Сейчас при анонсе практически каждой кинопремьеры мы видим на афише надпись «3D эффект». Это новшество получило широкое распространение в нашей стране совсем недавно. Однако технология буквально за пару лет снискала себе настоящую популярность среди посетителей кинотеатров.
Объемное изображение, ощущение присутствия и масса восторженных впечатлений – вот основные преимущества такого эффекта. Но что такое 3D по своей сути? Как же разработчики добились столь необычной подачи, казалось бы, плоской картинки? Не вредит ли такая технология человеческому глазу и мозгу? Давайте разберемся.
Само название 3D произошло от сокращенного понятия «three-dimensional» или же «трехмерный», если перевести на русский язык. Оно означает особенность восприятия окружающего мира посредством стереоскопического зрения. Так как каждый глаз человека передает в мозг свою картинку, то они будут несколько отличаться друг от друга. Это можно легко проверить, проведя небольшой эксперимент.
Закройте поочередно оба глаза, и вы сразу же заметите разницу. Ведь между ними имеется расстояние. Но мы не воспринимаем изображение двойственно, так как мозг в тысячные доли секунды преобразует полученную информацию в целиковую картинку. Вот вам и природная технология 3D.
Куда делись 3D телевизоры? / Как устроена 3D технология в кино
Чтобы посетители кинотеатра могли почувствовать на себе всю прелесть этой новинки, сам фильм должен быть снят по особому методу. Это делается посредством двух различных камер, которые расположены на небольшом расстоянии друг от друга, или же при помощи одной, но специальной.
Она имеет сразу две линзы, позволяющие запечатлеть все происходящее так же, как и мы видим это обоими глазами. Когда отснятый материал запускается на экран, то человек видит размытую, как бы двоящуюся картинку. Чтобы понять, что такое 3D, ему понадобятся специальные очки, которые соединят снятые кадры с разных камер в одно целостное изображение. При этом каждый глаз должен получать именно ту картинку, которая предназначена специально для него. В зависимости от того, как был снят фильм, сцена будет или уходить вглубь экрана, или выдвигаться непосредственно на зрителя.
Сейчас технология 3D проникает даже к нам в дома. Производители техники активно внедряют ее в свои девайсы, которые становятся адаптированными к передаче объемных изображений. Что такое 3D в домашних условиях? Это просмотр специально отснятых по данной технологии фильмов на полноценных телевизорах, стационарных компьютерах, планшетах или широкоэкранных смартфонах.
При этом создатели таких устройств нового поколения могут использовать совершенно разную методику усовершенствования девайсов. Чаще всего применяются анаглифические очки, которые знакомы всем, кто хотя бы однажды смотрел фильм формата 3D в кинотеатре. Одно их стекло имеет синий цвет, а второе – красный. Именно эта особенность позволяет разграничить изображения, предназначенные для разных глаз. С такими очками вы можете наслаждаться эффектом «присутствия», даже просматривая фильм на обычном телевизоре.
Если говорить о специальных экранах и мониторах, то не обойдется без технологии поляризации. В таком случае помимо особых очков вам понадобится и новый телевизор (или же монитор для компьютера). Вполне логично, что такое 3D обойдется вам гораздо дороже. Ведь широкоформатная техника с особыми экранами имеет достаточно высокую стоимость. Однако эта технология далеко не совершенна, в результате чего изображение может казаться не совсем четким или же расплываться краями.
Самым дорогим и качественным вариантом для дома считаются автостереоскопические дисплеи. Они не требуют дополнительных очков, так как самостоятельно преобразовывают изображение в объемное. Эффект от просмотра кино на таких устройствах будет просто ошеломительным.
Источник: fb.ru
Что такое технология 3D. Где используется и зачем нужно
Пользователи, которые только начинают свое знакомство с компьютером, нередко задаются вопросом о том, что такое и как реализовывается система 3D.
Это распространенная аббревиатура, которую в настоящее время можно встретить практически где угодно – от описаний гаджетов, программ и игр до процедур, предлагаемых в салонах красоты.
