3D: влияние на зрение и мозг

И снова 3D

До 2009 года 3D-дисплеи и фильмы с трудом попадали в кинозалы и домашние кинотеатры. Стереоскопия – именно так технология 3D называется официально – задумывалась как нечто среднее между фотографией, культовыми фильмами и аттракционом "Триллер" в Диснейленде. Но после показа нереально красивых полётов Аватара над Пандорой, технология получила второй шанс на развитие. В настоящее время производители меняют свои взгляды и убеждения, заявляя о том, что будущее их экранов за 3D-технологиями – точно так же они заявляли и о HD-телевидении (High Definition Television – телевидение высокой чёткости) десять лет назад.

В 2010 году компания "Samsung" продала 2 миллиона 3D-телевизоров, и Юн Бу Кён (Yoon Boo-Geun), глава подразделения компании, занимающегося телевизионными технологиями, ожидает (надеется на) продажи на уровне более 10 миллионов изделий в 2011 году. LG и HTC недавно выпустили на рынок модели Optimus и EVO 3D, соответственно, которые представляют собой высокопроизводительные смартфоны с 3D-камерами и 3D-дисплеями. Компания YouTube заявила о том, что всё видео, содержащиеся на её сайте, вскоре станут совместимыми с аппаратным обеспечением nVidia 3D.

На фоне всех этих достижений скептики делают робкие попытки заявить о возникших проблемах. Некоторые полагают, что параллактические дисплеи, которые не требуют того, чтобы зрители сидели перед ними в нелепых очках, всё ещё слишком примитивны и громоздки. Другие беспокоятся о том, что производители различных устройств не стремятся к совместной работе с поставщиками контента — игр, фильмов, газет и журналов — по увеличению спроса на трёхмерную технологию. И, наконец, есть ещё сомнение в том, что мы когда-нибудь испытаем "потребность" в 3D такую же, как "потребность", например, в функции текстовых сообщений или наличии GPS в наших телефонах — это всего лишь излишество. Критики заявляют, что такие функции, как текстовые сообщения и GPS стали ключевым способом нашего общения и действий; подобного нельзя сказать о 3D – нет никаких предпосылок, чтобы эта технология стала такой же неотъемлемой частью нашей жизни.

Но что мы знаем о влиянии стереоскопии на нас — наши тела и души? Что технология 3D делает с нашим разумом? Нам, может, и нравится полёт на инопланетных животных над Пандорой, когда мы совершаем его, сидя в уютном кресле, но существует ли хотя бы малейший шанс того, что эта технология может нам навредить?

Принцип действия 3D-технологий: быстро и дёшево

В основе стереоскопии лежит простой трюк, вызывающий эффект воспроизводимости – и это то, что наши глаза делают ежедневно. Ещё в 1838 году Чарльз Уитстоун (Charles Wheatstone), учёный из Кингз-колледж (King’s College) в Лондоне, описал интересный визуальный эффект: когда на две картинки, расположенные под небольшим наклоном одна к другой, смотрели отдельно одним глазом – на одну, а другим – на другую картинку, то мозг получал сигнал о едином трёхмерном образе.

Итак, для того, чтобы воссоздать 3D-изображение на экране телевизора, нам необходим способ получения на одном экране разных картинок для каждого глаза.

Сначала это осуществили при помощи знаменитых анаглифных сине-красных очков, в которых разные линзы фильтруют немного отличающуюся для глаз картинку, и тогда возникает 3D-изображение. Пока этот способ часто приводит к подавлению других важных спектральных цветов и никому не нравится необычный вид таких очков.

Вот почему в настоящее время многие производители переключают своё внимание на систему параллаксного барьера.

Похожий по принципу действия на просмотр изображения сквозь частокол одним или другим глазом, параллаксный барьер покрывает экран тысячами узких прорезей и показывает одну из двух наклонённых картинок, в зависимости от угла расположения смотрящего на экран глаза. Угол расположения левого глаза позволяет получить картинку, немного отличающуюся от той, которую видит правый глаз; благодаря работе мозга, поступившие в него сигналы с двух глаз объединяются в трёхмерную картинку.

