Tivi 3D

Từ phim 3D đến TV 3D

Kỳ trước (Vật lý & Tuổi trẻ số 4/2010) ta đã biết nguyên lý của phim 3D chiếu ở rạp như là phim Avatar hay phim Aliceđến xứ sở thần tiên. Trên màn ảnh 3D của vật người ta đồng thời chiếu hai ảnh của vật ứng với hai góc nhìn khác nhau tương ứng với góc nhìn của mắt phải và mắt trái. Nhờ đeo kính đặc biệt (thông thường là kính có một mắt kính đỏ, một mắt kính lục lam) để mỗi mắt chỉ nhìn thấy một ảnh. Nhờ vậy ở hai võng mạc của hai mắt hiện lên hai ảnh của một vật nhưng với góc nhìn khác nhau tương tự như khi hai mắt nhìn vật thật. Bộ não xử lý cho ta thấy được cả ba chiều như khi nhìn vật liệu.

Xem phim 3D chiếu ở rạp quả nhiên là rất thú vị nhưng nhiều trường hợp không thuận tiện: phải đến rạp, phải phụ thuộc vào giờ giấc chiếu phim v.v…

Có cách nào tạo ra ảnh 3D trên màn hình TV hay không?

Thực sự thì đã có bán TV 3D trên thị trường và đã có nhiều cách để xem phim 3D tại nhà, trên màn ảnh nhỏ. Hãy đọc một mẩu bản tin gần đây để biết thời sự về TV 3D.

Với tham vọng cách mạng hóa thưởng thức phim ảnh tại nhà, Samsung sẽ mở rộng liên minh chiến lược với Hãng hoạt hình Mỹ DreamWorks Animation (đã làm các phim Shrek, Kung fu panda và những bộ phim được ưa thích khác) để khai thác nội dung phim 3D.

3D tăng chậm trên toàn cầu một phần vì thiếu chương trình, phải đòi hỏi đeo loại kính đặc biệt và giá TV 3D cao. Bên cạnh TV đắt tiền hơn, một gia đình bốn người cũng tốn khoảng 600 USD tiền kính. Họ cần thêm đầu Blue-ray 3D và một số phương tiện hỗ trợ khác.

Tuy nhiên, sự ra đời của phim Bom tấn Avatar đã thu hút trở lại sự quan tâm của mọi người.

Năm nay, Samsung hy vọng bán khoảng 2 triệu TV 3D trên thị trường thế giới, với giá từ 2.000USD cho loại 40 inch và 7.000USD cho loại LED C9000 55 inch. Đối thủ của Samsung, Hãng Sony của Nhật Bản cho biết sẽ bắt đầu bán TV 3D vào tháng 6/2010, với giá 3.535 US D cho loại 46 inch. HãngPanasonic cũng sẽ sớm ra mắt công nghệ 3D.

Vậy để có được TV 3D về kỹ thuật vật lý phải giải quyết những vấn đề gì? Cũng như phim 3D chiếu ở rạp, về nguyên tắc muốn nhìn vào màn hình của TV thấy được hình ảnh 3D cần phải đảm bảo hai yêu cầu:

Một là trên màn hình của TV làm thế nào để hiện lên được hai ảnh của vật với hai góc nhìn khác nhau tương ứng với góc nhìn của mắt phải và góc nhìn của mắt trái.

Hai là làm thế nào để mỗi mắt chỉ nhìn thấy được ảnh ứng với góc nhìn tương ứng.

Một số giải pháp cụ thể đảm bảo được hai yêu cầu trên để có được ảnh 3D là:

1. Cách dùng kính đeo mắt thụ động (Passive glasses)

Thí dụ kính một mắt đỏ, một mắt lục lam (cyan). Đây là cách tương đối dễ thực hiện, phổ biến nhất. Người ta dùng bộ xử lý để điều khiển sao cho trên màn hình đồng thời hiện ra hai ảnh của một vật, một ảnh màu đỏ ứng với góc nhìn vật của mắt trái và một ảnh màu lục ứng với góc nhìn vật của mắt phải.

Màu lục lam (cyan) là màu bù của màu đỏ, vì ba màu đỏ, lục, lam cộng lại là màu trắng vậy trắng trừ đỏ bằng lục cộng lam tức là lục lam. Màu sắc của một điểm ảnh có thể phân tích ra thành ba màu cơ bản đỏ lục lam (RGB), nhưng cũng có thể phân tích ra thành hai màu, một màu cơ bản thí dụ đỏ và một màu bù với màu đỏ tức là màu lục lam (cyan).

Nếu không đeo kính đặc biệt, nhìn vào màn hình của tivi mắt nào cũng nhìn thấy cả hai ảnh, hơi nhòa một tí vì hơi lệch nhau màu sắc như thật vì ứng với mỗi điểm ảnh, não nhận được tín hiệu ứng với cả ba màu (đỏ, lục, lam).

Khi đeo kính đặc biệt, mắt có kính màu đỏ chỉ thấy ảnh màu đỏ, mắt có kính màu lục lam chỉ thấy ảnh màu lục lam. Hai ảnh hiện lên hai võng mạc của hai mắt vừa có màu sắc khác nhau. Não vừa phân tích thông tin ứng với hai góc nhìn khác nhau để cho biết độ sâu (3D), vừa tổng hợp hai màu đỏ và lục lam cộng lại để cho biết màu sắc thực sự.

