3D bắt đầu phổ biến từ những năm 20 của thế kỷ trước.
Cơn sốt phim 3D đã có vào những năm thuộc thập kỷ 50 của thế kỷ trước. Tuy công nghệ thời đó chưa được tốt (đặc biệt là thể loại viến tưởng và kinh dị) nhưng những gì con người làm lúc đó là cả một cuộc cách mạng.
Các nhà sản xuất phim đã cố gắng lôi kéo khán giả rời xa chiếc tivi để mua vé vào rạp và những bộ phim như
"Creature From the Black Lagoon" hay "
It Came From Outer Space" đã hoàn thành tốt nhiệm vụ này.
Các phim 3D (đầu tiên là bộ phim "
The Power Of Love" được làm năm 1922) đã sử dụng phương pháp phát song song hình ảnh nổi xanh-đỏ.Trước khi thảo luận về điều này hãy xem xét cách chúng ta nhìn thấy hình ảnh trong không gian ba chiều và cảm nhận được chiều sâu của nó.
Hình ảnh lập thể
Khoảng cách giữa hai mắt là 2.5 - 3 inch, điều này có nghĩa là hình ảnh bên ngoài nhận được ở mỗi mắt là khác nhau. Ánh sáng từ vật thể ở xa đến mỗi mắt gần như là chùm tia song song, trong khi đó, ánh sáng từ những vật thể ở gần thì có nhiều góc độ khác nhau (càng gần thì càng có nhiều góc độ. Điều này được gọi là sự hội tụ.
Một quá trình khác cũng xảy ra đó là sự tập trung. Khi nhìn những vật thể ở xa, các "thấu kính" trong mắt hoạt động một cách thoải mái (hay đúng hơn, cơ vành của "thấu kính" hoạt động thoải mái). Còn đối với các vật thể ở gần, công việc của thấu kính là phải giữ được sự tập trung. Não điều khiển tất cả những hoạt động đó, cộng với hình ảnh được chụp lại bởi các tế bào nhạy sáng trong mắt (những tế bào hình que và hình nón) từ đó tạo ra các nhận thức sâu.
Đôi mắt, cửa sổ của tâm hồn.
Khi đi dạo, chúng ta không cảm nhận được những hoạt động đó của đôi mắt nhưng nó lại khiến chúng ta không phải đụng vào một ai đó. Đôi mắt liên tục gửi thông tin đến não, và não sẽ giải thích cho chúng ta rằng "Ồ có một ổ voi trên đường!" hay "Ô kìa! Vòng 1 mới hấp dẫn làm sao!".
Về bản chất, sự hội tụ và tập trung đều bình đẳng trong việc tiếp nhận hình ảnh của thế giới vật chất (nghe đậm chất triết học quá nhỉ!). Khi chúng ta nhìn vào một màn hình TV thông thường hay màn chiếu trong rạp thì chúng ta không có nhận thức sâu - đôi mắt của chúng ta chỉ tập trung vào hình ảnh, và như vậy cái mà chúng ta nhìn vào chỉ là hình ảnh phẳng đơn thuần. Không có sự hội tụ cần thiết cho các hình ảnh 2D trên màn hình hoặc nói đơn giản hơn, nó chỉ là phẳng.
Làm thế nào để chúng ta giúp nó có độ sâu? Các phim 3D đầu tiên chỉ sử dụng yếu tố hội tụ (và bỏ qua sự tập trung). Nếu các máy quay ghi lại một hình ảnh thông qua hai ống kính cách nhau 3-inch hoặc ghép từ hai cuộn phim khác nhau, thì hai cuộn phim sẽ được phát lại đồng bộ - một cho mắt trái và một cho mắt phải của người xem.
Nhưng làm thế nào để chúng ta có thể đảm bảo rằng mỗi mắt chỉ nhìn thấy những thứ cần nhìn?
Những kỹ thuật ban đầu
Quay về với những năm 50, câu trả lời là để phát lại các bộ phim đen trắng trong hai màu sắc khác nhau trên cùng một bàn hình, mắt trái là màu xanh (hoặc màu lục lam để chính xác hơn) và mắt phải là màu đỏ.
Nếu bạn nhìn vào màn hình, bạn sẽ thấy được những cảnh mờ giữa màu đỏ và màu lục lam, nhưng nếu bạn đeo kính với màu đỏ bên trái và màu lục lam bên phải, bạn sẽ thấy một điều hoàn toàn khác biệt. Mắt kính màu đỏ sẽ hấp thụ tất cả ánh sáng màu đỏ và chỉ cho màu lục lam xuyên qua. Mắt kính màu lục làm sẽ cho ánh sáng màu đỏ xuyên qua và hấp thụ màu xanh lá mạ.
