3D là gì? Khái niệm công nghệ 3D
3D là viết tắt của "3 chiều" hay “Three - Dimensions” (“dimension” tiếng Anh là kích thước). “3D” là thuật ngữ đề cập đến việc biểu diễn hình ảnh, đối tượng hoặc không gian thể hiện được cả chiều dài, chiều rộng và chiều sâu.
Ví dụ, các vật thể trong thực tế đời sống đều ở dạng 3D tức là có 3 chiều, nhưng khi ta chụp ảnh một vật thể thì vật thể đó ở trên tấm ảnh là ở dạng 2D. Hình ảnh 3D sẽ chân thực, sống động hơn.
Các khái niệm thường gặp với thuật ngữ này có thể là: hình ảnh 3D, đồ họa 3D, phim 3D, game 3D, in 3D,...
Công nghệ 3D là phương pháp tạo các hiệu ứng thị giác làm cho người xem cảm nhận đối tượng như có đủ 3 chiều, rất sinh động như một phần của thế giới thực.
Người dùng có thể lấy mẫu là các hình ảnh 2D đưa vào phần mềm đồ họa 3D và biến chúng thành vật thể hay nhân vật 3D trong không gian ba chiều. Công nghệ này có thể làm ra các hình ảnh hay video, các bộ phim 3D, ứng dụng trong quảng cáo hoặc giáo dục, giải trí,... Công nghệ 3D hiện đại còn cho phép người dùng tương tác với nhân vật và đối tượng được tạo ra.
Công nghệ 3D hiện đại bao gồm Thực tế ảo (VR), có thể tạo ra một môi trường ảo bởi phần mềm. Khi kết hợp với các thiết bị như mũ, tai nghe, kính VR chuyên dụng, cho phép con người ngồi tại chỗ nhưng có thể khám phá và tương tác trong môi trường đó, với cảm nhận gần giống như được trải nghiệm thực tế.
Quy trình tạo nên hình ảnh 3D như thế nào?
Để hiểu rõ hơn 3D là gì ta cần đi từ quy trình tạo ra hình ảnh 3D. Quy trình này phải trải qua ba giai đoạn chính: Tessellation (Sự giao thoa), Geometry (Hình học), và Rendering (Kết xuất).
Tessellation (Sự giao thoa)
Nguyên nghĩa của từ “Tessellation” là kỹ thuật sử dụng các hình như “ô” hoặc “mảnh ghép” để lấp đầy cho mặt phẳng, đảm bảo không có khe hở hay chồng chéo. Như vậy bước đầu tiên này là chia đối tượng (ảnh) cần chuyển đổi thành các hình đa giác nhỏ hơn một cách chính xác và hợp lý, không thừa ra và cũng không được chồng lấn lên nhau.
Geometry (Hình học)
Các đa giác này được xử lý biến đổi, kéo giãn hay thu nhỏ các cạnh, nhằm tạo ra hiệu ứng về thị giác để vật thể trở nên có chiều sâu.
Rendering (Kết xuất)
Rendering là giai đoạn cuối cùng. Trong giai đoạn này, ánh sáng, sự thể hiện chất liệu và các hiệu ứng đặc biệt khác được áp dụng vào các đối tượng để tạo ra hình ảnh 3D chân thực và sống động.
Ứng dụng phổ biến của công nghệ 3D là gì?
Công nghệ 3D là một khái niệm khá rộng, ta có thể phân loại theo ngành nghề để tìm hiểu sâu hơn ứng dụng 3D là gì.
Ứng dụng công nghệ in 3D trong sản xuất sản phẩm công nghiệp và tiêu dùng
Chúng ta hẳn sẽ ngạc nhiên khi biết rằng một chiếc đàn ghi-ta ngày nay có thể không được đóng từ bàn tay của một nghệ nhân nào đó mà là được in ra từ máy móc. Cũng có thể, ta ăn một chiếc bánh socola mà không hay biết là nó được “in” chứ không phải được làm theo cách truyền thống. Bạn có thể bất ngờ với những điều kỳ diệu này khi tìm hiểu 3D là gì.
