الصفحة الرئيسية > صناعة المعرفة > المحتوى

لماذا نظام شعاع الثلاثي هو أفضل من نظام شعاع مزدوج؟

Jul 13, 2018

cinema modulation.jpg


من بين الأجهزة ثلاثية الأبعاد المستخدمة حاليًا في المسارح ، تشغل الأجهزة ثلاثية الأبعاد المستقطبة نسبة كبيرة ، وتكون العملية ناضجة ومستقرة ، وتكون التكلفة رخيصة نسبيًا ، والتي تم التعرف عليها على نطاق واسع من قبل المسرح. في الجهاز ثلاثي الأبعاد المستقطب ، يمكن للفعالية المضيئة لنظام الشعاع المزدوج ونظام الشعاع الثلاثي أن تصل إلى 30٪ مقارنة مع تأثير الضوء بنسبة 16٪ لجهاز ثلاثي الأبعاد للمسار الضوئي ، والذي يشار إليه بشكل جماعي بكفاءة الإضاءة العالية ثلاثية الأبعاد ، يضاعف سطوع الشاشة صورة ثلاثية الأبعاد. أهم نوع من التكنولوجيا في تكنولوجيا السينما ثلاثية الأبعاد.


double beam modulator.jpg


يستخدم نظام الشعاع المزدوج شعاع استقطاب تقليدي يقسم جهاز تقسيم الحزمة الاستقطابية (PBS) لاستقطاب ضوء الحادث بأكمله ، وينقل الحزمة المستقطبة P ويعكس الحزمة المستقطبة S ، ثم يستخدم المرآة ، وجهاز تدوير الاستقطاب ، و تعديل مرحلة البلورة السائلة. يقوم الجهاز بضبط الحزمة المنعكسة ، ويستخدم جهاز تعديل الطور البلوري السائل لضبط الحزمة المرسلة ، ويتعاون مع جهاز العدسات لتتداخل الحزمتين على الشاشة كصورة ، وبالتالي تحسين استخدام الضوء.

triple beam modulator.jpg


تعتمد التقنية ثلاثية الأبعاد لنظام الشعاع الثلاثي على مبدأ التكنولوجيا ثلاثية الأبعاد لنظام الشعاع المزدوج. تم إعادة تصميم هيكل منحنى تقسيم الحزمة الاستقطابية إلى شكل K. يمكن تقسيم الحزمة المنعكسة إلى قسمين ، والتي يتم تقسيمها إلى حزمتين عريضتين وأخفض ، على التوالي. انعكاس أقل. الحزمة المرسلة هي شعاع من الضوء يمثل صورة كاملة على الشاشة. الحزم المنعكسة ليست سوى صورة نصفية ، ويتم تشكيل حزمتين عاكستين مستقطبتين S بواسطة مرايا ، واثنتين من الأجهزة الدوارة للاستقطاب ، واثنين من أجهزة تشكيل طور البلورات السائلة ، على التوالي. يتم تشكيل الحزمة المستقطبة المرسلة من الحالة P بواسطة جهاز تعديل طور البلورة السائلة ومجموعة العدسة. يتم دمج الصور العلوية والسفلية معًا على الشاشة في صورة كاملة تتداخل مع الصورة المرسلة بالكامل على الشاشة ، مما يحسن استخدام الضوء.


أولا ، مقارنة حجم والوزن
يوضح الشكل 1 والشكل 2 البصريات الرئيسية ومخططات المسارات البصرية لنظام الحزمة المزدوجة ونظام الحزمة الثلاثية ، على التوالي ، بناءً على نفس زاوية التباعد وحجم البقعة. نظرًا لأن مسارات الضوء الثلاثة تقسم الضوء إلى صورتين نصف علوية وسفلية ، يتم تقصير المسار البصري بشكل كبير في المسار البصري بأكمله ، بحيث يتم تقليل حجم المنشور بشكل ملحوظ ، ويتم تقليل سمك الجهاز. تحت نفس نسبة الإسقاط ، تكون المعدات ثلاثية الأبعاد ثلاثية الأبعاد أصغر بكثير من نظام الحزمة الثنائية ، وسمك يكون أرق وبيئة التركيب أقل. في نفس الوقت ، بسبب انخفاض الحجم ، سيتم تخفيض الوزن بشكل كبير.

