Vai trò quan trọng của độ sâu trường ảnh (Depth of Field) trong việc tạo ra một mô phỏng bay thành công

  • BenQ
  • 2025-04-01
The Vital Role Depth of Field Plays in Creating a Successful Flight Simulator

Khi xây dựng một mô phỏng bay thành công, mục tiêu cuối cùng là cung cấp cho phi công những hình ảnh phản ánh chính xác những gì họ sẽ gặp phải trong một tình huống thực tế, bao gồm khả năng tái tạo các góc nhìn và đường nhìn chính xác, tất cả nhằm hoàn toàn đưa họ vào kịch bản mà họ đang luyện tập. Để đạt được điều này, các mô phỏng gần đây không chỉ sử dụng các thành phần như màn hình cong mà còn cố gắng đẩy giới hạn của độ cong màn hình.

 

 

Điều này có nghĩa là khi các nhà thiết kế xem xét các máy chiếu để sử dụng trong các mô phỏng như vậy (tức là các máy chiếu hỗ trợ chiếu lên màn hình cong), họ sẽ cần phải suy nghĩ vượt ra ngoài các thông số mà hầu hết mọi người đều quen thuộc khi mua máy chiếu, chẳng hạn như độ sáng, hiệu suất màu sắc, độ phân giải, và các yếu tố khác. Các nhà thiết kế cũng cần phải tính đến các yếu tố liên quan đến không gian mà mô phỏng sẽ chiếm, bao gồm kích thước phòng, tổng số màn hình, vị trí và cách thức lắp đặt (chiều cao, góc độ, v.v.), vì những yếu tố này ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình kết hợp cạnh (edge-blending). Giữa tất cả những yếu tố này, một thông số của máy chiếu đóng vai trò quan trọng trong mức độ thành công của toàn bộ dự án, vì nó là yếu tố quyết định ngay từ đầu liệu hình ảnh chiếu trên màn hình vòm có đủ rõ ràng để hoàn toàn thu hút phi công trong quá trình huấn luyện hay không: Độ sâu trường ảnh (Depth of Field - DOF).

Độ sâu trường ảnh là gì? Độ sâu trường ảnh bao nhiêu nào là tốt nhất cho máy chiếu mô phỏng bay?

Độ sâu trường ảnh (Depth of Field) đề cập đến khoảng cách giữa điểm gần nhất và điểm xa nhất phía sau mặt phẳng tiêu cự của máy chiếu, nơi nó vẫn có thể tạo ra một hình ảnh được coi là sắc nét. Nói cách khác, tất cả các hình ảnh được tạo ra bởi máy chiếu trong phạm vi DOF của nó sẽ được người xem nhìn thấy rõ ràng, trong khi tất cả các hình ảnh ngoài phạm vi này sẽ xuất hiện mờ.

The HFOV and VFOV produce a concavity where the focus point for each point along the screen is different

HFOV (Góc nhìn theo chiều ngang) và VFOV (Góc nhìn theo chiều dọc) tạo ra một độ lõm, nơi điểm lấy nét cho mỗi điểm trên màn hình là khác nhau.

 

Như đã thấy trong hình ảnh trên, khi một mô phỏng bay sử dụng màn hình vòm, màn hình sẽ có độ cong dọc theo cả HFOV (Góc nhìn theo chiều ngang) và VFOV (Góc nhìn theo chiều dọc), tạo ra một độ lõm mà máy chiếu và hình ảnh của nó phải xử lý, vì điểm lấy nét sẽ khác nhau ở mỗi điểm trên màn hình. Vì vậy, khi di chuyển từ các cạnh ngoài của hình ảnh chiếu vào trong, màn hình càng xa khỏi ống kính, tạo ra "độ sâu" mà DOF của máy chiếu phải tính đến. Điều này đặc biệt đúng với những màn hình có độ cong cao.

