Новое изобретение превращает любой дисплей смартфона или телевизора в голографический проектор

Исследователи создали голограммы, используя свет, излучаемый экраном обычного смартфона, фактически превратив iPhone в голографический проектор.

Используя устройство под названием пространственный модулятор света (SLM), ученые преобразовали 2D-изображение, отображаемое на iPhone 14 Pro, в 3D-голограмму. Они подробно описали свои выводы в исследовании, опубликованном 2 апреля в журнале Optics Letters.

Исследователи применили технику, которую они назвали «каскадом голограмм», при которой свет статического изображения многократно модифицируется для создания многослойного трехмерного изображения.

В исследовании каскад начался со статического цветного изображения, показанного на iPhone. Световые волны, излучаемые им, уточнялись с помощью SLM — устройства, используемого для контроля и регулировки фазы (времени), амплитуды (силы или яркости) и поляризации (направления) световых волн. Используя SLM, ученые постепенно уточняли и наслаивали световые волны, чтобы шаг за шагом создать трехмерное изображение.

Ученые преобразовали 2D-изображение, отображаемое на iPhone 14 Pro, в 3D-голограмму. (Изображение предоставлено: shigematsu.sys7)

Чтобы добиться голографического эффекта, ученым пришлось определить конкретные настройки света, необходимые для создания 3D-голограммы из изображения, отображаемого на экране iPhone.

Это включало работу в обратном направлении от желаемого результата, чтобы определить конкретные корректировки, необходимые для фазы и амплитуды света на каждом этапе пути, от дисплея iPhone через SLM, для точного воссоздания голограммы.

Они сделали снимки в двух ключевых точках с помощью цветного датчика изображения. Первая точка находилась в фокусе линзы с преобразованием Фурье (FTL) — особого типа оптической линзы, предназначенной для точной фокусировки света в четкие изображения.

Получайте самые захватывающие открытия со всего мира прямо на свой почтовый ящик.

Связанный: Зарядка электромобилей может занять несколько секунд благодаря новой технологии натрий-ионных аккумуляторов

Вторая точка записи была установлена ​​на расстоянии 0,6 дюйма (1,5 сантиметра) от фокуса. Это позволило датчику регистрировать изменения глубины, демонстрируя способность голографического дисплея проецировать изображения в 3D.

Это исследование уникально, поскольку оно демонстрирует, как «некогерентный» свет от повседневных устройств, таких как смартфоны и ноутбуки, может быть использован для создания голографических дисплеев, говорят ученые в статье. Некогерентный свет относится к источникам света без постоянной фазы или длины волны.

Традиционно компьютерная голография (CGH) требует «когерентных» источников света, таких как лазеры, которые имеют однородную фазу и длину волны, которыми легче точно управлять. Это делает их идеальными для создания четких голограмм высокого разрешения.

Однако, по словам исследователей, лазеры дороги и потенциально вредны для глаз, что делает их непрактичными в повседневных ситуациях. Они также могут создавать визуальные артефакты, такие как «пятнистый шум» — случайные зернистые помехи в изображениях, которые могут снизить качество и четкость изображения.

«В нашем методе не используются лазеры, что исключает спекл-шум», — рассказал > ведущий автор исследования Рёити Хорисаки, доцент Высшей школы информатики и технологий Токийского университета.

Некогерентный свет менее пригоден для голографии, поскольку его волны не синхронизированы, что затрудняет управление. Однако, используя каскад голограмм, команда структурировала хаотичные световые волны iPhone, чтобы сформировать точное трехмерное изображение.

Они заявили, что этот подход может стать «более экономичным и менее сложным методом» разработки голографических дисплеев с использованием широко доступных устройств. В будущем его также можно будет использовать для создания интерфейсов для устройств дополненной и виртуальной реальности (AR/VR).

«Наш метод имеет преимущества для применения в компактных, экономичных и безопасных дисплеях, расположенных рядом с глазами, включая умные очки», — сказал Хорисаки.

2024-05-10 11:00:46


1715417340
#Новое #изобретение #превращает #любой #дисплей #смартфона #или #телевизора #голографический #проектор