الثانية ، كفاءة الضوء
من حيث المبدأ ، يستخدم نظام الشعاع المزدوج ونظام الشعاع الثلاثي أجهزة تقسيم الاستقطاب لتحويل الضوء غير المستقطب من العدسة إلى ضوء مستقطب خطيًا. إن أجهزة تقسيم الاستقطاب المستخدمة في التقنيتين لها نفس الكفاءة الطيفية. في نفس الوقت ، يستخدم كلاهما المرايا كجهاز تعديل اتجاه الضوء ، وتكون انعكاسهما متماثلاً في الأساس. بعد أن يتم تحويل الضوء ، يتم تمريره أخيراً من خلال مُشَكِّل بلوري سائل ويتم ضبطه على ضوء مستقطب دائريًا يساريًا وضوء مستقطب دائري اليد اليمنى وفقًا لترتيب الإطار. أداء الأجهزة المستخدمة هو نفسه بشكل أساسي طوال عملية التحويل والتشكيل الضوئي.
لذلك ، من الناحية النظرية ، كفاءة الضوء لنظام الشعاع المزدوج ونظام الحزمة الثلاثية هي نفسها ، وليس هناك مشكلة في أن تأثير الضوء ثلاثي الأبعاد لنظام الشعاع الثلاثي أعلى من نظام الشعاع المزدوج ثلاثي الأبعاد.


الثالثة ، معدل الحديث المتبادل
في تقنية الاستقطاب ثلاثي الأبعاد ، يكون معدل التداخل هو مؤشر المعلمة الذي يصف تشويش صور العين اليمنى واليسرى. من حيث النسبة المئوية ، فإن معيار الصناعة عادة ما يكون معدل تداخل لا يزيد عن 2٪. عندما يزداد معدل الحديث المتبادل ، يتفاقم الظلال وتتدهور جودة الصورة. لا يعد معدل التداخل فقط معلمة مهمة لقياس أجهزة 3D المستقطبة ، بل أيضًا معلمة مهمة لقياس المسرح السينمائي ثلاثي الأبعاد بالكامل. ويشمل ذلك العديد من المعدات ذات الصلة بما في ذلك أجهزة العرض الرقمية والشاشات المعدنية والنظارات ثلاثية الأبعاد المستقطبة. في حالة وجود جهاز ثلاثي الأبعاد مستقطب بحد ذاته ، يتم تحديد معدل تداخل الإشارات بشكل أساسي عن طريق المعلمات الضوئية ودائرة محرك جهاز تعديل البلورات السائلة.
يستخدم نظام الشعاع المزدوج ونظام الحزمة الثلاثية نفس عملية التصنيع لتصنيع جهاز تعديل البلورات السائلة والقيادة باستخدام نفس دائرة القيادة. ومع ذلك ، بما أن مساحة جهاز تعديل البلورات السائلة للمسار البصري على الجهاز ثلاثي الأبعاد للمسار الضوئي البيني أكبر من أن يتم تحريكها بالكامل ، فإن تباين محاكي الاستقطاب للمسير البصري العلوي يتدهور بشكل خطير. وبشكل عام ، فإن نظام الشعاع المزدوج المصمم وفقًا لنسبة إسقاط 1.2: 1 لديه نسبة تباين تبلغ 60 إلى 80: 1 ، والتي يتم تحويلها إلى نسبة تداخل بين 1.25٪ و 1.7٪.
من الواضح أن المسار البصري الداخلي للمعدات ثلاثية الأبعاد لنظام الشعاع الثلاثي أصغر من نظام الحزمة الثنائية. يتم تقليل مساحة المنطقة وتقسيمها إلى قسمين. يتم استخدام اثنين من أجهزة تشكيل الكريستال السائل مع مساحة أصغر على التوالي. لا توجد مشكلة في القدرة على القيادة غير كافية ، وبالتالي فإن تباين نظام الحزمة الثلاثية واضح. أعلى من نظام شعاع مزدوج. وبشكل عام ، فإن نظام الشعاع الثلاثي المصمم وفقًا لنسبة الإسقاط بنسبة 1.2: 1 لديه نسبة تباين تبلغ 150 إلى 180: 1 ، والتي يتم تحويلها إلى نسبة تداخل بين 0.56٪ و 0.67٪.
لذلك ، من حيث معدل الحديث المتبادل والظلال ، نظام الشعاع الثلاثي أفضل بكثير من نظام الحزمة المزدوجة. يمكن أن يؤدي استخدام مسار الإضاءة الثلاثة إلى تحسين تباين جهاز 3D المستقطب بشكل فعال وتقليل معدل التداخل ، مما يمكن أن يعمل بشكل فعال على تحسين مشكلة ظلال الصورة ثلاثية الأبعاد على الشاشة.

