Секрет 3D

• 13 апреля 2012

Конкурс «Детский исследовательский проект - 2012»

Номинация «Первые шаги в науке»

Мотивом для моей работы послужило то, что в настоящее время всё больше становится фильмов с использованием 3D – технологий.  Мне нравится смотреть такие фильмы, но глядя на экран, я никак не мог понять, как получается объемное изображение. Почему одновременно одни предметы мы видим близко, а другие – далеко?

Цель моего исследования:  узнать, как получается объемное изображение, в чём состоит секрет 3D.

Задачи исследования:

1. Найти информацию в глобальной компьютерной сети Интернет.
2. Выяснить, при помощи чего получается объёмное изображение.
3. Провести эксперименты по ощущению человеком трехмерности видимых объектов.
4. Изготовить самостоятельно 3D – очки.

Гипотеза: предположим, что используя 3D – очки мы всегда будем видеть объёмное изображение.

Методы, используемые в работе: поиск и подбор информации в Интернете, беседа с учителями физики, эксперимент.

Основные этапы работы:

I этап – теоретический.

Изучая материал по данной проблеме, я выяснил, что самый старинный метод создания стереоиллюзии – это «анаглифическое кодирование». Как правило, это два чёрно-белых или цветных кадра стереопары, наложенные друг на друга: в одном преобладают красные тона, в другом – сине-зелёные или синие. Цветные фильтры в очках блокируют соответствующую часть картинки так, что каждый глаз видит только то, что  «предназначается» только ему. Для получения эффекта необходимо использовать специальные (анаглифические) очки, в которых вместо стёкол вставлены специальные светофильтры, как правило, для левого глаза – красный, для правого – голубой или синий. Стереоизображение представляет собой комбинацию изображений стереопары, в которой в красном канале изображена картина для левого глаза, a в синем (или сине-зелёном) – для правого. То есть каждый глаз воспринимает изображение, окрашенное в противоположный цвет.

II этап – экспериментальный.

• Эксперимент № 1.

Проведём эксперимент. Через анаглифные стереоочки, посмотрим на цветные объемные фотографии. Предметы представляются нам объёмными, в отличие от объектов, нарисованных на бумаге. Обычная картинка в книге, журнале или на экране монитора остаётся плоской. Почему это происходит?

Происходит это потому, что картинка на бумаге видится правым и левым глазом одинаково, и мы видим плоское изображение без рельефа, выпуклостей и впадин. Когда мы смотрим на картинку стереопары, используя очки, полученное изображение отфильтровывается через них, а дальше информация поступает в мозг, и он сам создает ощущение трёхмерности видимых предметов.

• Эксперимент № 2.

Чтобы посмотреть, как работают светофильтры, можно провести ещё один небольшой эксперимент. Для этого нам понадобится тест для правильного подбора 3D – очков  и сами очки. Если у вас нет стереоочков, то их можно изготовить самим.

Способ изготовления стереоочков.

1. Найти прозрачные синюю и красную пленку, (если не найдёте цветные плёнки, можно воспользоваться красным и синим маркерами).
2. Вырезать круги или овалы.
3. Вклеить их в оправу, изготовленную из плотного картона.

В эксперименте № 2 были использованы два вида 3D – очков: красно-бирюзовые и красно-синие. Если посмотреть на картинку через красно-бирюзовые очки, то каждый глаз видит только своё изображение, отличающееся от изображения для другого глаза. Через красное стекло не видно красного рисунка, через бирюзовое – бирюзового. Затем эту же картинку посмотрим через красно-синие очки – эффект 3D частично пропал. Это происходит из-за того, что цвета в анаглифической картинке и светофильтрах отличаются друг от друга. В красно-синих анаглифных очках не получается увидеть полную объёмность картинки, характерной для просмотра в красно-бирюзовых очках.

III этап – заключительный

В результате своего исследования сделал следующие выводы:

1. Трёхмерное изображение получается тогда, когда каждый глаз видит соответствующую именно ему картинку. Благодаря работе нашего мозга две различные, но созданные по особым правилам картинки, соединяются в объемное изображение.
2. В 3D – очках специальные светофильтры, каждый из которых пропускает только лучи, противоположного цвета. В итоге, каждый глаз получает свою картинку, и мы видим объёмное изображение.
3. Чтобы ощутить эффект 3D, необходимо правильно подбирать анаглифические очки. Цвета на стереокартинке должны совпадать с цветом светофильтров. 
4. В результате моего исследования выдвинутая гипотеза не подтвердилась – мы не всегда можем видеть объёмные изображения через 3D – (анаглифические) очки.

В своей работе я раскрыл лишь один из секретов 3D – это просмотр стереоизображений при помощи анаглифических очков. В будущем хочу узнать, как создаются 3D – рисунки, и научиться рисовать их самому.

Приложение 1: Полный текст работы.

Приложение 2: Презентация

Автор: Летин Евгений, 10 лет, ученик 4 класса МБОУ СОШ № 3 , г. Алатырь, республика Чувашия. Руководитель: Самойлова Наталья Викторовна, учитель начальных классов, I квалификационной категории МБОУ СОШ № 3, г. Алатырь, республика Чувашия. Стаж работы 13 лет.