Mỗi mắt sẽ chỉ thấy được những hình ảnh có màu riêng cho nó, do đó, mắt trái sẽ thấy hình ảnh bên trái và ngược lại, mắt phải sẽ nhìn thấy hình ảnh bên phải. Hệ thống này được gọi là kỹ thuật Anaglyph và là một hệ thống thụ động.
Nó hoạt động tốt cho những bộ phim đen trắng, vì không có màu sắc trong hình ảnh được hấp thụ. Bạn sẽ sớm quên đi màu sắc.
Để lấy ví dụ cho hình ảnh Anaglyph bạn hãy đeo kính red/cyan rồi nhìn vào hình trên. Bởi vì ánh sáng tới mắt tuân theo quy tắc "vật thể ở xa gửi ảnh sáng song song, vật thể ở gần gửi ánh ánh theo nhiều gốc độ", bộ não có thể nhận được ảo giác về chiều sâu mặc dù đó là sự hội tụ.
Tuy nhiên, mắt chỉ có thể tập trung vào màn hình - không có thứ gì khác ở đó để tập trung vào nữa. Một bộ phim 3D sẽ hiển thị những thứ "gần" và "xa", nhưng chúng ta không thể tập trung vào một điều gì chúng ta muốn - chúng ta chỉ có thể nhìn thấy những thứ mà đạo diễn muốn chúng ta phải tập trung vào.
Ánh sáng phân cực
Quay về với phim 3D, những phát minh lớn tiếp theo là việc sử dụng ánh sáng phân cực.Ánh sáng phân cực giao động trong một mặt phẳng, trong khi các sóng ánh sáng (ví dụ như ánh sáng của Mặt trời) dao động như những chiêc máy bay - một số theo chiều ngang, một số theo chiều dọc, phần lớn là "ở giữa".
Hình bên trái là ảnh chụp thông thường, hình bên phải là ảnh chụp cùng một cảnh nhưng có sử dụng kính lọc phân cực.
Kính phân cực chỉ cho phép các ánh sáng giao động theo một chiều nhất định đi qua, đó là phương pháp phù hợp để giảm lượng ánh sáng từ "ông mặt trời thân yêu" đến mắt của bạn.
Thời điểm này, các máy chiếu hiển thị hình ảnh trái và phải sử dụng các luông sáng phân cực (thật ra người ta lắp một cái kính phân cực trước ống kính máy chiếu thông thường thôi), những hình ảnh bên trái sẽ hiển thị với ánh sáng phân cực theo chiều ngang và bên phải hiển thị với ánh sáng phân cực theo chiều dọc. Người xem mang kính phân cực với mỗi mắt kính chỉ cho phép ánh sáng phân cực chiều ngang hoặc chiều dọc đi qua.
Với điều kiện là người xem phải giữ được cái đầu thẳng đứng, họ sẽ thấy hiếu ứng 3D bởi mỗi mắt sẽ nhìn thấy một tập hợp khác nhau của hình ảnh. Một lần nữa, người ta chỉ sử dụng yếu tố hội tụ thay vì tập trung, do đó những hạn chế như căng thẳng hay đau đầu tiếp tục xuất hiện.
Hệ thống ánh sáng phân cực này xuất hiện lần đầu tiên giữa năm 1950 và nhanh chóng thay thế kỹ thuật Anaglyph lỗi thời chỉ đưa ra các hình ảnh tĩnh hơn là một bộ phim.
Mang 3D vào màn hình tivi
Mặc dù những hệ thống đó hứa hẹn rất nhiều nhưng rất khó để đưa nó ứng dụng vào những chiếc tivi thông dụng trong các gia đình. Vì không có máy chiếu (dễ dàng tạo ra ánh sáng phân cực) nên bạn sẽ phải lồng một số loại kính phân cực vào màn hình, điều này làm giảm bớt độ sáng.
Chúng ta sẽ phải làm gì để thay thế nó? Một vài năm trở lại đây, khi màn hình Plasma và LCD cuối cùng cũng phải thích ứng nhanh với phương pháp mới để tạo ra hiệu ứng 3D. Với phương pháp mới này, bạn vẫn phải đeo một chiếc kính 3D đặc biệt để xem một cái gì đó trên màn hình, nhưng lần này kính sẽ phải hoạt động chứ không phải bị động như trong các hệ thống Analyph hay hệ thống phân cực.
