Penyelidik telah membangunkan kaedah paparan penuh warna 3D yang menggunakan skrin telefon pintar dan bukannya laser untuk mencipta imej holografik. Dengan pembangunan selanjutnya, pendekatan baharu boleh berguna untuk paparan realiti tambahan atau maya.
Sama ada paparan realiti tambahan dan maya digunakan untuk permainan, pendidikan atau aplikasi lain, menggabungkan paparan 3D boleh mencipta pengalaman pengguna yang lebih realistik dan interaktif.
"Walaupun teknik holografi boleh mencipta representasi objek 3D yang sangat nyata, pendekatan tradisional tidak praktikal kerana ia bergantung pada sumber laser," kata ketua pasukan penyelidik Ryoichi Horisaki dari The University of Tokyo di Jepun. "Laser memancarkan cahaya koheren yang mudah dikawal, tetapi ia menjadikan sistem kompleks, mahal dan berpotensi membahayakan mata."
In Surat Optik, para penyelidik menerangkan kaedah baharu mereka, yang berdasarkan holografi janaan komputer (CGH). Terima kasih kepada algoritma baharu yang mereka bangunkan, mereka hanya dapat menggunakan iPhone dan komponen optik yang dipanggil modulator cahaya spatial untuk menghasilkan semula imej warna 3D yang terdiri daripada dua lapisan holografik.
"Kami percaya bahawa kaedah ini akhirnya boleh berguna untuk meminimumkan optik, mengurangkan kos, dan mengurangkan potensi bahaya pada mata dalam antara muka visual masa hadapan dan aplikasi paparan 3D," kata Otoya Shigematsu, pengarang pertama kertas itu. "Secara lebih khusus, ia berpotensi untuk meningkatkan prestasi paparan dekat mata, seperti yang digunakan dalam set kepala realiti maya mewah."
Pendekatan yang lebih praktikal
Walaupun CGH menggunakan algoritma untuk menghasilkan imej, cahaya koheren daripada laser biasanya diperlukan untuk memaparkan imej holografik ini. Dalam kajian terdahulu, para penyelidik menunjukkan bahawa cahaya tidak koheren spatiotemporally yang dipancarkan daripada diod pemancar cahaya cip-on-board putih boleh digunakan untuk CGH. Walau bagaimanapun, persediaan ini memerlukan dua modulator cahaya spatial—peranti yang mengawal muka gelombang cahaya—yang tidak praktikal kerana perbelanjaannya.
Dalam kajian baru, para penyelidik membangunkan kaedah CGH tidak koheren yang lebih murah dan lebih praktikal. "Kerja ini sejajar dengan tumpuan makmal kami pada pengimejan pengiraan, bidang penyelidikan khusus untuk menginovasi sistem pengimejan optik dengan menyepadukan optik dengan sains maklumat," kata Horisaki. "Kami memberi tumpuan kepada meminimumkan komponen optik dan menghapuskan keperluan tidak praktikal dalam sistem optik konvensional."
Pendekatan baharu menyalurkan cahaya dari skrin melalui modulator cahaya spatial, yang mempersembahkan berbilang lapisan imej 3D berwarna penuh. Walaupun ini mungkin kelihatan mudah, ia memerlukan pemodelan dengan teliti proses perambatan cahaya yang tidak koheren dari skrin dan kemudian menggunakan maklumat ini untuk membangunkan algoritma baharu yang menyelaraskan cahaya yang datang dari skrin peranti dengan modulator cahaya spatial tunggal.
Imej holografik daripada telefon pintar
"Paparan holografik yang menggunakan cahaya koheren rendah boleh mendayakan paparan 3D yang realistik sambil berpotensi mengurangkan kos dan kerumitan," kata Shigematsu. "Walaupun beberapa kumpulan, termasuk kami, telah menunjukkan paparan holografik menggunakan cahaya koheren rendah, kami mengambil konsep ini secara melampau dengan menggunakan paparan telefon pintar."
Untuk menunjukkan kaedah baharu, para penyelidik mencipta pembiakan optik dua lapisan bagi imej 3D berwarna penuh dengan memaparkan satu lapisan holografik pada skrin iPhone 14 Pro dan lapisan kedua pada modulator cahaya spatial. Imej yang dihasilkan mengukur beberapa milimeter pada setiap sisi.
Para penyelidik kini berusaha untuk menambah baik teknologi supaya ia boleh memaparkan imej 3D yang lebih besar dengan lebih banyak lapisan. Lapisan tambahan akan menjadikan imej kelihatan lebih realistik dengan memperbaik resolusi spatial dan membenarkan objek muncul pada beberapa kedalaman atau jarak yang berbeza dari penonton.