Мир стоит на пути прогресса. Изо дня в день наша жизнь пополняется современными и усовершенствованными технологиями. Сегодня 3D-технологии применяется не только в кинопроизводстве, но и в различных сферах жизни человека: в науке и медицине, архитектуре и дизайне, машиностроении и образовании, в сети Интернет и компьютерных играх. Человеком изобретаются и применяются 3D-телевизоры, 3D-принтеры, 3D-проекторы – теперь 3D можно потрогать руками.
Актуальность исследования
Открытый в XIX веке эффект получения трехмерного изображения переживал свои взлеты и падения на протяжении всего времени. Неизбежность прогресса заставила крупнейшие корпорации серьезно вкладываться именно в 3D-технологии. С использованием возможностей новых технологий, стереоэффект получил необычайную популярность. 3D- технологии все больше вторгаются в нашу жизнь: компьютерные 3D- фильмы, 3D -фотографии, 3D-игры. На сегодняшний день можно приобрести телевизор, поддерживающий 3D-формат, и беспрепятственно наслаждаться просмотром в любое время. Таким образом, 3D становится неотъемлемой частью нашей повседневности.
Реклама уверяет, что 3D – это увлекательно, весело и безопасно. Но что же на самом деле представляет собой данная технология и когда она появилась, каков механизм восприятия объемного изображения, в чем заключается секрет 3D-эффекта и влияет ли технология объемной визуализации на здоровье человека, мало кто знает.
Цель исследования: исследовать механизм формирования и создания 3D-изображений, выявить влияние фильмов 3D-формата на здоровье человека.
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Мир стоит на пути прогресса. Изо дня в день наша жизнь пополняется современными и усовершенствованными технологиями. Сегодня 3D-технологии применяется не только в кинопроизводстве, но и в различных сферах жизни человека: в науке и медицине, архитектуре и дизайне, машиностроении и образовании, в сети Интернет и компьютерных играх. Человеком изобретаются и применяются 3D-телевизоры, 3D-принтеры, 3D-проекторы – теперь 3D можно потрогать руками.
Актуальность исследования
Открытый в XIX веке эффект получения трехмерного изображения переживал свои взлеты и падения на протяжении всего времени. Неизбежность прогресса заставила крупнейшие корпорации серьезно вкладываться именно в 3D-технологии. С использованием возможностей новых технологий, стереоэффект получил необычайную популярность. 3D- технологии все больше вторгаются в нашу жизнь: компьютерные 3D- фильмы, 3D -фотографии, 3D-игры. На сегодняшний день можно приобрести телевизор, поддерживающий 3D-формат, и беспрепятственно наслаждаться просмотром в любое время. Таким образом, 3D становится неотъемлемой частью нашей повседневности.
Реклама уверяет, что 3D – это увлекательно, весело и безопасно. Но что же на самом деле представляет собой данная технология и когда она появилась, каков механизм восприятия объемного изображения, в чем заключается секрет 3D-эффекта и влияет ли технология объемной визуализации на здоровье человека, мало кто знает.
Цель исследования: исследовать механизм формирования и создания 3D-изображений, выявить влияние фильмов 3D-формата на здоровье человека.
Задачи исследования:
1.Познакомится с литературой по данной теме. 2. Изучить современные технологии создания трехмерного изображения.
3. Провести эксперименты по ощущению человеком трехмерности видимых объектов и изготовить самостоятельно 3D – очки.
4. Выяснить, какое влияние оказывают 3D-технологии на здоровье человека.
5.Провести анкетирование среди детей для выявления уровня осведомленности по теме. 6. Разработать рекомендации по безопасному просмотру трехмерных изображений.
Гипотеза: изучение трехмерного изображения позволит эффективно использовать его без вреда для здоровья человека.
Методы исследования: методы преобразования и анализа информации, эксперимент, анкетирование, опрос.
1. Теоретическая часть
1.1 Из истории создания 3D- изображения.
