4D là thuật ngữ không mới. Nó được đề cập nhiều như: tranh 4D, phim 4D, siêu âm 4D, animal 4D+,  in 4D… Tuy nhiên, trên thực tế, 4D vẫn là một điều gì đó còn khá xa lạ và mơ hồ. Một số người từng nghe, từng biết đến nhưng chưa thực sự hiểu đúng bản chất của nó. Vậy 4D là gì? Nó có phải là một bước tiến mới của 3D? Và 4D có thực sự khiến cuộc sống trở nên thông minh hơn?

4D là gì?

Hình khối thể hiện sự khác nhau giữa 3D và 4D

Về mặt toán học, 4D được định nghĩa là một không gian hình học có bốn chiều, thường đề cập đến không gian Euclid. Tuy nhiên, trong vật lý hiện đại, 4D được coi là sự tồn tại thống nhất của vật lý, không gian và thời gian. Mặc dù có sự khác biệt về định nghĩa, nhưng về cơ bản 4D là một thứ gì đó cao cấp hơn 3D. Nếu 3D có các trục X, Y và Z thì 4D có thêm một trục trực giao với ba trục còn lại hay nói cách khác đó chính là chiều thời gian.

Trên thế giới hiện nay, chưa có một khái niệm nào chính thức về 4D. Nhìn chung, hiểu một cách tổng quát thì 4D là một bước tiến mới cao cấp hơn của 3D. Nếu 3D chỉ bao gồm không gian ba chiều là chiều rộng, chiều dài, chiều cao (hay chiều sâu), thì 4D có thêm một chiều nữa là chiều thời gian.

Sự khác nhau giữa 2D, 3D và 4D

Công nghệ	2D	3D	4D
Cấu trúc	Cấu trúc 2 chiều nhìn thấy bằng mắt thường: chiều dài và chiều rộng	Cấu trúc 3 chiều không nhìn thấy bằng mắt thường: chiều dài, chiều rộng và chiều sâu (chiều cao)	Cấu trúc 4 chiều: không gian 3 chiều (dài, rộng, sâu) và chiều thời gian.
Thuộc tính	Phép chiếu phối cảnh 1 điểm, đơn giản	Thực tế ảo	Ý tưởng trừu tượng
Biểu diễn toán học	Chỉ có 2 biến	Biểu diễn 3 biến	Bố biến, biểu diễn vector
Phim ảnh	Hình ảnh bình thường, quan sát bằng mắt thường	Cung cấp hiệu ứng hình ánh sống động và phải mang kính 3D	Hiệu ứng hình ảnh sống động kết hợp trải nghiệm thực tế: mùi hương, nhiệt độ, thời tiết…
Hình học	Hình vuông, hình tròn, hình chữ nhật	Hình trụ, lăng trụ, hình lập phương, hình chóp	Khó xác định do có 4 mặt đa dạng nên hình thù của nó rất phức tạp

Bảng so sánh một số nội dung về công nghệ 2D, 3D, 4D

Sự khác nhau về mặt cấu trúc của không gian 2D, 3D, và 4D

Các ứng dụng từ công nghệ 4D

Sản phẩm đo lương quang học 4D

4D tiên phong trong công nghệ đo lường “động”, mở đường cho các loại dụng cụ hoàn toàn mới thay đổi cách các nhà sản xuất và nhà khoa học nghĩ về phép đo. Từ các đài quan sát thiên văn hàng đầu trên thế giới, đến các cửa hàng sản xuất quang học, đến đường bay của máy bay, thiết bị đo và thiết bị 4D cung cấp các phép đo 3D một cách chính xác, bất chấp độ rung và tiếng ồn làm dừng các thiết bị khác trong đường đi của chúng.

Giao thoa kế động của 4D Technology Corp có bộ mở rộng chùm khẩu độ 600 mm, đo các lỗ hổng từ xa, độ dày quang học và tính đồng nhất, ngay cả trong môi trường khó khăn.

