CÔNG NGHỆ LCD VÀ 3D

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HCM.

Khoa : Vật líLớp : SP lí 3Môn: Chuyên đề quang học

GVHD: Ngô Thị Phương

DANH SÁCH NHÓM

Nguyễn Thị Ánh NguyệtNgô Thanh HàNguyễn Minh Ngọc

CÔNG NGHỆ LCD

CÔNG NGHỆ 3D

NỘI DUNG CHÍNH

CÔNG NGHỆ LCD

Tinh thể lỏng.

Sự sắp xếp định hướng các phân tử tinh thể lỏng.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của màn hình tinh thể lỏng.

CÔNG NGHỆ 3D

Thế giới của thị giác hai mắt.

Khái niệm về Parallax (thị sai) trong điện ảnh và nhiếp ảnh.

Màn hình 3D.

Kính chuyên dụng để xem phim.

• Là trạng thái trung gian đặc biệt giữa pha chất lỏng và chất rắn. Bao gồm các phân tử hữu cơ có kích cỡ vừa phải, có xu hướng kéo thon dài.

• Ở nhiệt độ cao, các phân tử sẽ định huớng tùy. Được biểu diễn trong hình, nó hình thành một chất lỏng đẳng huớng.

Tính chất đặc trưng của tinh thể lỏng

Sự định huớng lại các phân tử trong điện trường.

Sự truyền ánh sáng qua một bộ kính phân cực trực giao.

Sự truyền ánh sáng qua mặt lưỡng chiết.

Lưỡng chiết quang sử dụng môi trường tinh thể lỏng..

• Tính chất dị huớng một trục nên đối với một phân tử tinh thể lỏng giúp ta có thể tạo ra được một môi trường có thể điều khiển định hướng bằng cách thay đổi điện trường tác động lên nó, tạo ra nhiều ứng dụng thú vị trong kỹ thuật và đời sống.

• Khi ánh sáng truyền trong một môi trường đẳng hướng thì ánh sáng truyền như nhau theo mọi phương.

• Khi ánh sáng truyền trong môi trường dị hướng, sẽ có sự khác biệt giữa các phương truyền.

Môi trường dị hướng có hai chiết xuất khác nhau theo hai trục vuông góc nhau được gọi là lưỡng chiết

• Ánh sáng không phân cực truyền qua kính phân cực có phương thẳng đứng sẽ cho ra một ánh sáng phân cực thẳng, ánh sáng này khi tới kính phân cực hai sẽ bị chặn lại hoàn toàn, nên phía sau bộ kính phân cực trực giao này ta sẽ không nhận được ánh sáng.

• Lưỡng chiết quang có tác dụng biến đổi và điều khiển trạng thái phân cực của ánh sáng truyền qua môi trường.

• Trong bình thủy tinh, tinh thể lỏng trông như một chất lỏng dạng sữa đục. Sự biến thiên của đường chuẫn ít tuân theo các qui luật. Để ứng dụng được tinh thể lỏng, ta thường sắp xếp giữa hai lớp mỏng để trong khối chất đồng thời có sự sắp xếp kéo theo, hình thành các khối có trật tự theo hình.

• Một quá trình sắp xếp đơn giản khác g được ứng dụng rộng rãi hơn là sắp xếp dựa vào sự cọ xát với bề mặt tạo ra sự sắp xếp định hướng đường chuẩn.

Cấu tạo chung LCD

1. Lớp kính phân cực có trục truyền qua thẳng đứng.

2. Lớp thủy tinh nền.

3. Lớp tinh thể lỏng.

4. Lớp thủy tinh nền.

5. Lớp kính phân cực có trục truyền qua nằm ngang

6 Kính lọc màu.

Phân loại LCD: Gồm có 2 loại chính

Loại 1: LCD ma trận thụ động (DSTN LCD: Dual Scan Twisted Nematic).

Phân loại LCD

Loại 2: LCD ma trận chủ động (TFT LCD: Thin Film Trasistor).

Nguyên lý hoạt động.

• Do hình ảnh được mã hóa tạo thành các bản đồ ma trận điểm ảnh nên màn hình LCD cũng được cấu tạo bằng các điểm ảnh

• Xét hoạt động của một điểm ảnh, cấu tạo gồm 3 điểm ảnh con:

Ánh sáng nền truyền đến một điểm ảnh con.