В данной статье рассказано, что имеется в виду под таким обозначение.
Содержание:
- Определение
- Другие сферы применения
- Фильмы
- Активное 3D
- Пассивное 3D
- Сравнительная характеристика технологий
- Графика
Определение
Как же расшифровывается 3D, что означает данное сокращение? D в данном контексте – это первая буква слова dimensions, которое означает «измерения».
Таким образом, аббревиатура 3D обозначает три измерения, именно этим сочетание может заменяться выражение трехмерная графика, а также объемное изображение.
Изначально данная аббревиатура стала употребляться именно относительно графики.
Такой способ изображения, по мере развития компьютерных технологий, пришел на смену привычному двухмерному построению картинки.
Особенно часто выражение «объемная графика» применяется к компьютерным играм, которые создают для пользователя, в большей или меньшей степени, эффект присутствия, позволяют реалистично обходить объекты, осматривать их с разных сторон.
Также данное выражение имеет широкое распространение, когда речь идет о фильмах и телевизорах. Некоторые фильмы в некоторых кинотеатрах могут быть показаны в системе Некоторые фильмы в некоторых кинотеатрах могут быть показаны в системе 3D, с эффектом присутствия, некоторые телевизоры оснащены такой функцией. Здесь имеет место несколько иная технология, чем в компьютерной графике – обе эти технологии будут подробно рассмотрены ниже.
Другие сферы применения
Такое определение используется не только в графике, оно также применимо и ко звуку, некоторым изделиям и т. п. Например:
- В домашних кинотеатрах реализуется система объемного 3D звука за счет кругового расположения динамиков;
- Также иногда говорят о 3D-книгах (так называемых, «раскладушках» для детей);
- 3D-маникюр (когда на ногте создается объемный узор);
- 3D-принтеры – устройства, способные печатать из пластика объемные фигуры по компьютерной модели и т. д.
По сути, такое обозначение может применяться практически ко всему, что традиционно является плоским – двухмерным, но с появлением новой технологии может выполняться, как трехмерное.
В любом словосочетании данная аббревиатура означает «объемное».
Полезная информация:
Обратите внимание на программу Cinema 4D. программное обеспечение от разработчика коммерческого ПО Maxon, предназначенное для создания и обработки объектов трехмерной графики.
Фильмы
Раньше увидеть так называемые стереофильмы или фильмы с объемным изображением можно было только в кинотеатрах, да и то не во всех. А кроме того, не со всеми фильмами это было возможно.
Сейчас же эта технология стала настолько распространена, что реализовывается даже в домашних телевизорах, и теперь у зрителя есть возможность смотреть фильмы с объемным изображением в домашних условиях.
Существует две технологии, с помощью которых можно добиться эффекта присутствия. Они имеют различные технические особенности, но дают более или менее схожий результат, то есть, объемную картинку высокого качества. Это технологии активного и пассивного построения изображения, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.
Активное 3D
Эта технология «присутствия» может реализоваться в домашнем телевидением, она достаточно сложна и будет работать только с использованием специальных затворных очков.
Реализуется она путем динамичной смены различных картинок.
Когда очки надеты на зрителя, он в один момент может видеть изображение только одним глазом, затем – только вторым (используются специальные затемнители в очках).
Но за счет того, что картинки и затемнители меняются очень быстро, зритель этого мигания не замечает.
Реализация этого достаточно сложная – нужны не только очки, но и телевизор, поддерживающий такую систему построения изображения.
При этом, важно, чтобы очки точно синхронизировались с телевизором (чаще всего – по блютуз), а если этого не происходит, то качество картинки будет очень низким.
Интересной особенностью технологии является то, что мигание и затемнение линз приводит к общему субъективному затемнению картинки в очках, потому изображения в таких фильмах делается немного более ярким.
Его можно, но не слишком приятно смотреть без очков.
Пассивное 3D
Это иная технология, которая допускает использование совсем простых поляризационных очков, которые известны всем и имеют синюю и красную линзы.