Công nghệ in 3D có thể tạo ra các sản phẩm theo một cách thức hoàn toàn mới, nhanh hơn và tiết kiệm chi phí. Người ta tạo mô hình sản phẩm bất kỳ trên phần mềm máy tính. Hệ thống máy tính sau đó được kết nối với máy in. Nguyên liệu của máy in lúc này không phải là mực in theo cách thông thường mà sẽ chính là vật liệu để tạo ra sản phẩm đó. Chúng ta hoàn toàn có thể “in” được các sản phẩm sau:
- Những món đồ thời trang: giày dép, quần áo, phụ kiện, trang sức,...
- Bộ phận cơ thể người nhân tạo để thay thế như chân, tay, răng, xương, khớp háng,...đòi hỏi độ hoàn thiện và chính xác cao.
- Sản phẩm công nghiệp và linh kiện dựa trên thiết kế mẫu sẵn.
- Thực phẩm: bánh kẹo, mì ống,...
- Những ngôi nhà cũng có thể được “in”.
Người ta phân loại công nghệ in thành ba loại chính dựa theo vật liệu đưa vào:
- In 3D sử dụng vật liệu phi kim loại thường dùng nhất là nhựa dẻo.
- In 3D từ kim loại.
- In 3D sử dụng vật liệu hữu cơ.
Về nguyên lý chúng ta có thể in mọi thứ miễn là có thể tưởng tượng ra. Công nghệ in 3D để tạo ra các sản phẩm vật lý sẽ không bị giới hạn nào đáng kể. In 3D sẽ trở thành tương lai của thế giới khi phục vụ đời sống con người bằng những sản phẩm đẹp và rẻ tiền hơn.
Ứng dụng của công nghệ 3D là gì đối với ngành giải trí?
Phim hoạt hình 3D
Phim hoạt hình 3D rất thu hút các em nhỏ. Sử dụng ứng dụng phần mềm đồ họa, người ta sẽ không chỉ tạo được hình ảnh nhân vật, không gian sống động mà còn đưa được các nhân vật vào cốt truyện hấp dẫn. Qua đó, các bé dễ hình dung và hiểu thêm về thế giới xung quanh ngay tại nhà. Hoặc các câu chuyện cổ tích trở nên kỳ bí và có sức cuốn hút hơn rất nhiều.
Thiết kế game 3D
Game 2D từ lâu đã trở nên lỗi thời và bị giới trẻ lãng quên. Lý do vì game 3D có những nhân vật đẹp và sinh động, hoạt cảnh rộng lớn, màu sắc đa dạng, mô phỏng giống trong tự nhiên.
Công nghệ 3D hiện đại cho phép người chơi tương tác trực tiếp với các nhân vật trong game. Đây là ý do các loại game 3D có sức hút đặc biệt với giới trẻ và trở nên thịnh hành trong giai đoạn hiện nay.
Công nghệ 3D trong điện ảnh
Đồ họa 3D có thể giúp tạo ra các thước phim 3D. 3D hỗ trợ kỹ xảo điện ảnh, giúp đạo diễn tạo được những cảnh quay khó: bay trong không trung, đánh nhau với quái vật, các phép biến hóa… Qua đó, vừa giúp các nhà làm phim tạo nên những chi tiết hoành tráng, gay cấn, ly kỳ hấp dẫn tiết kiệm được chi phí sản xuất và đầu tư, an toàn hơn cho diễn viên.
Phim 2D hay kỹ xảo điện ảnh cho phim truyền thống vẫn bị hạn chế bởi màn hình thiết bị là màn hình phẳng. Công nghệ làm phim đó được gọi là “giả 3D”. Vậy nếu “thật” thì phim 3D là gì?
Các nhà làm phim đã nâng mức tham vọng của mình lên, họ muốn người xem được trải nghiệm cảm giác sống động nhất, nhân vật như vượt thoát bay ra khỏi màn hình, còn bản thân người xem như được hòa mình vào giữa cảnh quay. Công nghệ này được gọi là Real 3D.