الرابعة ، وتوافق مصدر الضوء
في الوقت الحالي ، يتضمن مصدر الضوء الرقمي المستخدم في أجهزة العرض الرقمية السينمائية: مصابيح الزئبق ومصابيح الزينون والليزر الفوسفور والليزر RGB (بما في ذلك أشعة الليزر ذات الألوان الستة و 9 ألوان). وباستثناء ليزر RGB ، فإن طيف مصادر الضوء الأخرى هو الطيف المستمر أو الطيف المستمر الجزئي. وهو ينتمي إلى مصدر ضوء غير متماسك وليس لديه أي مشكلة عند إقرانه بنظام ثلاثي الأبعاد ونظام ثلاثي الأبعاد بنظام ثلاثي الأبعاد.
يستخدم مصدر الليزر RGB ثلاثة أنواع من أشباه الموصلات من أشباه الموصلات ذات الطول الموجي الثابت كمصدر للضوء. عرض نصف الموجة لكل طول موجة من الليزر RGB ضيقة جدا. وهو ينتمي إلى مصدر الضوء المترابط ويحافظ على جميع خصائص الليزر تقريبًا ، بما في ذلك: أحادية اللون ، والتماسك ، والاستقطاب الخطي ، وما إلى ذلك. يتم لصقها على تقسيم K ، على شكل K استقطاب المنشور المستخدمة في المعدات ثلاثية الأبعاد من نظام شعاع الثلاثي وتقطيعها من قبل تعدد المناشير ، ويقع التماس التماس في منتصف الطريق البصري. عادة ، يعتبر التماس بصريًا غير متقطع. عند استخدام ليزر RGB في جهاز ثلاثي الأبعاد ثلاثي الأبعاد ، بسبب تماسك الليزر ، تظهر خطوط الألوان الأفقية غالبًا في منتصف الشاشة. لا يحتوي المنشور المستخدم في جهاز ثلاثي الأبعاد ثلاثي الأبعاد على أي خياطة في المسار البصري ، لذا فهو مستمر بصريًا ولا توجد مشكلة في خطوط اللون.


theater passive modulator.jpg


ومع ذلك ، فإن نظام الحزمة الثلاثية غير قادر تمامًا على حل مشكلة شريط الألوان الأفقي. من خلال المعالجة الخاصة لحافة المنشور وتحسين عملية لصق وربط المنشور ، يمكن حل مشكلة شريط الألوان الأفقية بشكل أساسي.

