Sự khác biệt giữa công nghệ 3D kỹ thuật số với công nghệ 3D trước đây trong điện ảnh

Kỹ thuật 3D ra đời, đem đến những bộ phim hoạt hình có hình ảnh đẹp và sống động hơn so với phim 2D truyền thống. Một vài bộ phim tiêu biểu cho thể loại này ngoài Toy Story là “The Incredibles”, “Cars” và “Shrek”, trong đó các nhân vật hiện hữu như một hình khối và có thể di chuyển cũng như tương tác với môi trường xung quanh. Để đạt được hiệu ứng này, các nhà làm phim phải hiểu rất rõ về cách cảm nhận hình ảnh của con người. Họ thậm chí còn tạo ra những mô hình nhân vật thực tế để hiểu rõ cách di chuyển của một nhân vật trong không gian 3D.

Trong vài năm trở lại đây, các nhà làm phim đã sử dụng kỹ thuật này để tái tạo không gian ba chiều trên màn hình. Với công nghệ 3D kỹ thuật số, các nhà làm phim hoạt hình có thể đánh lừa thị giác và não bộ của con người khiến họ nghĩ rằng họ đang nhìn vào một không gian ba chiều. Kết quả cuối cùng là người xem như được nhìn qua một cánh cửa sổ để thấy thế giới 3D thực. Mặc dù tương tự với công nghệ 3D trước đây nhưng công nghệ mới này có phần tiên tiến hơn trong thế giới điện ảnh và dịch vụ in nhanh.

Công nghệ 3D mới và cũ đều dựa vào sự khác thường về thị giác của con người để tạo ra những quang cảnh và vật thể có chiều sâu và có tính bao quát. Mỗi bên mắt của con người nhìn thấy một hình ảnh khác nhau và não bộ kết hợp chúng lại thành một hình ảnh thống nhất. Não bộ tận dụng sự khác biệt nhỏ trong góc nhìn giữa hai hình ảnh, được gọi là thị sai để cảm nhận được chiều sâu. Đây là lý do tại sao một người bị khiếm khuyết một mắt gặp rất nhiều khó khăn khi đánh giá khoảng cách.

Công nghệ 3D trước đây sử dụng những hình ảnh nổi màu bổ sung để tận dụng lợi thế của thị sai. Những hình ảnh này bao gồm hai lớp màu trong một dải duy nhất của bộ phim được thể hiện từ một máy chiếu. Một lớp chủ yếu là màu đỏ và lớp kia là màu xanh hoặc xanh lá cây. Để xem phim 3D, bạn phải đeo kính chuyên dụng với một ống kính màu đỏ và một ống kính màu xanh hoặc màu xanh lá cây. Những thấu kính này buộc một bên mắt của bạn phải nhìn phần màu đỏ của hình ảnh và một bên mắt còn lại nhìn phần màu xanh hoặc xanh lá cây. Do sự khác biệt giữa hai mắt nên não bộ cảm nhận những hình ảnh này như là một hình ảnh ba chiều. Tuy nhiên, do sử dụng các ống kính lọc màu, màu sắc của hình ảnh cuối cùng là không chính xác. Công nghệ 3D này khiến một số người bị đau đầu, mỏi mắt và buồn nôn.

Công nghệ 3D kỹ thuật số

Công nghệ 3D kỹ thuật số sử dụng hình ảnh để đánh lừa thị giác người xem. Nhưng thay vì sử dụng màu sắc để lọc ra các hình ảnh phù hợp cho mỗi bên mắt, công nghệ mới sử dụng sự phân cực. Trong cặp kính 3D kỹ thuật số, mỗi thấu kính được phân cực khác nhau. Một số cặp kính phân cực lệch nhau 90 độ. Những cặp kính khác sử dụng sự sắp xếp khác nhau của phân cực tròn. Màn hình được thiết kế đặc biệt để duy trì sự phân cực chính xác khi ánh sáng từ máy chiếu rọi vào nó. Khi không đeo kính người xem vẫn có thể xem những bộ phim được làm từ công nghệ 3D kỹ thuật số một cách bình thường, tuy nhiên, hình ảnh sẽ hơi bị mờ. 

