Tranh nổi stereogram (còn gọi là tranh 3D ẩn, kiểu "Magic Eye") là một tấm hình đầy hoa văn lặp lại, nhìn bình thường chẳng thấy gì, nhưng khi để hai mắt nhìn "xuyên qua" tấm hình như đang nhìn ra xa, một hình ba chiều bỗng nổi lên rõ rệt. Bí mật là hoa văn được lặp lại với khoảng cách thay đổi rất nhỏ ở từng vùng; khi mỗi mắt bắt vào một bản lặp khác nhau, não đọc sự chênh lệch đó thành chiều sâu, đúng như cách nó dùng hai mắt để nhìn thế giới thật.
Kiểu tranh này cực kỳ thịnh hành đầu thập niên 1990, nhưng gốc của nó là một khám phá khoa học quan trọng về thị giác. Bài này giải thích lịch sử, nguyên lý và cách nhìn cho người chưa từng "thấy" được.
Từ kính nhìn nổi đến chấm ngẫu nhiên
| Năm | Sự kiện |
|---|---|
| 1838 | Charles Wheatstone công bố nghiên cứu về nhìn bằng hai mắt và chế tạo kính nhìn nổi (stereoscope): hai hình vẽ hơi khác nhau, mỗi mắt nhìn một hình qua gương, ghép thành hình nổi. |
| 1849 | David Brewster cải tiến kính nhìn nổi dùng thấu kính, nhỏ gọn hơn. Thế kỷ 19, ảnh nổi trở thành thú vui phổ biến ở châu Âu và Mỹ. |
| 1959 – 1960 | Bela Julesz, kỹ sư người Mỹ gốc Hungary làm việc ở Phòng thí nghiệm Bell, tạo stereogram chấm ngẫu nhiên: hai tấm toàn chấm đen trắng ngẫu nhiên, một vùng trên tấm thứ hai bị dịch đi chút ít. Nhìn riêng, không có hình gì. Nhìn bằng kính nổi, vùng dịch hiện lên như một hình vuông lơ lửng. |
| 1979 | Christopher Tyler và Maureen Clarke tạo ra autostereogram: gộp cả hai ảnh vào một tấm duy nhất, nhìn được không cần kính. |
| Đầu thập niên 1990 | Các sách tranh nổi màu với hoa văn lặp (thay cho chấm ngẫu nhiên) bán ra hàng triệu bản trên thế giới. |
Vì sao chấm ngẫu nhiên của Julesz quan trọng
Trước Julesz, nhiều người nghĩ não phải nhận ra hình trong mỗi mắt trước, rồi mới ghép lại để thấy chiều sâu. Stereogram chấm ngẫu nhiên không chứa hình nào trong từng ảnh riêng, vậy mà não vẫn thấy hình nổi. Điều đó chứng minh chiều sâu có thể được tính trước khi nhận ra hình, ở một giai đoạn xử lý rất sớm. Đây là khám phá nền tảng của khoa học thị giác hiện đại.
Nguyên lý của tranh nổi một tấm
Khi ta nhìn một vật thật ở xa, hai mắt gần song song. Khi nhìn vật gần, hai mắt xoay vào trong. Autostereogram lợi dụng việc "tách" hai việc: lấy nét và xoay mắt.
- Tranh gồm một dải hoa văn lặp lại theo chiều ngang, mỗi bản lặp cách nhau khoảng vài centimet (nhỏ hơn khoảng cách hai mắt).
- Khi ta nhìn "xuyên qua" tranh như nhìn ra xa, hai mắt gần song song: mắt trái bắt vào một bản lặp, mắt phải bắt vào bản lặp kế bên. Não "ghép" hai bản lặp và thấy chúng như một mặt phẳng ở phía sau tranh.
- Ở những vùng hoa văn lặp với khoảng cách ngắn hơn một chút, não tính ra chúng ở gần hơn; vùng khoảng cách dài hơn, ở xa hơn. Người tạo tranh mã hoá hình ba chiều bằng cách điều chỉnh khoảng cách lặp theo từng điểm.
Kết quả là một hình nổi chỉ hiện ra khi não "khoá" được hai mắt vào đúng cặp bản lặp.
Cách nhìn cho người chưa từng thấy
Kiểu nhìn xuyên (mắt song song)
- Đưa tranh sát mũi, đến mức mờ hẳn. Mắt lúc này tự thả lỏng, nhìn "vào khoảng không".
- Từ từ đẩy tranh ra xa, khoảng 30 – 40 cm, giữ nguyên ánh mắt đờ đẫn, đừng cố lấy nét.
- Khi hoa văn bắt đầu "tách đôi" rồi chồng lên nhau, cố giữ nguyên. Hình nổi sẽ dần hiện ra. Lúc đó có thể dịch mắt quanh tranh mà hình vẫn còn.
Mẹo với tấm kính
Nếu tranh in trên giấy bóng hoặc được đặt sau tấm kính, hãy nhìn vào hình phản chiếu của chính mình hoặc của vật phía sau lưng. Mắt sẽ tự lấy nét ở xa, đúng chỗ cần thiết.
