Istraživači su razvili metod 3D prikaza u punoj boji koji koristi ekran pametnog telefona, a ne laser za kreiranje holografskih slika. Sa daljim razvojem, novi pristup bi mogao biti koristan za prikaze proširene ili virtuelne stvarnosti.
Bez obzira da li se ekrani sa proširenom i virtuelnom realnošću koriste za igre, obrazovanje ili druge aplikacije, uključivanje 3D ekrana može stvoriti realnije i interaktivnije korisničko iskustvo.
„Iako tehnike holografije mogu da stvore 3D prikaz objekata veoma stvarnog izgleda, tradicionalni pristupi nisu praktični jer se oslanjaju na laserske izvore“, rekao je vođa istraživačkog tima Rioichi Horisaki sa Univerziteta u Tokiju u Japanu. „Laseri emituju koherentnu svetlost koju je lako kontrolisati, ali čine sistem složenim, skupim i potencijalno štetnim za oči.“
U časopisu Optics Letters, istraživači opisuju svoju novu metodu, koja se zasniva na kompjuterski generisanoj holografiji (CGH). Zahvaljujući novom algoritmu koji su razvili, mogli su da koriste samo iPhone i optičku komponentu koja se zove prostorni modulator svetlosti da bi reprodukovali 3D sliku u boji koja se sastojala od dva holografska sloja.
„Verujemo da bi ovaj metod na kraju mogao da bude koristan za minimiziranje optike, smanjenje troškova i smanjenje potencijalne štete za oči u budućim vizuelnim interfejsima i aplikacijama za 3D prikaz“, rekao je Otoja Šigemacu, prvi autor rada. „Tačnije, ima potencijal da poboljša performanse displeja blizu oka, kao što su oni koji se koriste u vrhunskim slušalicama virtuelne realnosti.
Praktičniji pristup
Iako CGH koristi algoritme za proizvodnju slika, za prikazivanje ovih holografskih slika obično je potrebna koherentna svetlost lasera. U prethodnoj studiji, istraživači su pokazali da se prostorno-vremensko nekoherentno svetlo koje emituje bele svetleće diode na čipu može da se koristi za CGH. Međutim, ovo podešavanje je zahtevalo dva prostorna modulatora svetlosti – uređaja koji kontrolišu talasne frontove svetlosti – što je nepraktično zbog njihovog troška.
U novoj studiji, istraživači su razvili jeftiniju i praktičniju nekoherentnu CGH metodu. „Ovaj rad je u skladu sa fokusom naše laboratorije na računarskoj slici, istraživačkom polju posvećenom inoviranju optičkih sistema za snimanje integracijom optike sa informatičkom naukom“, rekao je Horisaki. „Fokusiramo se na minimiziranje optičkih komponenti i eliminisanje nepraktičnih zahteva u konvencionalnim optičkim sistemima.“
Novi pristup propušta svetlost sa ekrana kroz prostorni modulator svetlosti, koji predstavlja više slojeva 3D slike u punoj boji. Iako ovo može izgledati jednostavno, bilo je potrebno pažljivo modeliranje procesa nekoherentnog širenja svetlosti sa ekrana, a zatim korišćenje ovih informacija za razvoj novog algoritma koji je koordinirao svetlost koja dolazi sa ekrana uređaja sa jednim prostornim modulatorom svetlosti.
„Holografski displeji koji koriste svetlo niske koherentnosti mogli bi da omoguće realistične 3D prikaze uz potencijalno smanjenje troškova i složenosti“, rekao je Šigemacu. „Iako je nekoliko grupa, uključujući i našu, demonstriralo holografske displeje koristeći svetlo niske koherentnosti, mi smo ovaj koncept doveli do krajnosti koristeći ekran pametnog telefona.
Da bi demonstrirali novu metodu, istraživači su kreirali dvoslojnu optičku reprodukciju 3D slike u punoj boji tako što su prikazali jedan holografski sloj na ekranu iPhone 14 Pro i drugi sloj na prostornom modulatoru svetlosti. Dobijena slika meri nekoliko milimetara sa svake strane.
Istraživači sada rade na poboljšanju tehnologije tako da može da prikazuje veće 3D slike sa više slojeva. Dodatni slojevi bi učinili da slike izgledaju realističnije poboljšanjem prostorne rezolucije i omogućavanjem da se objekti pojavljuju na nekoliko različitih dubina ili udaljenosti od posmatrača.