Điều này có nghĩa là kính sẽ làm việc đồng bộ với tivi để kiểm soát những hình ảnh mà mắt nhìn thấy. Kính đóng mở thường xuyên để ngăn chặn hoặc cho phép ánh sáng từ màn hình LCD đi vào mắt.
Các mắt kính giao tiếp với tivi bằng các sử dụng tia hồng ngoại, do đó, chu kỳ đóng mở của chúng được đồng bộ với hình ảnh trên tivi.
Sự đồng bộ giữa tivi và kính giúp mắt bên trái nhìn thấy khung hình bên trái và mắt bên phải nhìn thấy được khung hình bên phải. Nếu bạn không đeo kính, bạn sẽ thấy một hình hơi mờ.
Tivi và kính phải đồng bộ thật nhanh để bắt kịp tốc độ phát hình trên phim, giúp cho mắt nhìn thấy được những chuyển động rất nhanh của hình ảnh. (đặc biệt là trong các phim hành động)
Trong nhiều năm, màn hình Plasma và LCD không đủ nhanh để đáp ứng điều đó. Chỉ mới gần đây với sự ra đời của TV 3D với tần số quét cao đủ cho quá trính làm việc hiệu quả. Thực tế để đáp ứng đủ thì tần số quét tối thiểu của các màn hình phải là 120Hz - gấp đôi tốc độ quét của một hình LCD chuẩn.
Điều ngày có nghĩa là để xem tốt một bộ phim 3D trên TV, bạn phải có TV 3D đáp ửng đủ điều kiện, một cổng phát hồng ngoại (mặc dù một số hiện nay đang sử dụng sóng radio hoặc Bluetooth thay thế) và một kính chớp.
Mặc dùng đã có những chuẩn riêng, nhưng để có sự đồng bộ thì bạn nên mua các sản phẩm đó từ cùng một nhà sản xuất.
Glasses-free HD
Mặc dù đã có những tiến bộ tích cực trong việc ứng dụng kính thụ động và "năng động", nhưng dù sao đi nữa, để thưởng thức phim 3D thì bạn vẫn phải đeo chúng.
Giải pháp tốt nhất hiện nay là dùng màn hình thấu kính. Những màn hình này chứa vô số những thấu kính nhỏ xíu (gọi là lenticules) để hướng ánh sáng từ bộ phim theo những chiều khác nhau. Màn hình này sẽ hiển thị hai hình ảnh cùng lúc, sau đó lenticules sẽ hướng những hình ảnh phù hợp vào mắt trái và mắt phải của chúng ta.
Tuy nhiên giải pháp này gặp rất nhiều khó khăn để thực hiện.
Trước hết, các khung hình bên trái và bên phải cần được đan xen vào cùng một hình ảnh và lenticules phải phân tích ánh sáng từ đó một cách hợp lý. Do đó, những lenticules trên màn hình phải có độ chính xác rất cao (nguyên nhân của sự đắt đỏ). Ngoài ra góc nhìn là hơi nhỏ nên bạn cần phải ngồi đúng chỗ và vuông góc với màn hình.
Màn hình thấu kính rất tiềm năng và khả thi, nhưng những nhà sản xuất vẫn còn cả một chặng đường dài để đi.
Một trong những hệ thống 3D phổ biến được gọi là công nghệ rào chắn thị sai (Parallax Barier). Đây là hệ thống sử dụng hai màn hình được ứng dụng trên các game console Nintendo 3DS mới.
Màn hình LCD phía trên chứa những khe hở rất nhỏ, ứng với mỗi pixel trên hình ảnh, nhờ đó ánh sáng từ màn hình dưới cùng chứa hình ảnh có thể lọt qua và tới được mắt bạn. Khi khoảng cách từ thiết bị đến mắt bạn đủ gần, bạn sẽ thấy được những hình ảnh khác nhau hiển thị trên màn hình phía trên. Đó là tất cả những gì cần thiết để bộ não của bạn có thể chuyển đổi hai hình ảnh khác nhau vào một hình ảnh 3D duy nhất.
Và để xem được hình ảnh 3D tốt, bạn cũng cần ngồi ở những vị trí hợp lý. Tất nhiên, cũng như công nghệ lenticular lenses việc chọn này không phải là quá khó.