خمسة وضوح الصورة
عندما يعمل نظام الشعاع المزدوج ، تتكون صورته النهائية من صورتين متداخلتين. يتم تقسيم صورة نظام الحزمة الثلاثية إلى صورتين بواسطة صورتين ، ثم تتطابق مع صورة كاملة أخرى. ولذلك ، فإن دقة تداخل الصورة ستحدد بشكل مباشر حدة الصورة. حتى في ظل ظروف البصريات المثالية ، لا تزال هناك اختلافات كبيرة بين نظام الحزمة المزدوجة ونظام الشعاع الثلاثي ، والتي يتم تحديدها من خلال بنية الاثنين ، أي أن اختلاف المسار البصري مختلف. في الرسمين الأوليين للمسار البصري ، يُستخدم الجزء الأحمر للإشارة إلى فرق المسير الضوئي بين الحزمة المرسلة والحزمة المنعكسة. لمسافة الإسقاط من 18 مترا ، وعرض الشاشة هو 15 مترا ، ونسبة الإسقاط هو 1.2: 1 ، وفرق المسار البصري في نظام شعاع مزدوج هو حوالي 150 ملم. وهذا يعني أن الضوء الأوسط للحزم العلوية والسفلية يبلغ حوالي 150 مم. في نظام الشعاع الثلاثي المصمم وفقًا لنسبة الإسقاط 1.2: 1 ، يكون فرق المسار البصري بين الحزمة المرسلة والحزمة المنعكسة حوالي 60 مم فقط. يجب أن تنحرف الحزمة المركزية للحزمة العليا في المسار الضوئي المزدوج ثلاثي الأبعاد بمقدار 0.48 درجة ، بينما يحتاج نظام الحزمة الثلاثية إلى الانحراف بمقدار 0.21 درجة فقط. لذلك ، ينحرف المستوى البؤري للحزمة العليا بمقدار 0.48 درجة. في حالة وضع الشاشة عموديًا ، تكون الحافة العلوية للشاشة أقرب إلى العدسة من المستوى البؤري للحزمة السفلية بمقدار 34 ملم تقريبًا ، والحافة السفلية للشاشة على بعد 34 ملم تقريبًا من المستوى البؤري من الشعاع السفلي. بالإشارة إلى زاوية ضوء نسبة الإسقاط 1.2: 1 ، يمكن حساب الزاوية النسبية. في الحزمة السفلى ، تكون الحزمة العليا أصغر بنحو 8.4 مم على الحافة اليسرى للشاشة ، بينما يكون العارض العلوي حوالي 8.4 ملم تحت حافة الشاشة. وبحسب دقة 2K ، يبلغ حجم الشاشة التي يبلغ عرضها 18 مترًا حجم 8.79 ملم لكل بكسل. لذلك ، بالنسبة لنظام الحزمة المزدوجة ، في الحالة المثالية ، يكون انحراف البكسل حول الشاشة أيضًا حوالي 1 بيكسل ، ولكن غالبًا بسبب الحجم المفرط لبصريات النظام المزدوج الحزمة ، لا يمكن تحقيق الدقة بشكل مثالي ، لذلك فإن الثنائي مسار بصري 3D جهاز تراكب الشاشة عموما 1 إلى 3 بكسل.

يجب أن ينحرف الشعاع والحزمة السفلية بمقدار 0.21 درجة على نظام الحزمة الثلاثية ، كما ينحرف المستوى البؤري للحزم العلوية والسفلية بمقدار 0.21 درجة. أيضا في حالة وضع الشاشة عموديا ، تكون الحافة العلوية للشاشة حوالي 7.4 مم أقرب إلى العدسة من المستوى البؤري للحزمة الوسطى ، والخط الأفقي للشاشة حوالي 7.4 ملم من العدسة عن المستوى البؤري للحزمة الوسطى ، مع الإشارة إلى زاوية الضوء لنسبة الإسقاط البالغة 1.2: 1. ويمكن أيضًا الاستدلال على أن الحزم العليا أصغر بنحو 1.8 مم على الحافة اليسرى للشاشة من الحافة المتوسطة ، وأن العارضة العليا تبلغ حوالي 1.8 مم في منتصف الشاشة ، وأن الحزمة السفلى متناسقة مع الجزء العلوي الحزم. وفقًا لحساب دقة 2K ، في الحالة المثالية ، يكون انحراف البكسل حول الشاشة والخط الأفقي المتوسط حوالي 0.2 بكسل ، ويكون حجم نظام الحزمة الثلاثية أصغر بكثير من نظام الحزمة المزدوجة ، الدقة أعلى من نظام الحزمة المزدوجة. لذلك ، يمكن التحكم في محاذاة الشاشة الممتازة لنظام الحزمة الثلاثية عند 0.5 بيكسل أو حتى دقة أعلى.