Именно таким методом реализуется объемное изображение в большинстве кинотеатров, так как такие очки дешевые, их стоимость в случае утери или порчи можно заложить в стоимость билета.
Конечно, для реализации такого эффекта в домашних условиях тоже требуется телевизор, способный работать по данной схеме.
Важно! Отдельно покупать очки, обычно, не требуется. Телевизоры с соответствующей технологией комплектуются сразу несколькими такими очками из-за их низкой стоимости.
Здесь основная нагрузка приходится не на очки, а на телевизор. Его экран оборудован особым фильтром, который построчно делит изображение на две части – синюю и красную.
Сняв очки, вы можете заметить, что картинка немного раздваивается, сильнее в центре, менее заметно у вертикальных границ экрана – это результат работы фильтра, о котором идет речь.
Каждый глаз при такой системе видит только ту картинку, которая предназначена ему – только четные или только нечетные строки.
При этом строки, предназначенные для другого глаза, перекрываются фильтром цветной линзы очков. Таким образом строится объемное изображение.
Сравнительная характеристика технологий
В настоящее время производители техники не пришли к однозначному мнению о том, какая из двух технологий оптимальнее и лучше отвечает потребностям потребителя, потому одинаково активно реализуются устройства обоих типов.
Хотя спрос на пассивное объемное изображение выше за счет более дешевой стоимости оборудования при не слишком сниженном качестве изображения.
В таблице ниже приведены преимущества и недостатки обеих технологий для сравнения.
| Очки стоят достаточно дорого, как и телевизор с такой технологией | В целом технология получается дешевле, чем при активном построении объемного изображения |
| Не всегда удобно смотреть телевизор в очках | |
| Может не подходить некоторым людям, страдающим мигренью | |
| Нужно следить за зарядом очков, так как они имеют собственный блок питания | Чаще всего очков много в комплекте, они дешевые, выполняют лишь механическую функцию фильтра |
| Высокое качество изображения | Чуть более низкое качество изображения |
| Высокая нагрузка на глаза | Полная безопасность для глаз по мнению специалистов, или нагрузка достаточно низкая |
| Мигание и смена картинки отнимает, пусть и минимально, время – в динамичных сценах это может быть достаточно сильно заметно | Высокое качество картинки дают только телевизоры, которые стоят достаточно дорого |
| Даже несмотря на попытки производителей оптимизировать яркость, фильмы все равно будут немного темнее, чем в оригинале | Нельзя смотреть кино на близком расстоянии – минимальное расстояние от экрана до зрителя для построения качественной картинки – 3 м. |
Вне зависимости от технологии, важное значение имеет качество цветопередачи – если оно низкое, то оцени качество объемного видео все равно не получится.
Также большое значение, особенно при активном построении картинки имеет частота обновления экрана.
Все эти факторы существенно влияют на цену оборудования, часто настолько, что ценовая граница между устройствами с пассивной и активной технологией почти полностью стирается.
Совет. Нужно учесть, что фильм тоже должен быть обработан для воспроизведения в объемном формате. Хотя количество такого контента постепенно растет, в настоящее время его все еще немного. Особенно такого, который выполнен действительно качественно.
Графика
Объемная графика в играх имеет несколько иное значение. Здесь имеется в виду возможность передвижения в более или менее реалистичной локации.
Существенным отличием является, например, возможность осматривать здания, сооружения и предметы с разных сторон постепенно, тогда как в играх с двухмерной графикой при повороте, например, за здание, одна картинка резко сменялась другой.
Здесь речь не идет об эффекте присутствия – речь только о красивой картинке, создающей ощущения реалистичной игры. Так как это просто картинка, никаких очков здесь не требуется, так как технически такие игры реализуются иначе. Картинка строится на основании объемных компьютерных моделей всех объектов, которые есть в игре, а также локаций.
При этом,при «движении» игрока по локации, картинки динамично сменяют одна другую, создавая соответствующий эффект.