У каждого явления есть своя история, о которой иногда широко известно, а порой нет. Однако всегда очень интересно узнать, у кого, где и при каких обстоятельствах впервые зародилась идея, которая впоследствии стала мега-популярной в какой-либо области человеческой деятельности.Многие ли задумывались о том, кто придумал волшебный мир 3D, который сегодня прочно вошел в самые разные сферы человеческой жизни? Реалистичные 3D-изображения, которые поражают нас своей фотографической точностью и обилием самых мелких деталей – с чего начался их путь, пройдя который они достигли своего сегодняшнего совершенства?
История развития 3D началась в 1877 году, когда Эмиль Рейно запатентовал праксиноскоп – аппарат, оснащенный лентой с картинками, которые, быстро вращаясь, создавали иллюзию движения рисунка. Через сто лет после появления деятельности по оживлению нарисованного изображения, началась новая эпоха – эпоха создания 3D-изображения. В истории анимации за 100 лет накопилось множество значимых страниц, на которых остались имена Уолта Диснея, Юрия Норштейна и прочих великих аниматоров, однако 3D-анимация стала совершенно особой линией развития этого искусства, о которой следует говорить отдельно.
История создания 3D-изображения неразрывно связана с созданием компьютера. Известно, что первые 3D-мультфильмы создавались еще в те времена, когда компьютер занимал целую комнату. Практика создания 3D-анимации, возможно, первоначально появилась в СССР. Это трудно проверить, но известно, что московский математик Константинов в 1968 году создал на советской ЭВМ анимационную картину «Кошечка», на протяжении 40 секунд которой, зрители могли наблюдать прогулку кошки по комнате. 3D-анимация, составляющая сейчас значительную часть киноиндустрии, за 30 лет развития обросла такими именами, как Pixar, DreamWorks, Disney и многими другими.
Вывод: можно с уверенностью утверждать, что открытый в XIX веке эффект получения трехмерного изображения в настоящее время стал перспективным направлением развития современных технологий. Трехмерное изображение нас ждет повсюду — в кинотеатрах, компьютерных играх, на экранах домашних телевизоров и мониторах. А в ближайшем будущем и в мобильных телефонах.
1.2 История очков 3D.
Предшественниками очков 3D являются стереоочки. Когда-то в демонстрационных залах можно было увидеть стереоизображение. Перед началом фильма всем зрителям выдавали стереоочки. Можно было посмотреть любой фильм, ранее показанный на экранах в обычном режиме, только теперь в стереоизображении. Предположим, шел показ документального фильма. Показывали деревья персиков или груш. Без очков изображение раздваивалось. Было нечетким и некачественным. И все резко менялось, как только надевали очки. Тут же увиденное на экране принимало совсем другие очертания. И даже персики на экране становились реальными. Казалось, что ветка персика проплывает по залу.
Это было то, что сейчас принято называть виртуальной реальностью. Уже многие знакомы с таким понятием, как "трехмерное пространство". Картинки, игры с применением этого нового открытия, интересны всем. А вместе с их возникновением мы узнали об очках виртуальной реальности. Основным их отличающим свойством является то, что разработаны они на более высокой технологии. Даже оптика в таких очках применяется специальная. Эта оптика и органические светодиоды, применяемые в очках, позволяют преобразовать пространство в трехмерное.
1.3. Технологии формирования стереоизображений.
Чтобы разобраться в технологии получения 3D-изображения необходимо понять термин "3D". D - от английского "dimension", то есть "измерение". 3D - три измерения (ширина, высота, глубина).Для того что бы показывать объёмное 3D- изображение, каждый глаз зрителя должен видеть различную картинку, из которых мозг сможет соединить одну объемную картину.
Фильмы в формате 3D снятые по этому принципу были выпушены на экраны еще в 50 годы. Широкий экран, цветное и объёмное изображение, а так же многоканальный звук позволяет привлечь зрителей в кинотеатр, особенно с возрастающей популярностью телевиденья. 3D- фильмы снимаются с использованием нескольких технологий.
Анаглифическая технология (см. рис. 1 в Приложении 1).
