Forskare har utvecklat en ny metod för att visa 3D-innehåll i fullfärg med en smartphone. Tekniken har potential att förbättra upplevelserna inom augmented och virtual reality.
Forskarna har skapat en metod för att producera holografiska 3D-bilder i fullfärg med hjälp av smarttelefonskärmar istället för lasrar. Denna innovativa teknik har med ytterligare framsteg potential att användas för augmented eller virtual reality-skärmar.
Möjligt att skapa 3D-färgbilder med användning av iPhone
Oavsett om augmented och virtual reality-skärmar används för spel, utbildning eller andra syften, kan inkluderingen av 3D-skärmar skapa en mer realistisk och interaktiv användarupplevelse.
“Även om holografiska tekniker kan skapa en mycket verklighetstrogen 3D-representation av objekt, är traditionella tillvägagångssätt inte praktiska eftersom de är beroende av laserljuskällor. Lasrar sänder kohärent ljus, vilket är lätt att kontrollera, men de gör systemet komplext, dyrt och potentiellt skadligt för ögonen,” säger Ryoichi Horisaki, ledare för forskarteamet från Tokyo universitet i Japan.
I tidskriften Optics Letters beskriver forskarna sin nya metod, som är baserad på datordriven holografi (CGH). Tack vare en ny algoritm, som de utvecklat, kan de använda en iPhone och en optisk komponent kallad en spatial ljusmodulator för att återskapa en 3D-färgbild som består av två holografiska lager.
“Vi tror att denna metod så småningom kan vara användbar för att minimera optiken, minska kostnaderna och minska den potentiella skadan på ögonen i framtida visuella gränssnitt och 3D-skärmapplikationer. Mer specifikt har den potential att förbättra prestanda för när-ögon-skärmar, som de som används i avancerade virtual reality-headset,” säger Otoya Shigematsu, försteförfattare till artikeln.
En mer praktiskt tillvägagångssätt
Även om CGH använder algoritmer för att producera bilder, krävs det typiskt kohärent ljus från en laser för att visa dessa holografiska bilder. I en tidigare studie visade forskarna att så kallat spatiotemporalt inkohärent ljus som sänds ut från en vit lysdiod kunde användas för CGH. Denna uppsättning krävde dock två spatiala ljusmodulatorer – alltså enheter som kontrollerar ljusets vågfront – vilket är opraktiskt på grund av deras kostnad.
I den nya studien utvecklade forskarna en billigare och mer praktisk inkohärent CGH-metod.
“Detta arbete ligger i linje med vårt laboratoriums fokus på datordriven visualisering – ett forskningsområde som är dedikerat till att innovera optiska bildsystem genom att integrera optik med informationsvetenskap. Vi fokuserar på att minimera optiska komponenter och eliminera opraktiska krav i konventionella optiska system,” säger Ryoichi Horisaki.
För att demonstrera den nya metoden skapade forskarna en optisk återgivning i två lager av en 3D-bild i fullfärg genom att visa ett holografiskt lager på skärmen på en iPhone 14 Pro och ett annat lager på en spatial ljusmodulator. Det resulterande bilden mätte några millimeter på varje sida.
Forskarna arbetar nu på att förbättra tekniken så att den kan visa större 3D-bilder med flera lager. Flera lager skulle få bilderna att se mer realistiska ut genom att förbättra den rumsliga upplösningen och göra det möjligt för objekt att dyka upp på flera olika djup eller avstånd från betraktaren.
