Поляризационные очки: принцип действия простыми словами

Поляризационные очки пропускают свет только с определённым направлением колебаний и задерживают остальной. На этом построены сразу две вещи: пассивные 3D-очки для кино и телевизоров и солнцезащитные очки, которые гасят блики от воды и мокрой дороги.

Что такое поляризация света

Свет - поперечная волна: колебания идут перпендикулярно направлению луча. В обычном свете они хаотичны и направлены во все стороны. Поляризованным называют свет, у которого есть преимущественное направление колебаний. Поляризационный фильтр работает как решётка: пропускает колебания одного направления и задерживает перпендикулярные.

Отражённый свет от воды, асфальта, капота или витрины в значительной мере поляризован горизонтально. Поэтому фильтр с вертикальной осью отсекает большую часть такого блика, а прямой свет от предметов проходит.

Поляризационные очки для 3D

Стереоочки без батарейки называют пассивными. К ним относятся анаглифные, с красным и синим стёклами, и поляризационные. Анаглиф самый дешёвый, но цветной фильтр съедает часть информации, и картинка выходит тусклой. Поляризационные очки цвет почти не искажают.

Экран показывает два изображения одновременно, каждое со своей поляризацией. Линза для левого глаза пропускает только "левую" картинку, линза для правого - только "правую", а мозг складывает их в объём. Подробнее о том, как глаза строят глубину, рассказано в статье про стереоскопическое зрение.

Линейная и круговая поляризация

При линейной поляризации один глаз видит изображение с вертикальной поляризацией, другой с горизонтальной. Стоит наклонить голову, и оси фильтров перестают совпадать с экраном: появляется двоение. Круговая поляризация закручивает свет по или против часовой стрелки, и наклон головы почти не влияет на эффект. Большинство кинотеатров и 3D-телевизоров использовали именно круговую, а линейную применял, например, IMAX 3D.

Плюсы и минусы пассивной технологии

По сравнению с активными затворными очками у поляризационных такие особенности:

• не нужны батарейки, зарядка и синхронизация с телевизором;
• нет мерцания затворов, глаза устают меньше, очки лёгкие;
• частота кадров не делится пополам, оба кадра показываются одновременно;
• стоят копейки, производители клали в коробку с телевизором по несколько пар (у LG обычно четыре);
• минус: на телевизоре с разрешением 1080 строк каждый глаз получает только 540.

Во времена популярности 3D-телевизоров пассивную схему выбирали LG, Vizio, частично Toshiba, а Samsung, Sony и Panasonic делали ставку на активные очки. Сейчас 3D-телевизоры сняты с производства, но поляризационные очки по-прежнему используются в кинотеатрах и с некоторыми проекторами. Сравнение двух подходов есть в материале какие 3D-очки лучше.

Поляризационные очки для водителей и рыбаков

Солнцезащитные очки с поляризационным фильтром сделаны для яркого дня. Их ось направлена так, чтобы гасить горизонтальные блики. Водитель перестаёт щуриться от отражений на мокром асфальте и капотах встречных машин, рыбак видит толщу воды, а не слепящую поверхность.

Обычные поляризационные очки пропускают около половины света. Днём это плюс, а в сумерках и ночью видимость падает вдвое, поэтому тёмные очки за рулём в темноте не носят.

Зачем нужны жёлтые линзы

Глаз сильнее всего чувствителен к свету с длиной волны около 555 нм, основная зона восприятия лежит в диапазоне 500-600 нм. Жёлтая часть спектра (570-590 нм) попадает прямо в эту зону.

Жёлтую линзу делают не простым окрашиванием. Есть два подхода:

1. Узкополосный фильтр, пропускающий только 570-590 нм. Мир становится серо-жёлтым, цвета почти пропадают, для руля и работы за компьютером такие очки не годятся.
2. Отсечение синего. Если из белого света убрать синюю составляющую покрытием или красителем в массе линзы, проходящий свет становится жёлтым, а остальные цвета различимы.

Когда жёлтые линзы помогают

• В пасмурную погоду, туман и сумерки: подавляется рассеянная голубоватая засветка, растёт контраст, картинка кажется резче.
• Ночью: галогенные и светодиодные фары встречных машин дают много синего, жёлтый фильтр его срезает. Лампы накаливания светят желтовато, и там эффект слабее.
• Яркость в жёлтой зоне почти не теряется, поэтому видимость не падает так, как в тёмных очках.

Совмещение поляризации и жёлтого фильтра даёт очки для плохой погоды и ночной дороги, а серые и коричневые поляризационные линзы лучше подходят для солнечного дня.

Частые вопросы

Короткие ответы на популярные вопросы.

Можно ли смотреть 3D в солнцезащитных поляризационных очках

Нет. У солнцезащитных очков оба фильтра ориентированы одинаково, а для 3D нужны разные фильтры для левого и правого глаза.

Как проверить, что очки действительно поляризационные

Посмотрите в них на экран телефона или монитора и поверните голову на 90 градусов. Если экран заметно темнеет, фильтр поляризационный.