Nguyên lý hoạt động

1. Ánh sáng qua kính phân cực.

2. Ánh sáng qua lớp thủy tinh.

3. Ánh sáng qua kính phân cực tiếp theo.

4. Ánh sáng qua kính lọc màu.

• Hãy thử làm thí nghiệm: Nhắm 1 mắt lại rồi cầm 2 cây bút chì ở 2 tay rồi thử tìm cách chạm 2 đầu chì vào nhau từ nhiều hướng, rất khó khăn so với khi dùng 2 mắt.

• Khi quan sát bằng mắt, sự điều tiết của thủy tinh thế và góc chập của 2 mắt làm ta cảm nhận được chiều sâu hay khoảng cách. Ấn tượng chìm hay nổi của không gian nhờ sự tổng hợp của não bộ đồng thời từ mắt trái và mắt phải.

• Hiệu ứng 3D ở các loại ảnh nổi hay phim nổi đều giống nhau ở bản chất: ”nhằm gửi đến mắt trái và mắt phải người quan sát một cách tách biệt hai hình ảnh tương ứng với góc lệch bên trái và bên phải của đối tượng”.

• Sự chập ảnh vô thức của não bộ sẽ gây nên ấn tượng chìm hay nổi của đối tượng sự vật.

• Để tạo ra ấn tượng độ sâu cho một ảnh tĩnh 3D, ta cần tạo ra sự khác biệt về vị trí theo phương nằm ngang của mỗi đối tượng trên cặp ảnh stereo dành cho mắt trái và mắt phải. Nói cách khác, ta cần tạo ra Parallax (thị sai) của ảnh phải so với ảnh trái.

• Parallax được kí hiệu là p và được đo bởi số pixel tuyệt đối, số cm tuyệt đối (tỷ lệ theo độ rộng khuôn hình chiếu trên màn ảnh) hoặc theo % tương đối ).

• Phân loại: Có 4 loại parallax. Và có 3 cấp độ chuyển thể từ 2D sang 3D.

• Loại 1: Possitive Parallax (p>0 và p<d): Cho ảnh chìm (thị sai dương).

• Loại 2: Divergence Parallax (p>=d): Ảnh nhoè ( thị sai phân kỳ).

• Loại 3: Zero Parallax (p=0): Ảnh không chìm không nổi ( Thị sai không).

• Loại 4: Negative Parallax (p<0): Cho ảnh nổi ( Thị sai âm ).

• Cấp độ 1: Mono-Layer Depth 3D (độ sâu 3D đơn lớp).

Từ một ảnh gốc nhân bản thành hai. Ảnh trái dịch sang trái (-1,5%), ảnh phải dịch sang phải (+1,5%). Ta thu được một cặp ảnh stereo

có Positive Parallax (p=+3%) cho toàn bức ảnh.

• Cấp độ 2: Multi-Layers Depth 3D (độ sâu 3D đa lớp).

• Layer 1 – NỀN: của ảnh trái dịch trái (-1,5%),

của ảnh phải dịch phải (+1,5%). p1=+3%.• Layer 2 – NGƯỜI: của ảnh trái dịch phải (+1%), của ảnh phải dịch trái (-1%). p2=-2%.

Từ Ảnh gốc được tách lớp rồi nhân bản thành hai.

Hình ảnh 3D thực sự phải xem bằng kính 3D.

• Cấp độ 3: Continuous Depth 3D - Real 3D (độ sâu 3D liên tục - 3D thực sự).

Để có được độ sâu liên tục, ta cần xây dựng Depth Map: Depth Map được đặc trưng bởi mức độ xám (gray scale), p của mỗi pixel sẽ được sinh ra dựa trên DepthMap đó.

Màn hình 3D

Màn hình 3D đơn dùng tấm phân quang.

Màn hình 3D kép dùng gương bán phản xạ.

Ưu điểm: Hiệu ứng 3D rất nét.

Nhược diểm: Cồng kềnh, tháo lắp hơi phức tạp.

Nhược điểm: chỉ có một vị trí nhìn tốt .

Ưu điểm: Cực kỳ đơn giản và gọn nhẹ.

Các loại kính chuyên dụng

Kính lọc phân cực (Polarize glasses).

Kính chớp tắt (Shutter glasses).