_ Cercetătorii folosesc ecranul smartphone-ului pentru a crea Imagini holografice stratificate 3D

Cercetătorii au dezvoltat o metodă de afișare 3D color, care utilizează un ecran de smartphone mai degrabă decât un laser pentru a crea imagini holografice. Odată cu dezvoltarea ulterioară, noua abordare ar putea fi utilă pentru afișajele de realitate augmentată sau virtuală.

Fie că afișajele de realitate augmentată și virtuală sunt folosite pentru jocuri, educație sau alte aplicații, încorporarea afișajelor 3D poate crea un aspect mai realist. și experiența interactivă a utilizatorului.

„Deși tehnicile de holografie pot crea o reprezentare 3D foarte reală a obiectelor, abordările tradiționale nu sunt practice, deoarece se bazează pe surse laser”, a spus liderul echipei de cercetare Ryoichi Horisaki de la The Universitatea din Tokyo din Japonia. „Laserele emit lumină coerentă care este ușor de controlat, dar fac sistemul complex, costisitor și potențial dăunător pentru ochi.”

În Optics Letters, cercetătorii descriu noua lor metodă, care se bazează pe holografie generată de computer (CGH). Datorită unui nou algoritm pe care l-au dezvoltat, ei au putut să folosească doar un iPhone și o componentă optică numită modulator spațial de lumină pentru a reproduce o imagine color 3D care consta din două straturi holografice.

„Noi credem că acest lucru În cele din urmă, metoda ar putea fi utilă pentru reducerea la minimum a opticii, reducerea costurilor și reducerea potențialului daune pentru ochi în viitoarele interfețe vizuale și aplicații de afișare 3D”, a spus Otoya Shigematsu, primul autor al lucrării. „Mai specific, are potențialul de a îmbunătăți performanța afișajelor aproape de ochi, cum ar fi cele utilizate în căștile de realitate virtuală de ultimă generație.”

O abordare mai practică

Deși CGH folosește algoritmi pentru a produce imagini, este de obicei necesară o lumină coerentă de la un laser pentru a afișa aceste imagini holografice. Într-un studiu anterior, cercetătorii au arătat că lumina incoerentă spațiotemporal emisă de o diodă emițătoare de lumină cu chip alb la bord ar putea fi utilizată pentru CGH. Cu toate acestea, această configurație a necesitat doi modulatori de lumină spațială - dispozitive care controlează fronturile de undă ale luminii - ceea ce este nepractic din cauza cheltuielilor lor.

În noul studiu, cercetătorii au dezvoltat o metodă incoerentă CGH mai puțin costisitoare și mai practică. . „Această activitate se aliniază cu concentrarea laboratorului nostru pe imagistica computațională, un domeniu de cercetare dedicat inovației sistemelor optice de imagistică prin integrarea opticii cu știința informației”, a spus Horisaki. „Ne concentrăm pe minimizarea componentelor optice și pe eliminarea cerințelor nepractice în sistemele optice convenționale.”

Noua abordare transmite lumina de pe ecran printr-un modulator de lumină spațială, care prezintă mai multe straturi ale unei imagini 3D color. Deși acest lucru poate părea simplu, a necesitat modelarea cu atenție a procesului de propagare a luminii incoerente de pe ecran și apoi utilizarea acestor informații pentru a dezvolta un nou algoritm care a coordonat lumina care vine de pe ecranul dispozitivului cu un singur modulator spațial de lumină.

„Afișajele holografice care utilizează lumină cu coerență scăzută ar putea permite afișaje 3D realiste, reducând în același timp costurile și complexitatea”, a spus Shigematsu. „Deși mai multe grupuri, inclusiv a noastră, au demonstrat afișaje holografice folosind lumină cu coerență scăzută, am dus acest concept la extrem prin utilizarea unui afișaj pentru smartphone.”

Pentru a demonstra noua metodă, cercetătorii au creat două -reproducere optică stratificată a unei imagini 3D color, prin afișarea unui strat holografic pe ecranul unui iPhone 14 Pro și a unui al doilea strat pe un modulator de lumină spațială. Imaginea rezultată a măsurat câțiva milimetri pe fiecare parte.

Cercetătorii lucrează acum pentru a îmbunătăți tehnologia, astfel încât să poată afișa imagini 3D mai mari cu mai multe straturi. Straturile suplimentare ar face imaginile să pară mai realiste, îmbunătățind rezoluția spațială și permițând obiectelor să apară la mai multe adâncimi sau distanțe diferite față de vizualizator.

(Fluierul)