النظارات الثلاثية الأبعاد 3D Glasses

--------------------------------------------------------------------------------

تطورت التكنولوجيا الثلاثية الأبعاد بشكل كبير, فقد اكتشف العلماء المزيد عن طريقة عمل العين, و تم انتاج العديد من المكونات المتطورة الخاصة بتوليد رسوميات رائعة.
معظم مستخدمي الحاسب معتادون على الألعاب الثلاثية الأبعاد. وفي هذه الأيام, يستمتع هواة الألعاب برسوميات معقدة في بيئة ثلاثية الأبعاد مزودة بمحاكاة معقدة للظواهر الفيزيائية الواقعية (كالبرق مثلا). ولكن المشكلة كانت تكمن في شاشات العرض, حيث أن اللعبة قد تكون ثلاثية الأبعاد بحيث يستطيع اللاعب أن ينظر أينما يريد بحرية تامة, لكن في النهاية فإن الصورة يتم عرضها على شاشة مسطحة.
و هنا جاءت النظارات الثلاثية الأبعاد التي تم تصميمها لكي تقنع دماغك بأن الشاشة تقوم بعرض عناصر حقيقية ثلاثية الأبعاد. ولكي نفهم كيف يتم ذلك, يجب علينا أن نفهم طبيعة العمل الذي يقوم به دماغنا عندما تصل
إليه المعلومات من العين. وعندما نعرف ذلك نكون قادرين على فهم طريقة عمل النظارات الثلاثية الأبعاد.

الرؤية الثلاثية الأبعاد:
البشر كغيرهم من المخلوقات يملكون عينان, تغلقان مع بعضهما و تقعان جنبا إلى جنب. وهذا التوضع يعني أن كل عين تقوم بالنظر إلى نفس المنطقة بزاوية مختلفة تماما عن العين الأخرى. وتستطيع التحقق من ذلك بالنظر إلى جسم بعيد نوعا ما بكل عين على حدة, حيث بإمكانك أن ترى كيف يتغير موضع الجسم.
يقوم الدماغ باستقبال المعلومات من كل عين ومن ثم يدمجها في صورة واحدة, ويفسر الاختلاف البسيط بين الصورتين على أنه عمق للجسم. وهذا يولد صورة ثلاثية الأبعاد (ارتفاع و عرض و عمق).



إن الإدراك الحسي لعمق الجسم هو الذي يولد الرؤية الثلاثية الأبعاد أو الرؤية المجسمة. فبالرؤية المجسمة, نستطيع رؤية مواضع الأشياء المحيطة بنا بالنسبة لأجسامنا. كما أننا نستطيع التعرف على الأجسام التي تقترب منا أو تبتعد عنا, و إن موضع أعيننا يسمح لنا برؤية محيط الأجسام بشكل جزئي بحيث لا نحتاج لتحريك رؤوسنا. وبالتأكيد, فإن الرؤية المجسمة هي أمر حيوي ظاهريا للأنشطة البسيطة كالرمي أو مسك الكرة و قذفها أو قيادة السيارة, أو حتى إدخال الخيط في الإبرة. إن ذلك لا يعني أن هذه الأعمال لا يمكن أن تتم إلا بالرؤية المجسمة, لكن القصور في الإدراك الحسي للعمق يمكن أن يجعل هذه الأنشطة معقدة أكثر.

وجهة نظر مختلفة:
إن المفتاح للرؤية المجسمة هو العمق, ويقوم دماغنا بهذه المهمة بشرط أن تقوم أعيننا بتزويده بالمعلومات الصحيحة أولا. وهذا بالضبط هو الشيء الذي تقوم به النظارات الحمراء والزرقاء هذه, حيث أن كل لون يقوم بترشيح جزء من الصورة معطيا كل عين مشهدا مختلفا تماما. يقوم الدماغ بدمج الصورتين مع بعضهما و تتحول هذه الصور ذات الغشاوة الزرقاء و الحمراء إلى مشهد رائع ثلاثي الأبعاد.



