Ny teknologi danner grundlag for store, 3D-skærme i høj opløsning

Forskere har udviklet en prototype-skærm, der bruger projektion til at skabe store 3D-billeder med ultrahøj definition. Den nye tilgang hjælper med at overvinde begrænsningerne ved lysfeltprojektion, som kan skabe naturligt udseende 3D-billeder, der ikke kræver særlige 3D-briller til visning.

"Vores optiske design kan gøre det praktisk at udskifte 2D fladskærme med 3D -billeder til digitale skilte, underholdning, uddannelse og andre applikationer, hvor 3D -billeder giver en betydelig forbedring, "sagde forskerteamleder Byoungho Lee fra Seoul National University i Korea." Vores design kan også ændres for at give fordybende oplevelser i biografer, for eksempel."

I tidsskriftet The Optical Society (OSA) Optik bogstaver , forskerne beskriver, hvordan de kombinerer to forskellige lysfeltvisningsteknologier til at projicere store 3D-billeder med næsten diffraktionsbegrænset opløsning. Det nye display er autostereoskopisk, hvilket betyder, at det producerer forskellige 3D -billeder, så billedet kan ses fra forskellige vinkler.

"Vi udviklede en måde at udføre alle displayprocesserne optisk uden digital behandling, "sagde Lee." Dette kompenserer for begrænsningerne ved hver skærmteknologi for at muliggøre oprettelse af 3D-billeder i høj opløsning på en stor skærm. "

Kombination af teknologier

Lysfelt viser værker ved at gengive lys, der reflekteres fra et objekt på en måde, der svarer til den faktiske synlige position. Fordi autostereoskopiske lysfeltdisplays producerer forskellige billeder til forskellige betragtningsvinkler, de kræver en enorm mængde oplysninger for at blive behandlet. Denne efterspørgsel skaber en afvejning mellem opløsning og størrelsen på det viste billede, fordi skærmens hardware bliver overvældet af den nødvendige mængde information.

For at overvinde denne begrænsning, forskerne designede en ny optisk konfiguration, der kombinerer et multifokalt display med integreret billeddannelse. Typisk, en multifokal skærm kan generere et volumetrisk billede i høj kvalitet, men det er teknisk svært at implementere på et system med stor skærm. På den anden side, integreret billeddannelse er bedre til at forstørre billeder.

I det nye design, multifokalskærmen genererer en 3D i høj opløsning, eller volumetrisk, scene, mens den integrerede billedteknologi forstørrer den til visning på en stor skærm. Informationskonverteringen mellem multifokalskærmen og integreret billeddannelse udføres alt sammen optisk uden digital behandling.

"Vores metode går ud over blot at kombinere to eksisterende metoder til at opnå et ultrahøjdefinitions volumetrisk lysfeltdisplay med næsten diffraktionsbegrænset opløsning, "sagde Lee." Vi fandt også en måde til effektivt at løse vanskeligheden ved at forstørre en volumetrisk scene og overvinde problemer med tab af information, der har tendens til at påvirke integral billeddannelse. "

Store og højopløselige 3D-billeder

Efter at have kontrolleret opløsningen af ​​deres prototypesystem, forskerne bekræftede kvalitativt, at et volumetrisk billede blev rekonstrueret. Testene viste, at prototypen kan syntetisere et volumetrisk billede på 21,4 cm x 21,4 cm x 32 cm, hvilket svarer til 28,6 megapixel og 36 gange højere opløsning end det originale billede.

"Vores tilgang er meget effektiv til behandling af oplysninger, som muliggør en lav beregningsomkostning såvel som enkel, høj kvalitet, systemkonfiguration i realtid, "sagde Lee." Det optiske design kan også problemfrit integreres med forskellige teknikker, der bruges i eksisterende lysfeltdisplays. "

Forskerne arbejder nu på at optimere optikken og yderligere reducere kompleksiteten af ​​multifokalskærmen for at gøre projektoren mere kompakt. De bemærker, at fordi systemet er en sammensmeltning af to forskellige teknologier, ydeevnen for deres foreslåede system vil sandsynligvis blive bedre, efterhånden som hver teknologi udvikler sig.