند درست است. این دقیقا کاریست که این عینکهای آبی و قرمز انجام میدهند.
‌● آشنایی با اعمالی که مغز در این رابطه انجام میدهد
انسانها ، مانند تمام موجودات دیگر به دو چشم تجهیز شده اند؛ این دوچشم در کنار هم و در یک زاویه قرار دارند. این جایگذاری بدین معناست که هر چشم منطقه ی دید چشم دیگر را دارد و هردو در یک لحظه یک منطقه را میبینند. البته این منطقه ی دید اختلاف زاویه ی بسیار اندکی دارد، بطوری که وقتی با یک چشم به یک جسم نگاه کنید و بار دیگر چشم دیگر را ببندید و با دیگری همان جسم را ببینید تفاوت زاویه‌ی آن را احساس میکنید.
هرچشم اجسامی را که میبیند، بطور مجزا به مغز میرساند و مغز آنها را به یک تصویر مجزا تبدیل میکند و بهمین ترتیب تفاوتهای جزئی را به شکل چیزی بنام عمق ترجمه میکند و پس میدهد.
این تابع یک تصویر با سه بعد میسازد ؛ جسمی شامل طول ، عرض و ارتفاع.
این دانش اضافه شده بر عمق است که تصویر سه بعدی ، یا برجسته بینی را بسیار مهم جلوه میدهد.با دید برجسته (برجسته بینی) ما معمولا با دقتی بسیار زیاد ارتباط بدنمان را با دنیای اطراف درک میکنم. مخصوصا در این حالت اجسامی که به ما نزدیک میشوند و یا از ما دور میشوند را بهتر تشخیص میدهیم. دور بودن چشمان ما از هم به این معناست که ما میتوانیم اطراف یک جسم را بدون نیاز به گرداندن سرمان ببینیم. خیلی راحت میتوان فهمید که برجسته بینی از عوامل بقاست؛ یکی از نیازهای واجب ما برای دیدن همین دید برجسته است. و کاملا طبیعیست که این دید برای بعضی از اعمال ساده مانند پرتاب کردن ، گرفتن یا زدن توپ ، راندن یا پارک کردن اتومبیل یا حتی نخ کردن سوزن واجب است.
اما نباید بگوییم اینگونه کارها بدون دید سه بعدی غیر ممکن است ولی فقدان این خاصیت تمام این کارهای ساده و ابتدایی را برای ما به مشکلی اساسی تبدیل می کند.
‌● نقطه ی دید متفاوت
هر رنگ قسمتی از تصویر را تصفیه میکند، و باعث تغییری کوچک در دید هر چشم میشود؛ مغز دو تصویر متفاوت در کنار هم قرار میدهد و بدین ترتیب تصاویر مرکب آبی و قرمز به تصاویر تخیلی، کمیک یا حتی فیلم های تلویزیونی تبدیل میشود.
استریوگرام ها (زوج عکسهایی که برای برجسته بینی بکار میروند) که به عکسهایی با چشم الکترونیکی هم موسوم اند از الگوهای تقریبا اتفاقی نقطه ای استفاده میکنند ولی:
به ببیننده تکیه میکنند تا نقطه ی دید خود را به طرف راه درست بگرداند یا به تصویر تا وقتی که قسمت اصلی را ببیند نگاه کند و به مغز اجازه دهد تا اطلاعات مخفی عمق را رمز گشایی کند.
البته هردو متد اشکالات خاص خود را دارند. عینکهای آبی و قرمز دیدن رنگ را در تصاویر سه بعدی سخت میکنند و دیدن استریو گرام ها برای خود هنریست!
اما هیچ کدام از این متدها کاملا ً برای بازی مناسب نیستند.
بهرحال قانون اصلی همان است: ساختن و پرداختن ؛ یعنی بوجود آوردن و کنترل کردن هردو نقطه ی دید متفاوت ؛ ولی ساختن این دو تصویر مجزا برای هر چشم به چه میزان آسان است؟
جواب دقیقا این خلاصه میشود که چگونه بازی ساخته میشود؛ در مدتی نه چندان قبل گرافیک هایی را که ما میدیدیم کاملا با دقت برروی رایانه نقاشی میشدند . هر فریم از یک انیمیشن ، دید یک کاراکتر از هر جهتی ، هرنمایی از محیط و ... همه و همه یکی یکی به کامپیوتر داده میشدن. بعنوان مثال اگر شما میخواستید یک دایناسور در زوایای مختلف داشته باشید باید هر کدام از زوایا را بطور جدا گانه نقاشی میکردید اما حالا با خیال راحت جلوی رایانه ی خود مینشینید و بایک نرم افزار گرافیکی ۳D دایناسور خود را با سه بعد میسازید.
وقتی که انجام شد. دیگر نگران زاویه های مختلف نیستید. کامپیوتر یک مدل ۳D از دایناسور در حافظه دارد و پردازش فقط برروی قسمت قابل دیدن انجام میشود و نمای سه بعدی درستی از دایناسور بدست میدهد که هرموقع که اراده کنیم زاویه های دیگر آنرا مشاهد میکنیم.
در واقعا تمام اجسامی که شما روی صفحه در یک بازی مدرن ۳ بعدی میبینید از همان راه ساخته شده اند. یک بازی درست مانند یک مدل سه بعدی بسیار بزرگ است که فقط کامپیوتر برروی قسمتی که لازم به نمایش دادن روی صفحه نمایش شماست عملیات انجام میدهد.
از آنجایی که کامپیوتر به ساخت یک نقطه ی دید راضی است مشکلی در تغییر دادن جزیی نقطه ی دید و ساخت یک نقطه ی دید دیگر پیدا نمیشود. از این به بعد تمام چیزی که شما نیاز دارید راهیست که تصویر درست را به چشم مربوطه منتقل کنید. همه ی این وظایف بر عهده ی یک نمایشگر کریستال مایع ، LCD(Liquid Crystal Display) میباشد .
این درست مثل کریستالی است که در بعضی از ساعتها وجود دارد و در بعضی مواقع روشن و بعضی مواقع تاریک میشوند؛ لنزهای ۳D PC Glasses هم میتوانند از شفاف به مات تبدیل شوند. به بیان دیگر ، عینکها میتوانند تصویری را که هرچشم روی تصویر میبیند کنترل کنند و با زمان بندی دقیق شما تصویر سه بعدی خارق العاده ای را روبروی خود میبینید.
هنگامیکه دید چپ آماده میشود چشم راست با عینک LCD مسدود شده و چیزی مشاهده نمیکند ، بهمین صورت وقتی که دید راست آماده میشود چشم چپ چیزی مشاهده نمیکند. البته این اتفاقات خیلی باسرعت عملی میشود ؛ همچنین که مغز نا خود آگاه دو تصویر با بهم ترکیب کرده و به یک دید برجسته تبدیل میکند. این همان اتفاقیست که وقتی ما یک فیلم را با یک پروژکتور قدیمی تماشا میکنیم و هنگام ترکیب شدن تصاویر لرزش ایجاد میشود.