Wenn Ihnen beim Ansehen von 3D-Filmen schwindelig wird, wird Ihnen dann auch beim Betreten des „Metaversums“ schwindelig?

„Metaverse“ ist in letzter Zeit ein heißes Wort. Wer beim Ausgehen nicht „Metaverse“ sagt, wäre verlegen, sich als Modetrendsetter zu bezeichnen. Aber was genau ist das Metaverse? Was können wir damit machen? Weiß das wirklich jeder? Heute nimmt Pangke Sie mit, um das Geheimnis zu erkunden!

Der Begriff Metaverse stammt von den beiden Konzepten „Metaverse“ und „Avatar“, die im ausländischen Science-Fiction-Werk „Snow Crash“ von 1992 erwähnt werden. Menschen können im „Metaverse“ ihre eigenen virtuellen Avatare haben, und diese virtuelle Welt wird „Metaverse“ genannt. Klingt das sehr fundiert und professionell? Lassen Sie mich Ihnen ein Beispiel geben. Jeder dürfte den Film „Ready Player One“ kennen, und die Ökologie und das Erscheinungsbild der darin gezeigten virtuellen Welt können als vereinfachte Version des Metaversums angesehen werden.

Standbilder aus dem Film Ready Player One

Shen Yang, geschäftsführender Direktor des New Media Research Center der Tsinghua-Universität, erklärte: „Das Metaversum selbst ist keine Technologie, sondern eine Idee und ein Konzept. Es muss verschiedene neue Technologien wie 5G, 6G, künstliche Intelligenz, Big Data usw. integrieren und betont die Integration von virtuell und real.“

Einfach ausgedrückt kann das Metaversum durch Technologien wie VR und AR eine virtuelle Welt aufbauen. In dieser Welt können wir viele Avatare haben und unterschiedliche und farbenfrohe Leben erleben. Darüber hinaus können wir auch Geld verdienen und das verdiente Geld kann mit der Währung in unserem realen Leben in Umlauf gebracht werden. Haben Sie mittlerweile ein gewisses Verständnis vom „Metaversum“?

Wenn die beiden Punkte Avatare und die Zirkulation realer Währungen vorerst etwas schwer zu akzeptieren sind, können wir mit VR und AR beginnen, die virtuelle Welten aufbauen und die Magie des Metaversums erkunden~

Im wirklichen Leben ist die Anwendung von VR- und AR-Technologien sehr umfangreich. Von Spielen bis zu Filmen, vom Einzelhandel bis zu Navigationssystemen – die Virtual-Reality-Technologie hat jeden Aspekt unseres Lebens durchdrungen. Doch gerade aufgrund der weitverbreiteten Anwendung wurde auch ein sehr diskussionswürdiges Problem entdeckt: Schwindel.

Woher kommt das Schwindelgefühl? Welche Einflussfaktoren gibt es? Beginnen wir mit dem grundlegendsten 3D-Schwindel und gehen dann immer tiefer, um die Dinge über "Schwindel" zu analysieren~

3D ist die Abkürzung für 3-Dimension, was dreidimensional bedeutet. Ein Foto ist eine flache Grafik, also ein 2D-Bild. 3D ist wie das dreidimensionale Bild, das das menschliche Auge sieht. Zunächst müssen wir verstehen, wie Menschen 3D-Objekte „sehen“.

Die Welt, die das menschliche Auge sieht, ist dreidimensional. Dies liegt daran, dass unsere Augen die Entfernung, die geometrische Form, die Größe usw. jedes Objekts wirklich spüren können. Dies ist ein sehr komplexer Präsentationsprozess.

Der erste ist der Fokus der Augen. Das Prinzip der Fokussierung durch das menschliche Auge ist dasselbe wie das des optischen Zooms einer Kamera, mit dem Unterschied, dass die Fokussierung durch das menschliche Auge genauer und schneller erfolgt. Wenn das menschliche Auge ein Objekt beobachtet, kann der Abstand zwischen dem Objekt und dem Auge anhand der Fokussierentfernung des Auges beurteilt werden.