В любом из этих решений суть такова: для каждого глаза показывается отдельное двухмерное изображение; нужно обмануть мозг и заставить его думать, что он видит одну картинку с трёхмерной глубиной.

Что 3D-технологии делают с нашим разумом?

По сути, 3D-технология – это оптическая иллюзия. Мы играем с собственным разумом, заставляя наш мозг видеть три измерения в двухмерной плоскости; мы "видим" глубину на плоской поверхности. Любой, кто смог увидеть динозавра на одной из тех пёстрых картинок в торговом центре (называемых стереограммами), знает, что, если смотреть на картинку достаточно долго, даже начинает болеть голова.

"Вашим глазам приходится напрягаться сильнее. Мозг посылает дополнительные импульсы, чтобы глаза продолжали действовать синхронно, - объясняет доктор Джеймс Залц (James Salz), официальный представитель американской академии офтальмологии (American Academy of Ophthalmology), в 2003 году получивший от этой организации "Премию за прижизненные достижения" (Lifetime Achievement Award). Если вы всегда заставляете свои глаза испытывать такие нагрузки, глядя на 3D-изображения, то можете почувствовать чрезмерное напряжение или даже тошноту".

Наберите в поисковике Google "3D motion sickness" (эффект "укачивания" при просмотре 3D-изображений или фильмов) – и вы найдёте множество людей, которые жалуются на явление "укачивания" (болезнь движения), головные боли и тошноту при просмотре 3D-фильмов. Недавно проведённые исследования в Технологическом Университете Эйндховена в Нидерландах (Eindhoven University of Technology, Netherlands) показали, что около 17% испытуемых почувствовали симптомы тошноты, когда смотрели на текст в 3D с расстояния 3 метра.

Объяснение такому дискомфорту довольно простое: возникло противоречие. Наш мозг получает сигналы от глаз о том, что наше тело движется, однако вестибулярные центры (центры равновесия) во внутреннем ухе и механорецепторы в наших суставах утверждают, что оно остаётся неподвижным. В результате такой неразберихи возникают вышеупомянутые побочные эффекты, поскольку ваш мозг пребывает в нерешительности по поводу того, как справиться с возникшей проблемой.

3D: длительные эффекты

До сих пор, когда в научном сообществе поднимается вопрос "Какие долгосрочные и способствующие дальнейшему развитию эффекты есть у технологии 3D?", учёные не могут прийти к единому мнению. Пока ещё было проведено слишком мало исследований по данному вопросу.

Доктор Лоренс Тиксен (Lawrence Tychsen), офтальмолог из Университета Сент-Луис в Вашингтоне (St. Louis’s Washington University) изучал воздействие 3D-видео на макак-резусов. Детёныши макак надевали 3D-очки и смотрели на 3D-экраны в течение трёх месяцев, в результате чего команда Тиксена обнаружила, что глаза малышей развивались точно так же, как и у макак, которые не столкнулись с воздействием 3D, — у них не было каких-либо болезненных ощущений.

Но то были обезьяны! Тогда как их поведение, конечно же, можно предугадать в большинстве случаев, они всё же не являются людьми.

Доктор Мартин Бэнкс (Martin Banks), заведующий Лабораторией восприятия зрительного пространства (Visual Space Perception Laboratory) в Университете Калифорнии, Беркли (University of California, Berkeley), опубликовавший много работ по стереоскопии, не считает, что при использовании 3D-технологий в настоящее время есть повод для беспокойства. "Иногда опасения бывают обоснованными, а иногда нет. 3D представляет собой что-то бoльшее, чем реальный мир, чем то, на что мы привыкли смотреть. На каком-то уровне вы даже можете сказать, что это очень близко к реальности, и потому 3D-технологии – это хорошо".