Важное значение здесь имеет высокая частота обновления экрана – если она будет низкая, картинка будет зависать, изображение «прыгать» и т. п.
По сравнению с традиционными двухмерными играми, трехмерные оказывают достаточно большую нагрузку на аппаратные ресурсы оборудования.
Кроме того, при игре в режиме онлайн очень важна высокая скорость интернета и высокое качество соединения.
Трехмерное изображение в играх гораздо более распространено, чем в фильмах, что связано с тем, что такая технология начала широко внедряться гораздо раньше.
По сути, именно с ее появлением и появилось само понятие трехмерной графики. яндекс
Кроме того, такая технология не только проще в технической реализации, но и дешевле, так как не требует дополнительного оборудования.
Источник: geek-nose.com
3D-печать. Чем мы дышим?
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Здравствуйте, уважаемые. В этой статье я постараюсь рассказать вам о том, что и в каких количествах может выделяться из пластиков в процессе FDM 3D-печати. Вопрос будет рассматриваться не со стороны глобального загрязнения окружающей среды, а со стороны возможного загрязнения комнаты или мастерской, в которой непосредственно работает FDM 3D-принтер.
1 Что и в каких количествах выделяется из пластиков?
2 В какие моменты времени выделение взвешенных частиц максимально?
3 Влияние параметров печати
4 Методы борьбы с выделением взвешенных частиц и летучих органических соединений
Сразу скажу, что все данные опять по зарубежным пластикам. В комментариях вы мне пишете, что было бы интересно почитать про наши материалы, а не про заграничные. Да, согласен, возможно, те выводы, которые делаются из моих работ могут быть не применимы к «нашим» пластикам. Но в защиту отмечу, что, во-первых: условный забугорный ABS не должен кардинально отличаться от «нашего» ABS.
Во-вторых: наши крупные производители заявляют, что сырье закупают у европейских фирм. В связи с этим считаю, что озвучиваемые данные должны быть актуальными и для отечественных филаментов.
1 Что и в каких количествах выделяется из пластиков?
Во время работы 3D-принтера из любого пластика выделяются два вида загрязнителей воздуха. Во-первых, это ультра- и тонкодисперсные (или взвешенные) частицы, размер которых колеблется от нескольких нанометров до нескольких микрометров. Во-вторых это летучие органических соединения.
По сути, первая группа — это микро пыль, состоящая из фрагментов пластика, а также фрагментов наполнителей. В работе [1] проведен анализ выделения взвешенных частиц из различных пластиков во время печати цилиндрического образца длительностью 60 минут. Анализировались пластики PLA, PVA, ABS, PC, ASA, нейлон. Анализ результатов показал интересную закономерность интенсивности выделения взвешенных частиц в процессе работы 3D-принтера. Посмотрите на этот график:
Ноль – это начало печати. Отчетливо видно, что именно в самом начале печати происходит резкий рост концентрации взвешенных частиц, затем концентрация плавно снижается. Исследователи объясняют начальный пик периодом нагрева сопла до рабочей температуры.
В этот момент пластик, который неподвижно находится внутри сопла, подвергается длительному нагреву и, следовательно, термической деструкции. Из графиков можно видеть, что такая картина характерна абсолютно для всех пластиков. В подтверждение этому исследователи из работы [2] приходят к аналогичным выводам.
А теперь рассмотрим каждый пластик в отдельности. Думаю, вам интереснее всего будет узнать какие пластики являются лидерами по количеству выделяемых частиц. Первое место занял ASA, затем расположились нейлон, PC и ABS соответственно. Самыми экологичными оказались PLA и PVA.
Вот как выглядит распределение выделяющихся частиц по размеру во время печати образца для лидеров по загрязнению:
А вот так выглядят графики для PLA различных фирм и PVA:
Разница в графиках очевидна. Обратите внимание, что для PLA и PVA характерен выброс частиц в самом начале печати, а затем, через некоторое время, выделение частиц почти прекращается.