Zweitens werden aufgrund unterschiedlicher Beobachtungswinkel unterschiedliche Bilder gesehen. Wenn beide Augen gleichzeitig ein Objekt betrachten, unterscheiden sich die Bilder, die das linke und das rechte Auge aus zwei Winkeln sehen. Anschließend kann das Gehirn durch komplexe Berechnungen auf die Form des Objekts schließen.

Schließlich weisen die vom menschlichen Auge wahrgenommenen Objekte je nach ihrer tatsächlichen Größe und Entfernung unterschiedliche relative Größen auf, und es kommt auch zu geometrischen Deformationen der Objekte. Die unterschiedlichen Abstände zwischen verschiedenen Positionen und unseren Augen führen zu einer geometrischen Verformung von Objekten, was eines der Grundprinzipien für die Darstellung eines dreidimensionalen Bildeffekts ist.

Darüber hinaus gibt es noch einige andere Bildgebungsfaktoren, wie etwa die durch Licht und Schatten erzeugte Schichtung, die Bewegung des beobachteten Objekts und die Vorstellungskraft des Gehirns, die unsere Einschätzung der Entfernung, Form und Größe des Objekts beeinflussen können. Diese Faktoren wirken zusammen, um den 3D-Effekt zu erzeugen, den das menschliche Auge sieht.

Bei den im Alltag üblichen 3D-Filmen werden zwei Objektive verwendet, um Bilder der Szene aus zwei Blickwinkeln aufzunehmen, etwa aus dem linken und rechten Auge einer Person. Anschließend werden die Bilder aus den beiden Blickwinkeln mit zwei Projektoren synchron projiziert, sodass die beiden leicht unterschiedlichen Bilder auf der Leinwand angezeigt werden. Wenn Sie zu diesem Zeitpunkt direkt mit Ihren Augen hinschauen, überlappen sich die Bilder und sind etwas unscharf. Um ein dreidimensionales Bild zu sehen, müssen Sie Maßnahmen ergreifen, damit das linke Auge nur das linke Bild und das rechte Auge nur das rechte Bild sieht.

Menschen nutzen das vom Projektor ausgestrahlte Licht, um es nach dem Durchgang durch die Polarisationsfolie in polarisiertes Licht umzuwandeln. Die Polarisationsrichtungen der Polarisationsfolien vor dem linken und rechten Projektor stehen senkrecht aufeinander, sodass auch die Polarisationsrichtungen der beiden erzeugten polarisierten Lichtstrahlen senkrecht aufeinander stehen. Das Publikum verwendet zum Zuschauen eine Polarisationsbrille, die dem oben genannten polarisierten Licht entspricht, d. h. das linke Auge kann nur das vom linken Gerät projizierte Bild sehen, und das rechte Auge kann nur das vom rechten Gerät projizierte Bild sehen. Auf diese Weise sehen sie ein klares dreidimensionales Bild.

Warum wird uns bei 3D-Filmen schwindelig? Die Dreidimensionalität von 3D-Filmen wird vom menschlichen Auge nicht auf natürliche Weise erzeugt. Das menschliche Auge muss sich ständig anpassen und die Augäpfel wiederholt fokussieren, um sich anzupassen. Wenn wir also lange fernsehen, ermüden unsere Augen und manche Menschen können sich sogar schwindelig fühlen.

Darüber hinaus muss sich das menschliche Auge aufgrund der realistischen Bilder und des häufigen Perspektivwechsels in 3D-Filmen ständig anpassen und dem Gehirn die Information übermitteln, dass es sich ständig mit der Filmkamera bewegt, was ebenfalls im Widerspruch zur Bewegung des menschlichen Körpers in der Realität steht. Der menschliche Körper befindet sich in einem statischen Zustand und das Gehirn empfängt keine Muskelbewegungssignale, sodass es im Gehirn zu „Wahrnehmungsfehlern“ kommt, die zu Verwirrung in den Nervenzentren führen. Darüber hinaus ist der Gleichgewichtssinn des Vestibularapparates gestört und es kommt zu Schwindel, Übelkeit usw., ähnlich wie bei der Reisekrankheit.