 

Ý tưởng này có thể dễ dàng hiểu hơn qua ví dụ sau, nơi một phòng có màn hình với 220 độ HFOV40 độ VFOV cùng ba máy chiếu LU951ST dạng ném ngắn từ dòng máy chiếu Installation của BenQ đang trải qua quá trình kết hợp cạnh (edge-blending). Trong tình huống này, việc tính toán DOF lý tưởng nhất trở thành một bước quan trọng trong quá trình thiết kế.

 

Trong cấu hình này, máy chiếu giữa sẽ chiếu một lưới với một laser spirit level (máy cân laser) được đặt ở trung tâm. Khi chiều cao của máy cân laser được điều chỉnh sao cho nó ngang bằng với trung tâm của độ cong màn hình, máy cân laser sẽ được di chuyển về phía sau cho đến khi đường ngang của nó bao phủ khoảng cách giữa các cạnh trái và phải của lưới. Sau đó, như được thấy trong hình ảnh dưới đây, máy chiếu chuyển sang chế độ chiếu mẫu chữ để kiểm tra xem hình ảnh có được lấy nét ở tất cả các khu vực hay không, bao gồm cả các góc. Vào thời điểm này, việc đặt một laser range finder (máy đo khoảng cách laser) lên trên máy cân laser cho phép bạn tính toán độ sâu trường ảnh (DOF), mà như được thấy trong hình ảnh cuối cùng, giá trị DOF này là khoảng 0.8 m. Vì vậy, trên thực tế, nếu bạn muốn chiếu một hình ảnh hoàn toàn sắc nét trên một màn hình với 220 độ HFOV, máy chiếu của bạn nên có giá trị độ sâu trường ảnh ít nhất là 0.8 m.

 

A word pattern is used to check if the image is focused in all areas for depth of field calculation purposes

Mẫu chữ được sử dụng để kiểm tra xem hình ảnh có được lấy nét ở tất cả các khu vực hay không, nhằm mục đích tính toán độ sâu trường ảnh.

Những tính năng khác bạn nên tìm kiếm để tối ưu hóa hình ảnh

Ngoài những vấn đề đã được đề cập trên, nhiều nhà thiết kế sẽ gặp phải các vấn đề như vật cản hoặc giới hạn không gian liên quan đến thiết lập của mô phỏng, điều này sẽ ngăn cản họ lắp đặt máy chiếu ở vị trí lý tưởng nhất cho việc chiếu hình ảnh. Cho dù đó là việc phải đối mặt với chiều cao trần, ống nước, dầm, cột hay các yếu tố cấu trúc khác, những điều chỉnh được thực hiện đối với vị trí của máy chiếu để giải quyết các vấn đề này thường tạo ra những hình ảnh quá lớn hoặc quá nhỏ, và/hoặc tạo ra sự chồng chéo ở các khu vực kết hợp cạnh (edge-blending) của các hình ảnh chiếu, tất cả đều làm cho việc tích hợp nhiều hình ảnh thành một tổng thể đối xứng trở nên khó khăn hơn. Trong những trường hợp như vậy, việc có một máy chiếu với tính năng zoom và lens shift sẽ giúp dễ dàng giải quyết các vấn đề liên quan đến thiết lập không gian.

Zoom adjusts the size of the image

Zoom điều chỉnh kích thước của hình ảnh

Lens shift adjusts the position of the image

Ống kính điều chỉnh vị trí hình ảnh

Các ví dụ để thấy tại sao Tỷ lệ Zoom và Tính năng Lens shift lại quan trọng

Cách tỷ lệ zoom đảm bảo hình ảnh vừa vặn hoàn hảo

Sử dụng máy chiếu BenQ LU951ST Short-Throw Pro-AV trong một tình huống giả định, nếu chiều cao lắp đặt là 240 cm và hình ảnh chiếu (đường chéo) cần có kích thước 110 inch, bạn có thể tính toán qua BenQ Projector Calculator rằng với tỷ lệ zoom từ 0.81 đến 0.89, máy chiếu có thể được lắp đặt với khoảng cách từ 191.9 cm đến 210.9 cm từ màn hình chiếu và vẫn duy trì được hình ảnh 110 inch.