Вот результаты замеров, сделанные авторами другого исследования [3]:
На этом графике снизу подписаны фирмы производители и вид пластика, а по вертикальной оси отмерена интенсивность выделения взвешенных частиц. Опять в лидерах по загрязнению оказываются ABS, PC. Дополнительно в этом исследовании к ним присоединились HIPS и нейлон. Самым экологичным опять оказался PLA.
Если говорить об армированных угле- или стекловолокном пластиках, то они практически не исследованы. В одной из работ [4], на ряду с другими пластиками, я смог найти это:
Красным подчеркнут PETG с добавлением 8 – 12 % стекловолокна. Как видим такой пластик является лидером по выделению крупных частиц. Еще раз скажу, что это единственный результат, который я смог найти, поэтому серьезных выводов здесь не сделать, но все равно я решил его добавить в публикацию.
Теперь перейдем к выделению летучих органических соединений. Если говорить коротко, то при печати почти любым филаментом выделяются десятки различных соединений. Вот, к примеру таблица из работы [4]:
В таблице сверху подписаны пластики. В первом столбце приведены названия химических соединений. Если для какого-то соединения отсутствует цифра, это означает, что оно не зафиксировано прибором во время печати конкретным пластиком. Анализируя таблицу видим, что пластики ASA и ABS опять становятся лидерами антирейтинга (ULTRAT это ABS с добавлением 3% поликарбоната). Самым экологичным становится PETG (GLASS Transparent это тоже PETG, но с добавлением стекловолокна).
Теперь обратимся к результатам исследований из другой работы [3], в которой исследуется немного другой набор пластиков:
На этом рисунке представлены две гистограммы. На левой гистограмме показаны пластики с максимальной интенсивностью выделения летучих органических соединений до 40 микрограмм в минуту, а на правой – с интенсивностью больше 40 микрограмм в минуту. В названии каждого столбца указан принтер, на котором печатали и материал.
Самыми экологичными оказываются поликарбонат и TGlase (PETT пластик). Чуть хуже смотрится PLA. А хуже всех по количеству выбросов оказался нейлон. Интересно отметить, что для ABS пластиков величина выбросов сильно зависит от 3D-принтера, на котором печатают, и может отличаться аж в пять раз.
Обратите внимание на поликарбонат. Если по выделению взвешенных частиц он один из самых загрязняющих, то по выделению летучих органических соединений самый экологичный.
2 В какие моменты времени выделение взвешенных частиц максимально?
Посмотрим на два графика из работы [5]:
На левом графике показана концентрация взвешенных частиц внутри 3D-принтера MakerBot, а на правом концентрация взвешенных частиц в комнате, в которой стоит 3D-принтер. Два пика на графиках означают две последовательно напечатанные детали. Опять видим, что резкий рост числа взвешенных частиц происходит в самом начале печати детали.
А вот еще один график из другой работы [2]:
Здесь показаны три графика изменения концентрации взвешенных частиц при печати ABS пластиком. В соответствии с легендой графики различаются температурой сопла. Как и из предыдущей работы, здесь также можно видеть, что после нагрева в момент начала печати происходит рост концентрации взвешенных частиц. Из этих графиков виден еще один интересный момент.
3 Влияние параметров печати
Эти три графика показывают, что с ростом температуры сопла растет концентрация взвешенных частиц. При этом разница между графиками существенная. Другие научные работы [4] подтверждают это:
На этом графике показана зависимость концентрации взвешенных частиц от температуры сопла для пластика ABS. Видно, что при температуре сопла выше 250 градусов происходит резкий рост количества выбрасываемых частиц.
Интересно отметить влияние скорости печати на концентрацию взвешенных частиц. Вот график из работы [2]:
Эти графики показывают зависимость концентрации взвешенных частиц при печати ABS пластиком на разных скоростях печати. Сравнивалась печать на скоростях 30 мм/с (FR30 на графике), 60 мм/с (FR60) и 90 мм/с (FR90). Интересно отметить, что максимальные концентрации наблюдаются на средней скорости печати. При этом минимальная концентрация наблюдается для скорости 90 мм/с.
