นักวิจัยได้พัฒนาวิธีการแสดงสีแบบ 3 มิติที่ใช้หน้าจอสมาร์ทโฟนแทนการใช้เลเซอร์เพื่อสร้างภาพโฮโลแกรม ด้วยการพัฒนาเพิ่มเติม วิธีการใหม่นี้อาจเป็นประโยชน์สำหรับการแสดงความเป็นจริงเสริมหรือความเป็นจริงเสมือน
ไม่ว่าจะมีการใช้จอแสดงผลความเป็นจริงเสริมและความเป็นจริงเสมือนสำหรับการเล่นเกม การศึกษา หรือแอปพลิเคชันอื่นๆ การรวมจอแสดงผล 3 มิติจะสามารถสร้างประสบการณ์ผู้ใช้ที่สมจริงและโต้ตอบได้มากขึ้น
“แม้ว่าเทคนิคโฮโลแกรมจะสามารถสร้างการแสดงวัตถุ 3 มิติที่ดูสมจริงได้ แต่วิธีการแบบดั้งเดิมนั้นใช้ไม่ได้จริงเนื่องจากต้องใช้แหล่งกำเนิดเลเซอร์” เรียวอิจิ โฮริซากิ หัวหน้าทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยโตเกียวในญี่ปุ่นกล่าว “เลเซอร์ปล่อยแสงที่สอดคล้องกันซึ่งควบคุมได้ง่าย แต่ทำให้ระบบซับซ้อน มีราคาแพง และอาจเป็นอันตรายต่อดวงตา”
In จดหมายเลนส์นักวิจัยได้อธิบายวิธีการใหม่ของพวกเขา ซึ่งอิงจากโฮโลแกรมที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์ (CGH) ด้วยอัลกอริธึมใหม่ที่พวกเขาพัฒนาขึ้น พวกเขาจึงสามารถใช้เฉพาะ iPhone และส่วนประกอบทางแสงที่เรียกว่าตัวปรับแสงเชิงพื้นที่เพื่อสร้างภาพสี 3 มิติที่ประกอบด้วยเลเยอร์โฮโลแกรมสองชั้น
“เราเชื่อว่าในที่สุดวิธีการนี้อาจมีประโยชน์ในการลดการมองเห็น ลดต้นทุน และลดอันตรายที่อาจเกิดขึ้นกับดวงตาในอนาคตอินเทอร์เฟซภาพและแอปพลิเคชันการแสดงผล 3 มิติ” Otoya Shigematsu ผู้เขียนคนแรกของรายงานกล่าว “โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันมีศักยภาพในการเพิ่มประสิทธิภาพของการแสดงภาพระยะใกล้ เช่นที่ใช้ในชุดหูฟังเสมือนจริงระดับไฮเอนด์”
แนวทางการปฏิบัติมากขึ้น
แม้ว่า CGH จะใช้อัลกอริธึมในการสร้างภาพ แต่โดยทั่วไปแล้วจำเป็นต้องใช้แสงที่สอดคล้องกันจากเลเซอร์ในการแสดงภาพโฮโลแกรมเหล่านี้ ในการศึกษาก่อนหน้านี้ นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าแสงที่ไม่ต่อเนื่องกันเชิงพื้นที่ที่ปล่อยออกมาจากไดโอดเปล่งแสงบนชิปสีขาวสามารถใช้กับ CGH ได้ อย่างไรก็ตาม การตั้งค่านี้ต้องใช้ตัวปรับแสงเชิงพื้นที่สองตัว ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ควบคุมหน้าคลื่นของแสง ซึ่งทำไม่ได้ในทางปฏิบัติเนื่องจากมีค่าใช้จ่าย
ในการศึกษาครั้งใหม่นี้ นักวิจัยได้พัฒนาวิธี CGH ที่ไม่สอดคล้องกันและมีราคาไม่แพงและใช้งานได้จริงมากขึ้น “งานนี้สอดคล้องกับการมุ่งเน้นของห้องปฏิบัติการของเราในด้านการถ่ายภาพด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งเป็นสาขาการวิจัยที่อุทิศให้กับการสร้างนวัตกรรมระบบการถ่ายภาพด้วยแสงโดยการบูรณาการทัศนศาสตร์เข้ากับวิทยาศาสตร์สารสนเทศ” โฮริซากิกล่าว “เรามุ่งเน้นที่การลดส่วนประกอบออพติคัลให้เหลือน้อยที่สุด และขจัดข้อกำหนดที่ทำไม่ได้ในระบบออพติคอลทั่วไป”
วิธีการใหม่นี้ส่งแสงจากหน้าจอผ่านตัวปรับแสงเชิงพื้นที่ ซึ่งนำเสนอภาพ 3 มิติแบบเต็มสีหลายชั้น แม้ว่าสิ่งนี้อาจดูง่าย แต่ก็จำเป็นต้องมีการสร้างแบบจำลองกระบวนการกระจายแสงที่ไม่ต่อเนื่องกันอย่างระมัดระวังจากหน้าจอ จากนั้นใช้ข้อมูลนี้เพื่อพัฒนาอัลกอริธึมใหม่ที่ประสานแสงที่มาจากหน้าจออุปกรณ์ด้วยตัวปรับแสงเชิงพื้นที่ตัวเดียว
ภาพโฮโลแกรมจากสมาร์ทโฟน
“จอแสดงผลโฮโลแกรมที่ใช้แสงที่มีความสอดคล้องกันต่ำสามารถเปิดใช้งานการแสดงผล 3 มิติที่สมจริงในขณะที่อาจลดต้นทุนและความซับซ้อน” ชิเงมัตสึกล่าว “แม้ว่าหลายกลุ่มรวมทั้งของเราได้สาธิตการแสดงภาพโฮโลแกรมโดยใช้แสงที่มีความสอดคล้องกันต่ำ แต่เรานำแนวคิดนี้ไปสู่จุดสูงสุดโดยใช้จอแสดงผลของสมาร์ทโฟน”
เพื่อสาธิตวิธีการใหม่นี้ นักวิจัยได้สร้างการสร้างภาพ 3 มิติแบบเต็มสีด้วยแสงสองชั้นโดยการแสดงเลเยอร์โฮโลแกรมหนึ่งเลเยอร์บนหน้าจอของ iPhone 14 Pro และเลเยอร์ที่สองบนตัวปรับแสงเชิงพื้นที่ ภาพที่ได้วัดได้ไม่กี่มิลลิเมตรในแต่ละด้าน
ขณะนี้นักวิจัยกำลังทำงานเพื่อปรับปรุง เทคโนโลยี เพื่อให้สามารถแสดงภาพ 3 มิติที่ใหญ่ขึ้นและมีเลเยอร์มากขึ้น เลเยอร์เพิ่มเติมจะทำให้ภาพดูสมจริงยิ่งขึ้นโดยการปรับปรุงความละเอียดเชิงพื้นที่ และอนุญาตให้วัตถุปรากฏที่ความลึกหรือระยะห่างที่แตกต่างกันจากผู้ชม