3D- фильмы снималась еще во времена черно-белых фильмов, основной технологией для создания объёмной картинки использовались два проектора – один проектор проецировал изображение через красный фильтр, другой через синий. При этом проектор с синим фильтром показывал картинку, немного смешенную относительно проектора с красным фильтром. Посетители одевали специальные очки из картона с двумя фильтрами из пленки красным и синим, при этом каждый глаз видел только нужную картинку, что создавало объёмное изображения.
Для работы Анаглифической 3D-технологии необходимо, что бы проекторы работали синхронно, в противном случае неизбежно раздвоение изображения.В современных 3D-фильмах использующих подобный метод (Dolby 3D) используется только один проектор, при этом перед объективом устанавливается светофильтр, при этом одно изображение имеет красноватый оттенок, а другое синий цвет. Очки с фильтрами пропускают только нужные кадры. Однако эта технология 3D- фильмов предлагает лишь незначительный объём изображения. Большой минус анаглифической технологии- плохая цветопередача.
Затворная технология (см. рис. 2 в Приложении 1).
Оптимальный и современный метод для 3D-фильмов. Проектор демонстрирует попеременно изображение для левого и правого глаза с высокой частотой - до 100 раз в секунду.
Для просмотра 3D-фильма зритель одевает специальный очки с затворами, выполненными из небольших жк матриц способных менять прозрачность по команде котроллера, при этом каждый жк затвор то затемняется, то просветляется в зависимости от того, на какой глаз в данный момент необходимо подать изображение. Для подачи команд от проектора к очкам для синхронизации используется ик передатчики, установленные в зале кинотеатра. Зритель видит целостную объемную 3D-картинку. Технология называется NuVision или XpanD, в настоящие время это самая распространённая и широко используемая в 3D-кинотеатрах технология отображения 3D-картинки.
Недостатком данного метода является достаточно сложные очки, которые технически сложно создавать, а так же такие очки потребляют энергию. Следовательно, они имеют достаточно высокую (особенно по сравнению с картонными очками) стоимость и значительный вес.
Поляризационная технология(см. рис. 3 в Приложении 1).
Современный метод создания 3D- фильмов технология RealD. Картинка демонстрируется проектором попеременно, при этом для каждого кадра используется световые волны разной поляризации светового потока. В очках установлены фильтры, пропускающие определённые световые волны, что позволяет каждому глазу получать изображения с различной информацией, на основании которой и формируется 3D-изображение.
Поляризационные очки немного тяжелее картонных, но при этом они намного легче затворных и не потребляют энергии. Однако такой метод 3D-фильмов требует не только специальных фильтров, но и экран со специальным покрытием.
2. Практическая часть
2.1 Создаем 3D-очки(анаглифные)
Для создания очков необходимо:
1) вырезать на плотной бумаге (например, на картоне) заготовку для очков; 2) прозрачный тонкий пластик или прозрачную пленку;
3) два маркера на спиртовой основе – красного и синего цвета;
4) ножницы;
5) канцелярский нож;
6) клей-карандаш;
7) линейка;
8) карандаш.
1. Вырезаем с помощью ножниц, ножа и линейки основу для очков (см. рис. 4 в Приложении 2).
2. Отмечаем на пластике с помощью карандаша два прямоугольника размером 40×30 мм. С помощью канцелярского ножа и линейки аккуратно вырезаем эти прямоугольники.
3. Закрашиваем с помощью маркера один прямоугольник красным цветом, а другой – синим. Даем некоторое время подсохнуть (см. рис. 5 в Приложении 2).
4. Склеиваем полученные части и получаем анаглифные 3D-очки (см. рис. 6 в Приложении 2).
2.2Эксперимент № 1.
Цель: выяснить, почему человек видит окружающие предметы объемным.
Я поставила перед собой на уровне глаз кубик так, чтобы он был равноудален от каждого глаза.
Сначала я посмотрела на кубик правым глазом, закрыв левый. Увиденное зарисовала (см. рис. 7 в Приложении 3).