Nguyên lý để tạo nên các hình ảnh 3D đó là: Nếu như hai hình ảnh chụp một vật thể đặt gần nhau, nếu mắt phải của người nhìn ảnh bên trái và mắt trái nhìn ảnh bên phải sẽ cho cảm giác vật thể lồi lên. Trong trường hợp ngược lại thì sẽ cho cảm giác vật thể “lõm”. Do đó, áp dụng vào trong điện ảnh, để dựng một bộ phim Real 3D, người ta sử dụng máy quay chuyên dụng của công nghệ này.
Máy quay có hai ống kính song song nhưng với tiêu cự khác nhau, một bên là quay cảnh như nhìn bằng mắt phải và một bên là cảnh nhìn bằng mắt trái. Tức là cảnh sẽ được ghi hình đồng thời nhưng từ hai góc nhìn, và được lưu ở hai tập tin khác nhau. Tiếp theo, các thước phim này được xử lý và phối hợp chiếu đồng thời lên màn ảnh trong rạp theo kỹ thuật đặc biệt.
Người xem phim được đeo một chiếc kính công nghệ 3D, kính này sử dụng tín hiệu hồng ngoại để chế luân phiên một bên mắt. Tín hiệu từ hai mắt truyền lên bộ não để xử lý, làm cho người xem phim có được trải nghiệm chân thực như được đi vào trong chính khung cảnh của phim, tạo cảm xúc mạnh mẽ.
Tiêu biểu nhất là bộ phim Avatar đình đám, đạo diễn James Cameron sử dụng sáu chiếc máy chiếu, chiếu lên ba màn ảnh rộng trong rạp tạo ảo giác 3D như thật, gây ngỡ ngàng cho khán giả. Avatar là phim đạt doanh thu cao nhất mọi thời đại.
Nhược điểm của công nghệ điện ảnh Real 3D này là có thể khiến một số người xem phim trong thời gian dài cảm thấy khó chịu, có trường hợp thấy nôn nao, chóng mặt.
Bỏ qua một nhược điểm nhỏ trên, những bộ phim “Real 3D” xứng đáng để được bạn thử thưởng thức một lần. Khi mua vé xem một bộ phim 3D chất lượng bạn có thể thẩm thấu được 3D là gì?
Ứng dụng 3D là gì trong ngành giáo dục?
Công nghệ đồ họa 3D có thể tạo nên những thước phim chân thực và sống động, tạo ra được những nhân vật ảo và lồng ghép cả nhân vật thực vào bối cảnh. Điều này hỗ trợ rất nhiều cho nền công nghệ giáo dục (Edutech) phát triển mạnh mẽ.
Các ứng dụng học ngoại ngữ hay kỹ năng sống cho trẻ em là các ví dụ tiêu biểu. Thầy cô giáo có thể xuất hiện trong video cùng các nhân vật ảo, kịch bản hấp dẫn đã thu hút sự theo dõi chăm chú của trẻ nhỏ, các em tiếp nhận kiến thức một cách vui vẻ và hiệu quả.
Sau này công nghệ 3D hiện đại hỗ trợ Thực tế Ảo (VR) sẽ giúp cho người học không cần di chuyển vẫn có thể tìm hiểu đối tượng và môi trường cần nghiên cứu một cách thuận lợi.
Công nghệ 3D trong quảng cáo và truyền thông và kinh doanh
Những ứng dụng 3D sẽ giúp tạo ra hình ảnh và video 3 chiều chân thực sống động, dễ chạm tới cảm xúc của người xem. Nhờ đó mà các đơn vị kinh doanh có cơ hội quảng bá thương hiệu của mình. Mọi cá nhân, tổ chức muốn xây dựng hình ảnh, lan tỏa các giá trị và thông điệp của họ tới cộng đồng cũng thuận lợi hơn.
Đơn vị kinh doanh sản phẩm vật lý có thể áp dụng 3D làm gia tăng cơ hội bán hàng. Với tâm lý trước khi chọn một sản phẩm nào đó, người mua đều muốn thử. Ví dụ, thử đặt tranh vào phòng khách nhà mình, thay đổi kích cỡ tranh, màu tường, thay đổi không gian nội thất,... Khách hàng nữ muốn thử màu son môi, màu mỹ phẩm lên khuôn mặt của mình nhưng không muốn tới cửa hàng. Công nghệ 3D cho phép họ tải ảnh thật lên và thử sản phẩm “online”. Đơn vị kinh doanh nào đón đầu xu thế, hiểu và đáp ứng được nhu cầu này của khách hàng thì sẽ có nhiều cơ hội thành công hơn.