polarization beam.jpg

نظام شعاع مزدوج يظهر تشوه شبه منحرف حاد عندما تتطابق الصور
صورة الحزم المنعكسة ثنائية الحزمة أصغر من صورة الإرسال على الحافة العلوية للشاشة ، والحافة السفلية للشاشة أكبر من صورة الإرسال ، بحيث لا يمكن أن تتداخل الصورة تمامًا في الزوايا الأربع من الشاشة. شاشة. كلما انخفضت نسبة الإسقاط ، زاد حجم نظام الحزمة المزدوجة. كلما زاد الفرق بين المسار البصري بين الحزم العلوية والسفلية ، كلما ازداد تشوه شبه المنحرف. لذلك ، في الوقت الحاضر ، يكون لمسير الشعاعين بنسبة إسقاط 1.2: 1 أو أقل مشكلة في عدم تداخل الصور ، ويكون انحراف البكسل من 2 إلى 4 بيكسلات أو أكثر.


cinema polarization splitter.jpg

لا يمكن أن تكون الصور ثلاثية الأبعاد لنظام العارضة المزدوجة متطابقة تمامًا

passive polarization splitter.jpg

تشوه شبه منحرف لصورة الثلاثي شعاع 3D ليست واضحة
في جهاز ثلاثي الأبعاد لنظام الحزمة الثلاثية ، بما أن فرق المسار البصري بين الحزمة المرسلة والحزمة المنعكسة صغير ، فإن الزاوية التي يجب أن تنحرف بها الحزمة المنعكسة هي أيضًا صغيرة ، وبالتالي فإن الصورة المنعكسة لا تشوه شبه منحرف بشكل كبير ، ويمكن القيام به في معظم مناطق الشاشة. إلى محاذاة مستوى البكسل.

cinema modulator passive.jpg

صورة ثلاثية الحزم system3D تتطابق تماما


لذلك ، يقدم المشكِّل الثلاثي العارض ثلاثي الأبعاد وضوحًا أكبر بكثير من نظام الحزمة المزدوجة ، خاصة لأجهزة العرض الرقمية 4K.


من خلال المقارنة الشاملة الأفقية المذكورة أعلاه ، على الرغم من أن تكلفة نظام الحزمة الثلاثية أعلى بقليل من نظام الحزمة الثنائية ، فهي صغيرة الحجم وخفيفة الوزن ومنخفضة في بيئة التركيب ودقيقة في محاذاة الصورة وأكثر وضوحًا في الصورة وعالية في الكفاءة الخفيفة ، وظلال خفيف. حل السينما 3D الأكثر نضجا.


في الوقت الحاضر ، بدأت المزيد والمزيد من دور السينما بتحويل ليزر RGB ، ولكن نظرًا لأن معظم أنظمة الحزم الثلاثية غير متوافقة مع أجهزة العرض بالليزر RGB ، يمكن للمسرح أن يختار فقط نظام العارض المزدوج ثلاثي الأبعاد وأجهزة العرض بالليزر RGB ، ولكن الليزر RGB المعدل المسارح معظمها مسارح شاشة عملاقة ، ونسبة عرضها بشكل عام بين 1 و 1.3: 1. في نطاق نظام الشعاع المزدوج ، توجد مشكلة لا يمكن أن تتداخل فيها الصور ، مما يجعل المسرح ينفق مبالغ طائلة من المال لترقية نظام الليزر RGB ونظام الحزمة المزدوجة. ومع ذلك ، كانت الصورة التي تم الحصول عليها غامضة ، وكان شبح الشاشة جديًا ، وكانت مبالغ ضخمة من المال دون جدوى.