I ricercatori hanno sviluppato un prototipo di display che utilizza la proiezione per creare immagini 3D su larga scala ad altissima definizione. Il nuovo approccio aiuta a superare i limiti della proiezione del campo luminoso, che può creare immagini 3D dall'aspetto naturale che non richiedono occhiali 3D speciali per la visualizzazione.

"Il nostro design ottico potrebbe rendere pratica la sostituzione dei display a schermo piatto 2D con immagini 3D per la segnaletica digitale, intrattenimento, istruzione e altre applicazioni in cui le immagini 3D forniscono un miglioramento significativo, " ha affermato il capo del gruppo di ricerca Byoungho Lee della Seoul National University in Corea. "Il nostro design potrebbe anche essere modificato per fornire esperienze immersive nei cinema, Per esempio."

Nella rivista The Optical Society (OSA) Lettere di ottica , i ricercatori descrivono come combinano due diverse tecnologie di visualizzazione del campo luminoso per proiettare immagini 3D su larga scala con una risoluzione quasi limitata dalla diffrazione. Il nuovo display è autostereoscopico, il che significa che produce diverse immagini 3D in modo che l'immagine possa essere vista da varie angolazioni.

"Abbiamo sviluppato un modo per eseguire tutti i processi di visualizzazione otticamente senza alcuna elaborazione digitale, " ha affermato Lee. "Questo compensa i limiti di ciascuna tecnologia di visualizzazione per consentire la creazione di immagini 3D ad alta risoluzione su un grande schermo".

Combinare le tecnologie

I display a campo luminoso funzionano riproducendo la luce riflessa da un oggetto in modo che corrisponda alla posizione visibile effettiva. Poiché i display a campo luminoso autostereoscopici producono immagini diverse per diversi angoli di visione, richiedono un'enorme quantità di informazioni per essere elaborate. Questa richiesta crea un compromesso tra la risoluzione e la dimensione dell'immagine visualizzata perché l'hardware del display viene sopraffatto dalla quantità di informazioni richieste.

Per superare questo limite, i ricercatori hanno progettato una nuova configurazione ottica che combina un display multifocale con l'imaging integrale. Tipicamente, un display multifocale può generare un'immagine volumetrica di alta qualità, ma è tecnicamente difficile da implementare su un sistema a grande schermo. D'altra parte, l'imaging integrale è migliore nell'ingrandire le immagini.

Nel nuovo disegno, il display multifocale genera un 3D ad alta risoluzione, o volumetrico, scena mentre la tecnologia di imaging integrale la ingrandisce per la visualizzazione su un grande schermo. La conversione delle informazioni tra il display multifocale e l'imaging integrale viene eseguita otticamente senza alcuna elaborazione digitale.

"Il nostro metodo va oltre la semplice combinazione di due metodi esistenti per ottenere un display a campo luminoso volumetrico ad altissima definizione con una risoluzione quasi limitata dalla diffrazione, " ha detto Lee. "Abbiamo anche trovato un modo per risolvere efficacemente la difficoltà di ingrandire una scena volumetrica e abbiamo superato i problemi con la perdita di informazioni che tendono a influenzare l'imaging integrale".

Immagini 3D grandi e ad alta risoluzione

Dopo aver verificato la risoluzione del loro sistema prototipo, i ricercatori hanno confermato qualitativamente che è stata ricostruita un'immagine volumetrica. I test hanno dimostrato che il prototipo può sintetizzare un'immagine volumetrica di 21,4 cm x 21,4 cm x 32 cm, che equivale a 28,6 megapixel e una risoluzione 36 volte superiore rispetto all'immagine originale.

"Il nostro approccio è molto efficiente nell'elaborazione delle informazioni, che consente un basso costo di calcolo oltre che semplice, alta qualità, configurazione del sistema in tempo reale, " ha affermato Lee. "Il design ottico può anche essere integrato perfettamente con varie tecniche utilizzate nei display a campo luminoso esistenti".

I ricercatori stanno ora lavorando per ottimizzare l'ottica e ridurre ulteriormente la complessità del display multifocale per rendere il proiettore più compatto. Notano che poiché il sistema è una fusione di due diverse tecnologie, le prestazioni del loro sistema proposto probabilmente miglioreranno con lo sviluppo di ciascuna tecnologia.