صور العين السحرية (Magic Eye Pictures) أو ما يسمى بـ (Stereograms) تستخدم نماذج عشوائية ظاهريا من النقاط لكنها تعتمد على الشخص الذي ينظر إليها كي يقوم بصلب (حَوْل) عينيه بالطريقة الصحيحة, أو بالتحديق في الصورة حتى تقوم العين بالتقاط الجزء الصحيح و تسمح للدماغ بتحليل المعلومات المخفية للعمق.
كلا الطريقتين لهما مساوئهما, بالطبع تجعل النظارات الحمراء و الزرقاء من الصعب عرض اللون في الصورة الثلاثية الأبعاد, و عرض الـ Stereograms هو فن بحد ذاته. كلا الطريقتين غير ملائمتين تماما للألعاب.
ومع ذلك, فإن القاعدة الأساسية هي نفسها تقريبا و هي خلق هذين المشهدين المختلفين و التحكم بهما. لكن كم هي سهلة عملية خلق هذه الصور المنفصلة, صورة لكل عين؟
الجواب كله موجود في عملية تصميم الألعاب. ليس منذ وقت بعيد,كانت الصور التي نشاهدها على شاشة الكمبيوتر مرسومة بعناية بواسطة الكمبيوتر. فإذا أردت وضع ديناصور في اللعبة يجب عليك أن ترسم كل صورة و كل مشهد لهذا الديناصور.
أما في هذه الأيام, يقوم المصممون بتصميم هذا الديناصور في بيئة ثلاثية الأبعاد بواسطة حزمة خاصة من البرامج. وعندما ينتهي ذلك, لن يكونوا قلقين بالنسبة للمشاهد المختلفة, حيث أن الكمبيوتر يملك نموذجا ثلاثي الأبعاد للديناصور في الذاكرة, واللعبة ببساطة تستنتج أين يقوم المستخدم بالتوجه و من ثم ترسم المشهد الصحيح للديناصور باستخدام النموذج الثلاثي الأبعاد. في الحقيقة, كل ما تشاهده على شاشة الكمبيوتر في اللعبة الثلاثية الأبعاد يتم توليده بالطريقة نفسها. إن اللعبة هي عبارة عن نموذج ضخم ثلاثي الأبعاد, و الكمبيوتر يستنتج ما الذي يجب عرضه على الشاشة ثم يولد المشهد المناسب.
وبما أن الكمبيوتر يقوم بتوليد مشهد واحد, لسيت هناك مشكلة بإزاحة هذا المشهد قليلا و توليد مشهد جديد مختلف نوعا ما عن سابقه, ولا يبقى سوى ارسال الصورة المناسبة للعين المناسبة.

التزامن:
تماما كما تقوم شاشات الكريستال السائل بالتحول من الوضع الشفاف إلى اللون الأسود(عند إطفائها), فإن عدسات النظارات الثلاثية الأبعاد تصبح شفافة أيضا. بكلمات أخرى, تستطيع النظارات أن تتحكم بالصورة التي تراها كل عين على الشاشة. وهذه هي الطريقة التي يتم فيها ذلك:

1) يقوم الكمبيوتر بتحضير الصورة و عرضها.



يتم توليد صورتين تمثل كل صورة منهما صورة المشهد المرئي بواسطة كل عين.

2) كلا المشهدين يتم عرضهما على الشاشة بتسلسل سريع:



بينما يتم عرض المشهد الخاص بالعين اليسرى, يتم حجب العين اليمنى بواسطة العدسات.
وبشكل مشابه, عند عرض المشهد الخاص بالعين اليمنى, تحجب العين اليسرى.



كل ذلك يحدث بشكل سريع جدا بحيث أن الدماغ لا يدرك تماما الصورتين فيدمجهما معا لتشكيل مشهد ثلاثي الأبعاد. وهذا نفس الشيء الذي يحدث عندما نشاهد فيلم بواسطة أداة العرض القديمة, حيث يتم عرض سلسلة من الصور الثابتة على الشاشة يتم دمجها لتشكل الفيلم.

لمحة عن تاريخ النظارات الثلاثية الأبعاد:
لقد رأينا أنه بالرغم من الأشياء العقدة التي تحدث خلف المشاهد التي نراها, فإننا باستخدام المعدات الصحيحة نستطيع فقط أن نجلس أمام الكمبيوتر و نترك ما تبقى الأعبننا. بالتأكيد, لم تكن دائما التكنولوجيا بتلك البساطة, حيث أن هناك في الحقيقة أربع أجيال تقودنا إلى النظارات الثلاثية الأبعاد الحالية.
الجيل الأول قام بتعديل الألعاب نفسها لتلائم المشاهد الثلاثية الأبعاد, حيث أن مصممي الألعاب كان عليهم توفير الدعم لكل نوع من النظارات بشكل خاص. فليش هناك أي شيء يضمن أن النظارات التي قمت بشرائها ستعمل مع لعبتك المفضلة. وكما هو واضح فإن هذا الوضع لا يلائم جميع الناس, وبالتالي تم إيجاد حل جديد لذلك.
وظهر بعد ذلك جيلين آخرين من هذه النظارات لكنها لم تحقق رغبات المستخدمين. وتم التوصل في النهاية إلى الجيل الرابع و الحالي من النظارات الثلاثية الأبعاد.