Ứng dụng của 3D là gì trong xây dựng và kiến trúc - nội thất?
Người kiến trúc sư có thể dùng phần mềm đồ họa 3D chuyên dụng để vẽ nên ngôi nhà, căn phòng với màu sắc, kích thước, ánh sáng rất tự nhiên. Nó giúp chủ nhà hình dung ra nhà của họ định làm sẽ trông như thế nào trong thực tế sau khi được xây dựng xong.
Nếu bạn đã trực tiếp nhìn thấy trong máy tính của kiến trúc sư một mô hình nhà biệt thự kết cấu đẹp, với đầy đủ đồ đạc, trang thiết bị nội thất, ánh sáng lung linh như thật, bạn sẽ thực sự hiểu được 3D là gì?
Dựa vào bản thiết kế 3D các khách hàng sẽ có cái nhìn trực quan, sinh động nhất về công trình, hình dung được rõ ràng căn phòng hay căn nhà hoặc cảnh quan nếu được thi công xong. Từ đó, khách hàng có sự yêu cầu điều chỉnh cho phù hợp trước khi quyết định thực hiện.
Điều này tạo sự thuận lợi để đưa ra nhiều phương án cho khách hàng lựa chọn. Nó giúp tiết kiệm thời gian, chi phí hạn chế tối đa việc phải điều chỉnh và sửa chữa.
Ứng dụng trong ngành y tế đem lại lợi ích cho bệnh nhân
Chẩn đoán hình ảnh với 3D (chụp X- Quang, CT, MRI) là công cụ hữu hiệu để giúp bác sĩ nhìn rõ các bộ phận cơ thể bệnh nhân từ bên trong, phát hiện vấn đề và xác định tình trạng bệnh lý chính xác hơn.
Thử nghiệm trước khi làm thật: bằng cách tạo mô hình cơ thể bệnh nhân và các bộ phận riêng lẻ, các bác sĩ có thể thực hành phẫu thuật trên mô hình trước khi thực hiện thực tế, nâng cao hiệu quả, tránh sai sót.
Cấy ghép các bộ phận cơ thể: công nghệ 3D hiện đại giúp tạo ra các phần cơ thể, xương khớp,... nhân tạo một cách chính xác, phù hợp các tiêu chuẩn khắt khe trong y tế, tạo cơ hội tốt hơn cho bệnh nhân được cải thiện chức năng hoặc điều trị khỏi bệnh.
Các ngành học có liên quan tới công nghệ 3D đang “hot” với giới trẻ
Sau khi hiểu rõ 3D là gì chúng ta có thể lý giải được tại sao ngành học này lại trở nên “hot” với giới trẻ ngày nay.
Sự xuất sắc của các tác phẩm được tạo ra từ công nghệ 3D đã thật sự cuốn hút được các bạn học sinh, sinh viên. Đó là một ngành nghề mới mẻ nhưng đầy thú vị. Để có thể làm chủ được công nghệ 3D đòi các bạn phải có sự nỗ lực và cố gắng không nhỏ. Tuy nhiên, khi thấy được các tác phẩm mình tạo ra, hẳn là chính tác giả cũng thỏa mãn và tự hào.
Thiết kế đồ họa 3D và các lĩnh vực có ứng dụng công nghệ 3D khác ngày càng mở ra nhiều cơ hội nghề nghiệp, hứa hẹn mức thu nhập cao.
Một phần vì sự hấp dẫn của chính bản thân nó, một phần vì sự tiềm năng của ngành nghề, mà “3D” ngày càng trở nên được ưa chuộng trong những phương án lựa chọn nghề của các bạn trẻ.
Công nghệ 3D có vai trò tích quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, mở ra một thế giới mới đầy sáng tạo và tiện ích. Hiểu rõ 3D là gì sẽ giúp con người dễ dàng chinh phục và làm chủ công nghệ, ứng dụng hợp lý có chọn lọc để giúp cho nhân loại có một cuộc sống tốt đẹp hơn.