А что насчёт дальнейшего развития визуальных эффектов? "Если это касается детей, то мы просто действительно пока этого не знаем. Единственный ответ, который мы можем дать: мы должны проследить за этим".

Другие специалисты, например, доктор Девид Гранет (David Granet), руководитель отделений офтальмологии и реконструкции тела взрослого человека (Pediatric Ophthalmology & Adult Re-Alignment Services) из Центра детской офтальмологии имени Анны Ф. и Абрахама Ратнера (Anne F. & Abraham Ratner Children's Eye Center), член американской академии педиатрии (Academy of Pediatrics), говорит о вполне логичных вещах: необходимо вообще сводить к минимуму время, проведённое перед экраном телевизора (монитора), касается ли это 2D или 3D – и тогда мозг и глаза растущего организма получат возможность развиваться должным образом.

А как же проблема фокусировки?

Бэнкс упомянул о том, что научное сообщество в настоящее время обсуждает вопрос, касающийся конфликта сигналов вергенции и приспособляемости — проблема фокусировки, вызванная асинхронным движением глаз. "Единственный фактор в 3D-технологиях, который стал причиной появления тошноты и головных болей, – это конфликт сигналов вергенции и приспособляемости. Но мы всё ещё не знаем, почему в действительности появляются эти побочные эффекты".

Проблема возникает, когда глаза сходятся в одну точку на вашем телевизионном экране, находящемся, скажем, в 20 футах (чуть больше 6 м) от вас, но трёхмерные образы фильма присутствуют на расстоянии от 15 до 25 футов (от 4,57 м до 7,62 м). Обычно, в реальном мире, ваши глаза смещают фокус то на 15, то на 20, то на 25 футов, но при просмотре стереоскопических фильмов они пытаются сфокусироваться на 20 футах, но у них получается перемещаться только на 15 и 25. Это приводит к возникновению проблем в чувстве баланса зрительной системы.

Бэнкс объяснил нам, что, когда взрослый выходит из кинотеатра после просмотра 3D-фильма, реальный трёхмерный мир может слегка дезориентировать его; такое испытали много людей. Исследования показали, что взрослые люди возвращают привычное им чувство ориентации в пространстве в течение нескольких минут — и зрение снова становится нормальным. Однако в случае с детьми всё ещё необходимо получить убедительные доказательства.

"И потому единственный ответ, который мы можем уверенно дать, – мы должны понаблюдать за этим процессом. Но на данный момент я, честно говоря, не вижу причин думать, что мы изменяем наш мозг".

В то время как конфликт сигналов вергенции и приспособляемости, как было установлено, играет свою роль в появлении нежелательных побочных эффектов, он не действует один, сам по себе; точно так же к этому могут быть причастны и другие факторы.

Другие визуальные трюки, вызываемые трёхмерной графикой

Доктора изучали и другие эффекты, которые 3D-изображения оказывают на наши глаза, но, по словам Бэнкса, эти эффекты ещё не были изучены достаточно тщательно, и потому нельзя сделать заключения об их долговременном воздействии на зрение.

Один из таких эффектов – это "вертикальная вергенция". В момент, когда вы наклоняете голову набок, пока смотрите 3D-фильм, новое расположение относительно трёхмерного экрана заставляет один глаз смотреть вверх, а другой – вниз. Подобная дезориентация может привести к появлению неприятных ощущений и вызвать тошноту. Несмотря на то, что Бэнкс признаёт существование вертикальной вергенции, он снова повторяет о том, что, насколько ему известно, никто в полной мере не изучал влияние данного феномена.

Доктор Бэнкс рассказал нам о том, что — совсем как в акустической системе — 3D-изображения воспринимаются как "перекрёстные помехи" там, где изображение половины трёхмерной картинки принимает неясные очертания или переходит в другое изображение. Хотя такой эффект может раздражать зрителей, врачи говорят, что он не вызывает проблем со здоровьем.