Kiểu nhìn lác (mắt bắt chéo)
Một số tranh được làm để nhìn bằng cách bắt chéo mắt, tức hội tụ mắt ở phía trước tranh. Nếu nhìn tranh làm cho kiểu song song bằng kiểu bắt chéo (hoặc ngược lại), hình nổi vẫn hiện nhưng đảo chiều sâu: chỗ lồi thành lõm.
Mất vài phút, thậm chí vài buổi mới "thấy" lần đầu là chuyện bình thường. Một khi đã thấy, những lần sau nhanh hơn nhiều.
Ai không thấy được
Người không có khả năng nhìn nổi, thường do lác hoặc nhược thị từ nhỏ, sẽ không thấy hình ẩn dù cố gắng thế nào. Đây là một tỉ lệ nhỏ trong dân số, và hoàn toàn có thể sống, làm việc bình thường. Stereogram chấm ngẫu nhiên được dùng làm một trong các bài kiểm tra nhìn nổi tại phòng khám mắt. Nếu một trẻ hoàn toàn không thấy được hình nổi trong bài kiểm tra chuẩn, nên cho trẻ đi khám mắt, vì lác và nhược thị ở trẻ nhỏ có thể điều trị tốt hơn khi phát hiện sớm.
Cũng có người nhìn nổi bình thường nhưng vẫn khó thấy tranh nổi một tấm, vì họ quen gắn chặt việc lấy nét với việc xoay mắt. Luyện vài lần thường giúp tách hai việc này.
Ứng dụng ngoài giải trí
- Nghiên cứu thị giác: stereogram chấm ngẫu nhiên vẫn là công cụ chuẩn để nghiên cứu nhìn nổi ở người và động vật. Nghiên cứu cho thấy cả khỉ, mèo, cú cũng thấy được hình nổi từ chấm ngẫu nhiên.
- Khám mắt: các bài thử nhìn nổi cho trẻ dùng nguyên lý này.
- Ảnh vệ tinh và bản đồ địa hình: các nhà trắc địa dùng cặp ảnh chụp từ hai vị trí trên máy bay hay vệ tinh, nhìn qua kính lập thể để thấy địa hình nổi và đo độ cao.
- Thiên văn: so hai ảnh chụp cách nhau một thời gian để phát hiện vật thể chuyển động, dùng kỹ thuật "so nháy" (blink comparator). Clyde Tombaugh phát hiện Diêm Vương tinh năm 1930 bằng cách này, dù đó là so nháy chứ không phải nhìn nổi.
Góc nhìn hôm nay: tự làm stereogram
- Bằng tay: trên giấy kẻ ô, vẽ một hàng ký hiệu lặp lại đều nhau, cách nhau khoảng 3 cm, ví dụ hàng hoa văn hình tròn. Ở hàng thứ hai, vẽ lại nhưng khoảng cách ngắn đi 2 mm. Nhìn xuyên: hàng thứ hai sẽ nổi lên trước hàng đầu.
- Bằng máy: có nhiều phần mềm và trang web miễn phí cho phép tải lên một ảnh độ sâu (ảnh xám, trắng là gần, đen là xa) và tạo ra autostereogram.
- Thử thách: tạo một stereogram chấm ngẫu nhiên kiểu Julesz với hai tấm giấy, đặt cạnh nhau, nhìn bằng mắt bắt chéo.
Câu hỏi thường gặp
Tranh nổi stereogram là gì?
Là hình chứa hoa văn lặp lại với khoảng cách thay đổi nhỏ, khi nhìn xuyên qua bằng hai mắt thì một hình ba chiều ẩn hiện ra. Não đọc sự chênh lệch giữa các bản lặp mà mỗi mắt thấy thành chiều sâu.
Làm sao nhìn được tranh 3D ẩn?
Đưa tranh sát mũi cho mờ, rồi từ từ đẩy ra xa khoảng 30 đến 40 cm mà vẫn giữ ánh mắt thả lỏng như nhìn ra xa. Khi hoa văn chồng khớp lên nhau, hình nổi sẽ hiện dần.
Ai phát minh ra stereogram chấm ngẫu nhiên?
Bela Julesz ở Phòng thí nghiệm Bell tạo stereogram chấm ngẫu nhiên khoảng năm 1959 đến 1960. Năm 1979, Christopher Tyler và Maureen Clarke tạo ra loại một tấm nhìn không cần kính.
Vì sao có người không nhìn thấy hình trong tranh nổi?
Người không có khả năng nhìn nổi do lác hoặc nhược thị từ nhỏ sẽ không thấy được. Một số người khác nhìn nổi bình thường nhưng chưa quen tách việc lấy nét với việc xoay mắt, luyện vài lần thường sẽ thấy.
Stereogram có dùng trong y học không?
Có. Các bài thử dùng chấm ngẫu nhiên giúp bác sĩ mắt kiểm tra khả năng nhìn nổi, nhất là ở trẻ em. Trẻ không thấy hình nổi trong bài thử chuẩn nên được khám mắt để phát hiện sớm lác hay nhược thị.