Siêu âm 4D

Trong lĩnh vực y tế, công nghệ 3D đang được sử dụng cho mục đích siêu âm. Siêu âm 3D thu thập nhiều hình ảnh 2D từ các góc độ khác nhau và sau đó lắp ráp chúng để tạo thành hình ảnh ba chiều.

Siêu âm 4D cũng tương tự như siêu âm 3D nhưng ở kỹ thuật này, hình ảnh chuyển động được thể hiện giống như video. Vì vậy, với siêu âm 4D, chúng ta có thể thấy thai nhi làm mọi việc trong thời gian thực.

Siêu âm 4D tạo ra hình ảnh chuyển động có chiều sâu và độ chính xác cao mà phương pháp 2D, 3D không làm được

In 4D

In 4D còn được gọi là in sinh học 4D. Quá trình in 4D cũng giống như in 3D. Hình ảnh có thể được in trên bất kỳ chất liệu nào kể cả nhựa và kim loại. Tuy nhiên, với công nghệ 4D, vật thể 3D dần dần tự biến đổi thành các dạng khác nhau. Sau khi hoàn tất, các sản phẩm từ công nghệ in 4D sẽ tự động thay đổi hình dạng, thậm chí tự động lắp ráp theo các thiết kế trước đó tùy thuộc vào thời gian và điều kiện môi trường.

Công nghệ in 4D tạo ra các sản phẩm 3D nhưng thay đổi hình dạng hoặc tự động lắp ráp theo điều kiện môi trường

Bản đồ 4D

Nền tảng bản đồ số Map4D là một ví dụ điển hình của công nghệ 4D. Tuy nhiên, đây chỉ là một tính năng rất nhỏ trong các ứng dụng của nó. Map4D tái hiện các đối tượng có thật lên bản đồ dưới dạng hình ảnh 2D, 3D trực quan và cho phép người xem chọn mốc thời gian hiển thị. Từ các kết quả nhìn thấy, người dùng sẽ đánh giá được sự thay đổi của một dự án, khu vực… bất kỳ theo chiều thời gian quá khứ – hiện tại – tương lai.

Map4D được phát triển bởi các chuyên gia công nghệ thuộc IOTLink từng có nhiều năm kinh nghiệm tại các tập đoàn công nghệ lớn trên thế giới. Đây là sản phẩm đánh dấu bước phát triển đột phá trong lĩnh vực công nghệ tại Việt Nam góp phần bảo vệ an ninh quốc gia trên không gian mạng.

Map4D tái hiện các đối tượng theo chiều thời gian

Ngoài ra, công nghệ 4D còn được ứng dụng trong các lĩnh vực khá như giáo dục, xây dựng, bán lẻ, công nghiệp…

Kết luận

Về bản chất, 4D là một điều gì đó rất trừu tượng và con người khó có thể hình dung. Thậm chí, theo các nhà khoa học, một vật thể 4D thực sự như định nghĩa trong toán học hoặc vật lý là không hề tồn tại.

Bản chất của 4D vẫn giống các hoạt động của công nghệ 3D có thêm chiều thời gian hoặc một yếu tố bổ sung nào đó. Ví dụ trong điện ảnh, phim 4D chỉ đơn thuần là hình ảnh 3D có thêm các yếu tố bổ sung. Các yếu tố này thường là một hoặc một nhóm mô phỏng các hiện tượng môi trường. Nó có thể là các hiệu ứng gió, tia nước, khói, ánh sáng nhấp nháy, bọt khí, mùi hương, độ rung…

Dù 4D có thật hay không thì chúng ta vấn không thể phủ nhận những giá trị mà nó mang lại. 4D theo cách hiểu 3D cộng thêm một yếu tố bổ sung đã và đang mang đến sự thú vị góp phần khiến cuộc sống con người trở nên thông minh hơn.

• CÁC LOẠI BẢN ĐỒ VIỆT NAM CẬP NHẬT MỚI NHẤT 2023