Một bộ phim được làm từ công nghệ 3D kỹ thuật số sử dụng một hoặc hai máy chiếu kỹ thuật số để hiển thị hình ảnh trên màn hình. Mỗi máy chiếu sẽ hiển thị cho mỗi bên mắt. Ánh sáng tạo ra mỗi hình ảnh được phân cực để phù hợp với thấu kính tương ứng. Hầu hết các hệ thống một máy chiếu sử dụng một bộ chuyển mạch phân cực đặc biệt được gắn kết thông qua ống kính máy chiếu. Chuyển đổi này là một tấm phân cực chỉ cho phép ánh sáng của một trong hai hình ảnh đi qua tại một thời điểm. Trong hệ thống một máy chiếu, mỗi mắt sẽ nhìn thấy hình ảnh của mỗi khung hình 2 hay 3 lần liên tiếp với tốc độ cực kỳ nhanh. Não bộ sẽ kết hợp các hình ảnh này thành một hình ảnh 3D chuyển động liền mạch. Một vài hệ thống sử dụng kính phóng xạ có thể tự đồng bộ hóa với các máy chiếu sử dụng sóng radio nhưng xu hướng này sẽ tốn nhiều chi phí hơn.

Công nghệ 3D kỹ thuật số không làm hỏng màu sắc của hình ảnh và không gây ra nhiều tác dụng phụ khó chịu như công nghệ 3D trước đây.

Kỹ thuật in 3D lấy cảm hứng từ phim Terminator, tốc độ in nhanh gấp 100 lần so với bình thường

Continuous Liquid Interface Production ( CLIP, tạm dịch: sản xuất bề mặt lỏng liên tục) là công nghệ in 3D thế hệ mới, in ra vật thể bằng cách "trồng" nó trong bể chứa nguyên liệu in. Đây là công nghệ được phát triển bởi công ty Carbon3D (Hoa Kỳ), hứa hẹn cho phép in ra các sản phẩm chất lượng cao với tốc độ nhanh hơn từ 25 đến 100 lần so với công nghệ in 3D thông thường.

Chúng ta có thể hình dung phương pháp in 3D CLIP tương tự như một kỹ thuật trám răng mà các nha sĩ vẫn hay áp dụng. Theo đó, các bác sĩ sẽ cho một mẩu nhựa vào trong lỗ sâu trên răng, bắn một tia cực tím đặc biệt vào để đốt chảy mẩu nhựa và sau đó là nhanh chóng đông cứng nó lại. Kỹ thuật in CLIP cũng áp dụng ý tưởng tương tự nhưng sử dụng quá trình quang hóa để làm nhựa cứng lại với những hình thù tinh xảo. Chỉ cần chiếu hình ảnh mặt cắt của vật thể cần in trong bể chứa, vật liệu nhựa cảm quang sẽ phản ứng và tự hợp thành vật liệu mong muốn. Điểm mấu chốt của kỹ thuật in CLIP chính là khéo léo phân phối ánh sáng (kích thích đóng rắn) và khí oxy (tác dụng ức chế đóng rắn) theo hình dạng định trước bên trong bể chứa nguyên liệu.

Joseph DeSimone, CEO của Carbon3D cho biết: "Chúng tôi lấy ý tưởng từ một cảnh trong phim Terminator 2. Bằng cách kiểm soát chính xác vị trí của oxy và ánh sáng, chúng tôi có thể trồng vật thể một cách trực tiếp." Hãng cho biết kỹ thuật CLIP sẽ loại bỏ nhược điểm phân tầng của kỹ thuật in lớp chồng lớp như truyền thống, vốn không thể tạo ra các vật thể nhất quán và vững chắc. Hơn nữa, Carbon3D cho biết rằng kỹ thuật CLIP không những có thể tạo ra vật thể in 3D với chất lượng cao, mà còn có thời gian sản xuất nhanh hơn từ 25 cho tới 100 lần so với những công nghệ truyền thống.

Như trong đoạn video mô tả do hãng cung cấp, vật thể đã được hoàn tất trong thời gian chỉ 6 phút, nhanh hơn rất nhiều so với trước đây. Ngoài ra, một ưu điểm khác là CLIP có thể hoạt động đối với nhiều loại vật liệu polymer khác nhau, bao gồm cả các loại nhựa đàn hồi, thường được dùng trong giày dép nhưng cũng đảm bảo đủ độ bền để chế tạo bộ phận xe hơi. Carbon3D dự kiến sẽ chính thức thương mại hóa kỹ thuật in CLIP vào khoảng cuối năm nay và vẫn chưa công bố mức giá cụ thể. Hiện tại, hãng đang tìm kiếm khách hàng là những hãng sản xuất phụ tùng xe hơi, sản xuất dụng cụ thể thao, phòng thí nghiệm hoặc các hãng thiết kế,…