Daher empfehlen wir, beim Ansehen von 3D-Filmen aufrecht vor dem Bildschirm zu sitzen, die Brille abzunehmen und nach jeweils 30 Minuten eine kurze Pause einzulegen.

Rote und blaue 3D-Brillen filtern unterschiedliche Farben durch verschiedenfarbige Gläser, um unterschiedliche Bilder zu sehen. Aufgrund der unvollständigen Filterung wird der Seheffekt beeinträchtigt und das linke und rechte Auge erscheinen rötlich und das andere bläulich. Jetzt gibt es auch eine neue technologische Verbesserung der roten, grünen (blauen) Linsen, die zum spektroskopischen System gehören und eine viel bessere Wirkung haben. Das Hinzufügen eines Filterrads und eines Synchronisierungscontrollers zu einem gewöhnlichen digitalen Projektor erhöht zwar die Kosten der Brille, wird aber jetzt weniger verwendet.

3D-Filme kamen erstmals in den 1950er Jahren auf. 4D-Filme basieren auf stereoskopischen 3D-Kinos mit Performance-Effekten wie Rauch, Regen, Licht, Blasen, Gerüchen und Kulissen, die dem Publikum beim Ansehen des Films ein umfassendes Spektrum an visuellen, akustischen, taktilen und olfaktorischen Erlebnissen ermöglichen. Darüber hinaus wurden im Vorführraum Simulationen verschiedener Naturphänomene wie Blitze, Schneeflocken usw. sowie professionelle dynamische Sitze hinzugefügt, die Bewegungen wie Heben, Neigen und Schwingen ausführen können, wodurch dem Publikum ein realistischeres Seherlebnis geboten wird.

Zwischen 5D- und 4D-Filmen besteht im Wesentlichen kein großer Unterschied, was sich vor allem in der Verbesserung einiger Ausstattungsmerkmale, wie beispielsweise der Sitze, widerspiegelt. Die vorherigen pneumatischen Geräte wurden 4D genannt, während 5D im Grunde eine hydraulische Ausrüstung ist. Darüber hinaus fügt 5D einige einzigartige Landschaftsdekorationen auf der Grundlage von 4D hinzu, um die Umgebung realistischer zu gestalten.

Nachdem wir über 3D, 4D und 5D gesprochen haben, kommen wir zu VR und AR, die mittlerweile weiter verbreitet sind. VR-Krankheit wird hauptsächlich durch zwei Teile verursacht: zum einen durch Simulationskrankheit und zum anderen durch visuelle Krankheit. Unter diesen ähnelt die Simulationskrankheit der oben erwähnten 3D-Krankheit; Während Sehkrankheiten durch negative Reaktionen des Sehsystems verursacht werden und das Gerät selbst einen größeren Einfluss auf Faktoren wie Bildwiederholfrequenz, Klarheit, Szenenverhältnis usw. hat.

Gleichzeitig ist das Schwindelgefühl von Mensch zu Mensch unterschiedlich, so wie manche Menschen an Reisekrankheit und Seekrankheit leiden und andere nicht. Verschiedene Menschen empfinden die Bewegung unterschiedlich, aber wir können die visuelle Reisekrankheit durch kontinuierliche Aktualisierung und Verbesserung der Technologie überwinden. Wenn wir eines Tages wirklich die Möglichkeit haben, in die Welt des „Metaverse“ einzutreten, glaube ich, dass die Erfahrungen, die sie uns bietet, mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie menschlicher sein werden!

Kreativteam: New Media Team des China Science and Technology Museum

Gutachter: Wang Xi, School of Electronic Information Engineering, Xidian University