4 Методы борьбы с выделением взвешенных частиц и летучих органических соединений
4.1 Проведенные исследования показывают, что уменьшение температуры сопла способствует уменьшению количества выделяемых взвешенных частиц. Поэтому не повышайте температуру сопла без необходимости.
4.2 Увеличение скорости печати приводит к снижению концентрации взвешенных частиц. А еще положительный эффект увеличения скорости печати заключается в сокращении времени печати, что ведет к уменьшению времени, в течение которого выделяются взвешенные частицы.
4.3 Фильтрация. HEPA фильтры эффективны практически для всех размеров взвешенных частиц, но чтобы от него была польза нужен 3D-принтер с закрытой камерой. К тому же HEPA фильтры вообще не улавливают летучие органические соединения, которые, как выяснилось, в изобилии выделяются из некоторых пластиков. Против них нужны угольные фильтры.
4.4 Проветривание или вентиляция. Считаю это наиболее эффективным способом для большинства обычных FDM 3D-принтеров, используемых дома и в мастерских. Вот картинки из работы [5], показывающие распределение концентрации взвешенных частиц в комнате с 3D-принтером:
В комнате с хорошей вентиляцией концентрация частиц ниже на порядок и на расстоянии больше метра от принтера лишь чуть-чуть превышает фоновый уровень.
4.5 Оптимизация работы принтера. В пунктах 4.1 и 4.2 я уже коснулся режимов печати, но авторы научной работы [2] пошли дальше и предложили интересный способ снижения количества выделяющихся взвешенных частиц. Суть его заключается в том, что мы сначала разогреваем пустое сопло до рабочей температуры, затем загружаем филамент и сразу начинаем печатать. После завершения печати извлекаем филамент. Вот графики из работы [2], показывающие результат таких манипуляций:
Оба графика показывают выделение взвешенных частиц при печати ABS пластиком с температурой сопла 240°С и скоростью 60 мм/с. Верхний график это печать без загрузки/выгрузки филамента.
В качестве выводов, во-первых, отмечу, что такие пластики как ASA, ABS и нейлон являются лидерами по количеству выделяющихся частиц и летучих органических соединений. Середнячками по выделению являются поликарбонат и HIPS. Самыми экологичными и по взвешенным частицам, и по летучим органическим соединениям являются PLA и PETG.
Во-вторых, печатайте в помещениях с хорошей вентиляцией или проветривайте комнату при печати. Старайтесь не завышать температуру сопла без необходимости.
Возможно, вы обратили внимание на то, что я ни слова не сказал о том на сколько это все вредно. Дело в том, что оценка вредности всего этого потребовала довольно много времени. Получить однозначные ответы я пока не смог. Сейчас только скажу, что скорее это все вредно, особенно при регулярном контакте. Поэтому в этой статье я сознательно не стал касаться темы вредности.
Надеюсь, что я смогу разобраться с этим вопросом до конца и тогда опубликую все результаты.
На этом пока все.
1. Chýlek, R., Kudela, L., Pospíšil, J., Šnajdárek, L. (2019). Fine particle emission during fused deposition modelling and thermogravimetric analysis for various filaments. Journal of Cleaner Production, 117790. doi:10.1016/j.jclepro.2019.117790
2. Deng, Y., Cao, S.-J., Chen, A., Guo, Y. (2016). The impact of manufacturing parameters on submicron particle emissions from a desktop 3D printer in the perspective of emission reduction. Building and Environment, 104, 311–319. doi:10.1016/j.buildenv.2016.05.02
3. Azimi, P., Zhao, D., Pouzet, C., Crain, N. E., Stephens, B. (2016). Emissions of Ultrafine Particles and Volatile Organic Compounds from Commercially Available Desktop Three-Dimensional Printers with Multiple Filaments. Environmental Science https://3dtoday.ru/blogs/sergey-engineer/3d-pecat-cem-my-dysim» target=»_blank»]3dtoday.ru[/mask_link]