Forskere bruger smartphoneskærm til at skabe 3D lagdelte holografiske billeder
Forskere har udviklet en 3D fuldfarvevisningsmetode, der bruger en smartphoneskærm frem for en laser til at skabe holografiske billeder. Med yderligere udvikling kan den nye tilgang være nyttig til skærme med udvidet eller virtual reality.
Uanset om augmented og virtual reality-skærme bruges til spil, uddannelse eller andre applikationer, kan inkorporering af 3D-skærme skabe en mere realistisk og interaktiv brugeroplevelse.
"Selvom holografiteknikker kan skabe en meget virkeligt udseende 3D-repræsentation af objekter, er traditionelle tilgange ikke praktiske, fordi de er afhængige af laserkilder," sagde forskerholdsleder Ryoichi Horisaki fra University of Tokyo i Japan. "Lasere udsender sammenhængende lys, der er let at kontrollere, men de gør systemet komplekst, dyrt og potentielt skadeligt for øjnene."
I Optics Letters , beskriver forskerne deres nye metode, som er baseret på computergenereret holografi (CGH). Takket være en ny algoritme, de udviklede, var de i stand til kun at bruge en iPhone og en optisk komponent kaldet en rumlig lysmodulator til at gengive et 3D-farvebillede, der bestod af to holografiske lag.
"Vi tror på, at denne metode i sidste ende kan være nyttig til at minimere optikken, reducere omkostningerne og mindske den potentielle skade på øjnene i fremtidige visuelle grænseflader og 3D-visningsapplikationer," sagde Otoya Shigematsu, avisens første forfatter. "Mere specifikt har det potentialet til at forbedre ydeevnen af nær-øje-skærme, såsom dem, der bruges i avancerede virtual reality-headset."
En mere praktisk tilgang
Selvom CGH bruger algoritmer til at producere billeder, kræves der typisk sammenhængende lys fra en laser for at vise disse holografiske billeder. I en tidligere undersøgelse viste forskerne, at rumligt tidsmæssigt usammenhængende lys udsendt fra en hvid chip-on-board lysdiode kunne bruges til CGH. Denne opsætning krævede dog to rumlige lysmodulatorer – enheder, der styrer lysets bølgefronter – hvilket er upraktisk på grund af deres omkostninger.
I det nye studie udviklede forskerne en billigere og mere praktisk usammenhængende CGH-metode. "Dette arbejde stemmer overens med vores laboratoriums fokus på computational imaging, et forskningsfelt dedikeret til at innovere optiske billeddannelsessystemer ved at integrere optik med informationsvidenskab," sagde Horisaki. "Vi fokuserer på at minimere optiske komponenter og eliminere upraktiske krav i konventionelle optiske systemer."
Den nye tilgang sender lys fra skærmen gennem en rumlig lysmodulator, som præsenterer flere lag af et fuldfarvet 3D-billede. Selvom dette kan virke simpelt, krævede det omhyggeligt at modellere den usammenhængende lysudbredelsesproces fra skærmen og derefter bruge denne information til at udvikle en ny algoritme, der koordinerede lyset fra enhedens skærm med en enkelt rumlig lysmodulator.
Holografiske billeder fra en smartphone
"Holografiske skærme, der bruger lys med lav kohærens, kunne muliggøre realistiske 3D-skærme, mens de potentielt reducerer omkostninger og kompleksitet," sagde Shigematsu. "Selvom flere grupper, inklusive vores, har demonstreret holografiske skærme ved hjælp af lys med lav kohærens, tog vi dette koncept til det yderste ved at bruge en smartphone-skærm."
For at demonstrere den nye metode skabte forskerne en to-lags optisk gengivelse af et fuldfarve 3D-billede ved at vise et holografisk lag på skærmen på en iPhone 14 Pro og et andet lag på en rumlig lysmodulator. Det resulterende billede målte nogle få millimeter på hver side.
Forskerne arbejder nu på at forbedre teknologien, så den kan vise større 3D-billeder med flere lag. Yderligere lag ville få billeder til at se mere realistiske ud ved at forbedre den rumlige opløsning og tillade objekter at dukke op i flere forskellige dybder eller afstande fra seeren.
Flere oplysninger: Otoya Shigematsu et al., Computergenereret holografi med almindelig skærm, Optics Letters (2024). DOI:10.1364/OL.516005
Journaloplysninger: Optikbogstaver
Leveret af Optica
Varme artikler
-
Forskere observerer laserdrevne tin-ejecta-mikrojet-interaktionerDenne grafik afbilder sekvenser af røntgenbilleder af interagerende plane tin-ejecta-mikrostråler. Kredit:Lawrence Livermore National Laboratory De eksperimentelle observationer af højhastigheds-p -
Tjek jern under trykEt internationalt samarbejde mellem forskere har undersøgt højtryksadfærden af jern, som findes i kernen af klippeplaneter som Jorden. Kredit:Shutterstock/Johan Swanepoel Jern er det mest stab -
Forskere demonstrerer en ny tilgang til måling af hjernefunktionsforbindelseBen Rinehart (til venstre) og Chien Poon, Ph.D. ingeniørstuderende i Sunar Research Group, som for nylig har offentliggjort forskning, der demonstrerer en ny tilgang til måling af hjernefunktionsforbi -
En ny klasse af superledereQimiao Si er Harry C. og Olga K. Wiess professor i fysik og astronomi ved Rice University og direktør for Rice Center for Quantum Materials. Kredit:Jeff Fitlow/Rice University En ny teori, der kun
- Nutty Putty Cave:Før og efter 2009-tragedien
- Mars er fyldt med over 7 tons affald fra robotterumsudforskning
- Behandling af frygt for edderkopper med augmented reality
- Easy Recycling Science Projects
- Forskellige variationsfænomener observeret i binærstjernen DQ Tau
- On-chip observation af THz grafen plasmoner