Затем посмотрела на предмет левым глазом, закрыв правый. Увиденное также зарисовала.
Я заметила, что рисунки одного и того же предмета отличаются друг от друга.
Потом посмотрела на кубик двумя глазами и изобразила предмет таким, каким я его увидела двумя глазами, т.е. объемным.
Расстояние между глазами человека в среднем составляет 6,5 см. Поэтому один глаз видит объект чуть с левой стороны, а другой глаз охватывает его же чуть справа. Т.е. каждый глаз видит предмет под своим углом. Таким образом, формируются два немного отличающиеся друг от друга изображения – стереопара. Мозг сливает оба изображения в одно объемное (см. рис. 8 в Приложении 3).
Вывод: Человек видит окружающие предметы объемными, потому что он воспринимает увиденное двумя глазами.
Способность одновременно четко видеть изображение предмета обоими глазами называется бинокулярным зрением. Именно это свойство нашего зрения и используют в своих целях создатели 3D-фильмов и 3D-фотографий.
Оказывается, достаточно просто показать каждому глазу свое, специальным образом рассчитанное, изображение. Мозг анализирует полученную информацию и создает у человека впечатление трехмерности увиденного. Для того чтобы получить для каждого глаза свое изображение предмета, т.е. создать стереопару, достаточно этот предмет снять двумя близкорасположенными фотоаппаратами или видеокамерами.
2.3 Эксперимент № 2.
Цель:Всегда ли мы будем видеть объёмное изображение, используя 3D -очки?
Проведём эксперимент. Через анаглифные стереоочки, посмотрим на цветные объемные фотографии (см. рис. 9 в Приложении 3).
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.
Вывод: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.
2.4 Влияние 3D-технологий на здоровье человека.
Современные технологии никогда не останавливаются в своем развитии. Ученые и технологи изобретают новые устройства и технику, которые удивляют нас, как потребителей. Очень большой упор сегодня делается на организацию досуга, а 3D-технологии – очень популярный вид развлечения, многие посещают кинотеатры, а многие устанавливают систему дома. Несмотря на то, что все современные технологии очень интересные, стоит серьезно задуматься о степени влияния 3D-эффекта на здоровье, особенно детей и подростков.
Мною было проведено анкетирование с целью, выяснить степень популярности 3D-фильмов среди моих сверстников и влияние на их самочувствие.
На следующих диаграммах я представила результаты анализа анкетирования. Данные на диаграммах представлены в процентах от общего числа анкетируемых.
1) Бывали ли Вы на просмотре фильма в 3D-формате? (см. рис. 10 в Приложении 4).
2)Как часто Вы смотрите 3D-фильмы?(см. рис. 11 в Приложении 4).
3)Перед тем, как пользоваться очками кинотеатра, Вы протираете линзы дезинфицирующей салфеткой?(см. рис. 12 в Приложении 4).
4)Считаете ли Вы, что просмотр 3D-фильмов отрицательно влияют на органы зрения и работу головного мозга? (см. рис. 13 в Приложении 4).
5)При просмотре 3D-фильма возникали ли у Вас жалобы на плохое самочувствие? (см. рис. 14 в Приложении 4).
При анализе данных анкеты, я выяснила, что 92% опрошенных смотрели фильмы в 3D- формате. Из них большинство смотрят 3D-фильмы не чаще 1 раза в месяц и лишь 11 % моих сверстников стараются не пропускать ни одной 3D- новинки. Все ребята, посещающие 3D- сеансы, пользуются очками кинотеатра. И лишь 75 % из них всегда обрабатывают очки дезинфицирующими салфетками. 40 % подростков информированы оботрицательном влиянии на органы зрения и работу головного мозга.
25 % ребят при просмотре испытывают дискомфорт, который выражается усталостью глаз.
Вывод: Большинство моих сверстников смотрят 3D-фильмы. При этом одна четвертая часть при просмотре испытывает усталость в глазах.Поскольку 3D-технологии основаны на бинокулярном свойстве зрения человека, то можно заключить, что на наши глаза при просмотре 3D- фильмов приходится большая нагрузка.