 

Điều này có nghĩa là với một kích thước hình ảnh chiếu cố định và tỷ lệ zoom thay đổi, bạn sẽ có một ranh giới gần và xa, trong đó máy chiếu có thể được lắp đặt và vẫn duy trì được kích thước hình ảnh đã cho, hay nói cách khác là một khu vực đệm. Hệ quả tiếp theo là tỷ lệ zoom càng cao, khu vực đệm mà bạn có thể làm việc càng lớn.

Sử dụng chiều cao lắp đặt và kích thước hình ảnh chiếu mục tiêu để tính toán khoảng cách lắp đặt qua BenQ Projector Calculator.

Sử dụng chiều cao lắp đặt và kích thước hình ảnh chiếu mục tiêu để tính toán khoảng cách lắp đặt qua BenQ Projector Calculator.

Tính năng Lens Shift mang lại sự linh hoạt cho vị trí hình ảnh

Giữ nguyên các điều kiện như đã mô tả ở trên, khi được lắp đặt ở khoảng cách tính toán bởi BenQ Projection Calculator, LU951ST với phạm vi lens shift dọc ±60%lens shift ngang ±23% cho phép bạn dịch chuyển hình ảnh với độ cao tối đa ±88.8 cm theo chiều dọc và khoảng cách tối đa ±54.5 cm theo chiều ngang, mang lại sự linh hoạt thêm trong việc lắp đặt.

Kết luận

Dưới đây là các mẫu máy chiếu từ dòng Installation của BenQ (cùng với các thông số kỹ thuật) có giá trị độ sâu trường ảnh tốt, mà chúng tôi khuyến nghị sử dụng cho mô phỏng bay:

Model

Kích thước (R*C*D)

Độ phân giải

Độ sáng Tỉ lệ Zoom Tỉ lệ ném Ống kính điều chỉnh

Model

LU960

Kích thước (R*C*D)

479.6 x182.8 x 402 mm

Độ phân giải

1920x1200

Độ sáng
5500 lumens
Tỉ lệ Zoom
1.5X
Tỉ lệ ném
1.127~1.697
Ống kính điều chỉnh
Vertical : ±62%
Horizontal : ±24%

Model

LU960ST

Kích thước (R*C*D)

480 x402 x176.3 mm

Độ phân giải

1920x1200

Độ sáng
5500 lumens
Tỉ lệ Zoom
1.1X
Tỉ lệ ném
0.77~0.84
Ống kính điều chỉnh
Vertical : ±62%
Horizontal : ±24%

Model

LU951ST

Kích thước (R*C*D)

490 x159 x380 mm

Độ phân giải

1920x1200

Độ sáng
5000 lumens
Tỉ lệ Zoom
1.1X
Tỉ lệ ném
0.81~0.89
Ống kính điều chỉnh
Vertical : ±60%
Horizontal : ±23%

Model

LU935ST

Kích thước (R*C*D)

416 x166 x 351 mm

Độ phân giải

1920x1200

Độ sáng
5500 lumens
Tỉ lệ Zoom
1.1X
Tỉ lệ ném
0.81~0.89
Ống kính điều chỉnh
Vertical : ±60%
Horizontal : ±23%

Model

LK953ST

Kích thước (R*C*D)

490 x159 x380 mm

Độ phân giải

3840x2160
Độ sáng
5000 lumens
Tỉ lệ Zoom
1.1X
Tỉ lệ ném
0.81~0.89
Ống kính điều chỉnh
Vertical : ±60%
Horizontal : ±23%

Model

LK936ST

Kích thước (R*C*D)

416 x166 x 351 mm

Độ phân giải

3840x2160
Độ sáng
5100 lumens
Tỉ lệ Zoom
1.1X
Tỉ lệ ném
0.81~0.89
Ống kính điều chỉnh
Vertical : ±60%
Horizontal : ±23%