"Эффект трапецеидальных искажений" также может вызвать визуальное замешательство. Происходит это тогда, когда проецируемый фильм или изображение становится трапецеидальным, если система проецирования не позволяет изображению попасть на поверхность экрана под углом 90 градусов. Данный эффект создаёт трудности и для двухмерных фильмов, но становится более выраженным при просмотре 3D-образов.

Наконец, Бэнкс упомянул о важной проблеме, связанной с восприятием движения, тогда как внутреннее ухо и мозг утверждают, что тело не движется. Однако все, кто когда-либо испытывал тошноту из-за поездки в автотранспорте или страдал морской болезнью, знают, что это постепенно проходит, обычно без каких-либо сильных последствий, как только вы покидаете тот или иной вид транспорта.

Все вышеперечисленные факторы известны тем, что воздействуют на наше зрение при просмотре 3D-изображений. Врачи, может, и дали названия этим эффектам, но они признают, что подробного научного исследован

А что производители?

В отличие от реакции на утверждение о множестве потенциально влияющих на здоровье человека факторов в серийно выпускаемых изделиях промышленного или бытового назначения, таких как табачные изделия или ремни безопасности, многие производители не стали хранить молчание о проблеме, связанной с воздействием 3D-технологий на здоровье человека. Samsung снабжает свои 3D-телевизоры таким предупреждением: "Ответственный взрослый человек должен часто проверять, как себя чувствуют дети, имеющие дело с 3D-функцией. Если вы заметите любые симптомы уставших глаз, головных болей, головокружения или тошноты, выключите телевизор и заставьте ребёнка отдохнуть". Подобного предупреждения нет на 2D-телевизорах компании. Sony поступает точно так же.

Nintendo заранее опубликовала предупреждение для тех, кто будет пользоваться 3DS, её портативной 3D приставкой: "Просмотр 3D-изображений детьми 6 лет и меньше может привести к ухудшению зрения". Такого предупреждения нет у DS, приставке Nintendo без функции 3D.

Сатору Ивата (Satoru Iwata), президент компании Nintendo, подтвердил, что эта продукция не является опасной – просто компания "проинформировала покупателей о возможных проблемах с целью упреждения".

Не по словам судят, а по делам. Nintendo хранила молчание по поводу своих собственных исследований. Но предупреждение, которое сделала компания, может быть интерпретировано только как превентивный правовой шаг, принимая во внимание то, что Nintendo допускает возможное снижение уровня продаж, вызванное этим предупреждением.

Каково же будущее 3D-технологий?

Поскольку в ближайшее время рынок 3D-устройств будет развиваться, производители оптимистично заявляют о том, что трёхмерные технологии станут частью нашего будущего надолго. Понравилось ли нам такое новшество или нет, с каждым годом 3D-экраны будут проникать в нашу жизнь всё больше и больше.

До сих пор исследования не подтвердили, что 3D-экраны оказывают опасное воздействие на здоровье человека; но это необязательно означает, что также не было доказано и то, что 3D-технологии не окажут никакого эффекта. Просто подобная технология ещё недостаточно широко распространена и не использовалась в течение длительного времени, чтобы можно было это выяснить. Как и в случае с любым потенциально вредным для здоровья человека воздействием, будучи потребителями, мы можем придерживаться подхода "невиновен, пока не доказано обратное" или наоборот. История культуры потребления за последние сто лет пестрит примерами неосведомлённости и сверхбдительности. Возьмите, хотя бы, сигареты (доказанное воздействие), микроволновые печи (преувеличенная опасность) и излучение от мобильных телефонов (на этот вопрос мы всё ещё ждём ответа).

Будучи одновременно и покупателями, и родителями, мы должны взять на себя ответственность и следить за тем, как технологии 3D влияют на наше здоровье и здоровье наших детей. Иногда, когда нет заслуживающего доверия ответа, так или иначе, лучше просто прислушаться к своему внутреннему голосу — особенно если ваш ребёнок чувствует себя неважно после просмотра 3D-фильма.

Источник: www.thg.ru