Поэтому я решила подтвердить или опровергнуть свое предположение, побеседовав с офтальмологом Тиуновой Надеждой Александровной.
Цель беседы: выяснить, влияет ли просмотр 3D-фильмов на самочувствие человека. Из беседы с доктором я узнала, что:
Использование очков при просмотре 3D-фильмов понижает яркость изображения – это приводит к быстрому утомлению глаз;
Для создания эффекта объемного изображения в 2 раза повышается частота смены кадров – это может вызывать чувство дискомфорта, недомогание и головную боль;
3D- очки в кинотеатре являются вещью общего пользования, поэтому они могут стать источником глазных инфекций;
Детям до 6 лет смотреть 3D-фильмы не рекомендуется , т.к. в несколько раз увеличивается нагрузка на еще не сформировавшийся зрительный аппарат;
При просмотре фильма в 3D-формате у людей с проблемами близорукости или дальнозоркости значительно увеличивается нагрузка на и без того перенапряженные глазные мышцы. От этого зрение может ухудшаться.
У зрителей с проблемами вестибулярного аппарата при просмотре может возникать головокружение.
Вывод: Просмотр 3D- фильмов оказывает влияние на самочувствие человека, т.к. это большая нагрузка на глаза и головной мозг. Последствия от просмотра зависят от уже имеющихся заболеваний и от продолжительности просмотра фильма. Таким образом, изучив данную тему, мы составили рекомендации по безопасному просмотру 3D-изображений:
Рекомендации по безопасному просмотру трехмерных изображений.
Следите, чтобы многоразовые очки в кинотеатре вам выдавались только после антибактериальной обработки или сами протирайте их антибактериальными салфетками.
Не смотрите 3D вблизи! Стереокино рекомендуется смотреть по центру зала с последних рядов кинотеатра (10-20 метров от экрана).
Не смотрите фильмы в 3D-формате чаще, чем 1-2 раза в месяц.
Если появляется чувство дискомфорта, дезориентации, головная боль, тошнота, головокружение, непроизвольные движения глаз, нарушение сознания, то немедленно прекратите просмотр фильма.
Делайте зарядку для глаз.
Если у вас ослабленное психическое здоровье, исключите 3D- фильмы из списка своих развлечений.
Заключение
В настоящее время все производители техники единодушно взяли курс на 3D, и от этого уже никуда не деться. Трехмерное изображение нас ждет вскоре повсюду — в кинотеатрах, компьютерных играх, на экранах домашних телевизоров и мониторах. А в ближайшем будущем и в мобильных телефонах.
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. В 3D – очках специальные светофильтры, каждый из которыхпропускает только лучи, противоположного цвета. В итоге,
каждый глаз получает свою картинку, и мы видим объёмное изображение.
Следует отметить, что высокий процент посещаемости фильмов в 3D-формате наблюдается именно в подростковом возрасте. Только часть подростков информировано об отрицательном влиянии фильмов 3D-формата на органы зрения и работу головного мозга, большинство подростков не догадываются о том, что изменения в работе зрительного анализатора и головного мозга могут быть связаны с просмотром 3D-фильмов.
В результате проведенной работы знания учащихся нашей школы пополнились новыми сведениями о неприятных побочных эффектах от просмотров фильмов со стереоэффектами, и теперь они знают не только о позитивных сторонах 3D, но и о том, как снизить их негативное влияние на собственное здоровье.
Не стоит забывать, что технологии 3D не до конца изучены, а значит, злоупотребление подобным развлечением может привести к непредсказуемым последствиям. Древние греки недаром говорили, что последний и высший дар богов человеку – чувство меры.
Список использованной литературы
Статья: Поляков А. Ю. Третье измерение фотографии, Часть 1,2
http://ru.wikipedia.org/wiki/IMAX
Рожков С. Н., Овсянникова Н. А. Стереоскопия в кино-, фото-, видеотехни-ке. — М.: Изд-во «Парадиз», 2003.