Để làm việc này màn hình của tivi phải có độ phân giải cao, thường phải là màn hình LCD, tốt nhất là màn hình plasma hoặc màn hình LED. Nếu là truyền hình phải có chương trình đặc biệt cho 3D. Nhưng phổ biến nhất hiện nay là phim 3D ghi ở đĩa DVD.

Có thể dùng hiện tượng phân cực để đồng thời tạo ra hai ảnh phân cực khác nhau trên màn hình và dùng kính đặc biệt là kính có hai mắt phân cực vuông góc với nhau để nhìn phân biệt hình ảnh. Về màu sắc cách này cho màu sắc trung thành hơn nhưng để có hai ảnh phân cực khác nhau phải dán rất nhiều ô liti có các tấm phân cực vuông góc nhau lên trên màn hình TV. Kỹ thuật phức tạp nên còn ít được dùng.

2. Cách dùng kính đeo mắt hoạt động (active glasses)

Theo cách này người ta cũng dùng bộ xử lý để cho hiện lên màn hình của TV hai ảnh của vật ứng với hai góc nhìn khác nhau, một ứng với mắt phải, một ứng với mắt trái. Mỗi ảnh có màu sắc đầy đủ như thật.

Khác với trường hợp dùng kính đeo mắt thụ động, ở đây hai ảnh không hiện lên đồng thời mà là theo nguyên tắc ảnh này hiện ra thì ảnh kia tắt và cứ liên tục hiện, tắt, hiện, tắt như vậy. Kính đặc biệt ở đây được gọi là kính hoạt động vì ở mỗi mắt kính có một bộ phận được điều khiển để liên tục mở ra, đóng lại ăn nhịp với ảnh hiện ra hay đóng lại trên màn hình TV.

Thí dụ trên màn hình ảnh ứng với góc nhìn mắt trái hiện ra thì mắt kính ở mắt trái được điều khiển mở ra để ảnh đó hiện lên võng mạc của mắt trái. Trong lúc đó mắt kính ở bên phải được điều khiển đóng lại để mắt phải không nhìn thấy ảnh mà mắt trái nhìn thấy. Cũng vậy khi ảnh ứng với mắt trái tắt đi, ảnh ứng với mắt phải hiện lên ở màn hình TV thì mắt kính trái được điều khiển đóng lại, mắt kính phải được điều khiển mở ra. Mắt kính được phủ một lớp kiểu như tinh thể lỏng, việc điều khiển sáng tối được thực hiện theo cách tác dụng điện thế cho quay mặt phân cực như kiểu điều khiển nét chữ đen trắng ở mặt đồng hồ điện tử. Để điều khiển việc đóng mở ở mỗi mắt kính ăn nhịp với việc hiện và tắt ở màn hình TV, người ta dùng cách điều khiển không dây bằng tia hồng ngoại. Thí dụ khi trên màn hình TV ảnh ứng với mắt phải hiện lên thì đồng thời ở màn hình có tia hồng ngoại phát ra, điều khiển kính mắt bên phải mở ra tức là trở nên trong suốt để nhìn thấy. Theo cách này màu sắc của hình ảnh 3D trên màn hình TV dễ thấy đẹp và trung thực, nhưng kỹ thuật thực hiện khá phức tạp, đắt tiền.

3. Cách không dùng kính hay là cách dùng hệ vi thấu kính (lenticular displays)

Thú vị hơn cả là xem được phim 3D trên màn hình TV nhưng mắt không phải đeo bất cứ loại kính đặc biệt nào. Người ta có phương án thực hiện bằng cách in một hệ thống hàng triệu thấu kính bằng nhựa rất tinh vi trong đó chia thành hai loại. Một loại hướng ánh sáng của điểm sáng trên màn hình TV về phía mắt trái, một loại hướng về mắt phải. Dán hệ thống các thấu kính này trên màn hình TV sao cho các điểm ảnh của ảnh ứng với mắt bên trái đều nằm dưới các thấu kính lái ánh sáng về mắt trái. Tương tự các điểm ảnh của ảnh ứng với mắt phải đều nằm dưới các thấu kính lái ánh sáng về mắt phải. Nhờ vậy khi trên màn hình TV có hiện lên hai ảnh ứng với hai góc nhìn của mắt trái và mắt phải, thì tuy không đeo kính gì đặc biệt nhưng mắt nào cũng chỉ nhìn thấy được ảnh ứng với góc nhìn của mắt ấy, hiệu ứng 3D vẫn thể hiện rõ. Theo cách này thì người xem phải ngồi ở những vị trí nhất định trước màn hình TV.

Cũng như ở phim ảnh, tivi cũng trải qua nhiều giai đoạn phát triển nhảy vọt ban đầu là tivi đen trắng tiếp sau đấy là tivi màu, chất lượng và tính hấp dẫn hơn hẳn. Hiện nay đang bước sang giai đoạn tivi 3D tuy mới khởi đầu song tính hấp dẫn lại quá lớn nên sẽ phát triển mạnh. Một mặt các nhà vật lý đang tìm nhiều cách mới nữa để có được ảnh 3D trên màn hình TV, còn các nhà sản xuất kinh doanh lại tìm cách để chế tạo, đưa ra thị trường các loại tivi 3D đẹp, sử dụng thoải mái giá thành hạ để thu hút được nhiều người mua.