Nowe ekrany LCD wyświetlą holograficzne obrazy

Nowy ekran jest wykonany poprzez modyfikację konwencjonalnego wyświetlacza ciekłokrystalicznego (LCD). Ten sam rodzaj wyświetlacza można znaleźć w większości telefonów, laptopów, tabletów i telewizorów. Naukowcy mają nadzieję, że opracowany system umożliwi oferowanie nowych rodzajów interfejsów użytkownika dla elektroniki przenośnej, gier i wizualizacji danych.

Konwencjonalna metoda prezentowania obrazów 3D, stosowana w kinach, zapewnia widok tylko z jednej perspektywy. Kluczem do wykonania ekranów 3D, na które można patrzeć z dowolnego punktu, jest odtwarzanie wszystkich promieni światła odbitych od obiektu z każdej strony i uzyskanie innego obrazu dla lewego i prawego oka widza.

Niektóre systemy wytwarzania hologramów wymagają szybkiego obracania luster, inne wykorzystują systemy laserów i wielu procesorów graficznych. Do wysyłania światła w różnych kierunkach wyświetlacz HP używa rowkowych nanowzorów, które przez prowadzącego prace badawcze Davida Fattala są określane jako "piksele kierunkowe". Nie wymaga to ruchomych części, a wzory wbudowane są w istniejący komponent wyświetlacza.

Konwencjonalne ekrany LCD wykorzystują płaszczyznę tworzywa sztucznego lub szkła pokrytego warstwami rozpraszającymi białe światło, które następnie kierują światło za pośrednictwem kolorowych filtrów i polaryzatorów w stronę widza. Nowy wyświetlacz 3D skonstruowano w oparciu o badania optyczne wykazujące jak droga, kolor i inne właściwości światła mogą być manipulowane dzięki przepuszczeniu przez wzorzyste materiały w nanoskali.

Wyświetlacz HP zastępuje losowo rozpraszające warstwy w normalnym LCD wzorzystymi rowkami. Każdy "piksel kierunkowy" ma trzy zestawy rowków, które kierują czerwone, zielone i niebieskie światło w jedną stronę. Liczba takich pikseli określa liczbę punktów widzenia udostępnianych przez wyświetlacz. Światło z pikseli przechodzi następnie przez ciekłokrystaliczną siatkę, przepuszczającą lub blokującą promienie, jak w konwencjonalnym LCD.

Naukowcy HP wykazali, że ich nowe ekrany LCD mogą wytworzyć statyczne obrazy z 200 punktami widzenia lub filmy z 64 punktami widzenia i 30 klatkami na sekundę. Liczbę punktów widzenia uzyskanych w systemie ograniczyły możliwości laboratorium. David Fattal ocenia, że system powinien być ostatecznie łatwy do wykonania, ponieważ jest to modyfikacja LCD. Prace naukowców z HP opisano w magazynie Nature.

Fantastyka naukowa dostarcza mnóstwa wizji futurystycznych interfejsów komputerowych, które pozwalają ludziom na manipulowanie danymi, obrazami czy mapami poprzez poruszanie rękami w strumieniach hologramów. Obecnie technologia śledzenia gestów jest bardzo dobrze rozwinięta. Według Davida Fattala brakuje tylko urządzenia tworzącego wysokiej jakości obrazy holograficzne, które mogą być oglądane z wielu pozycji wokół ekranu.

Tworzenie treści do nowego wyświetlacza wymaga 200 różnych obrazów. Niektóre z tych danych można zrekonstruować cyfrowo i nie jest konieczne posiadanie 200 kamer. W najbliższej przyszłości najbardziej obiecujące aplikacje dla wyświetlaczy będą przedstawiały obrazy generowane komputerowo. David Krum z Mixed Reality Lab Uniwersytetu Południowej Kaliforni mówi, że obecne prace koncentrują się właśnie na rozwoju treści dla nowego systemu 3D. Częścią tego wyzwania jest zrozumienie ludzkiej percepcji oraz tego, które promienie świetlne mogą zostać pominięte przy tworzeniu obrazu postrzeganego przez widza jako trójwymiarowy.

źródło: MIT Technology Review