Майже голографічні дисплеї для смартфонів



Напевно, серед вас немає нікого, хто не дивився б хоча б один фільм з серії «Зоряні війни». Напевно у свій час ви захоплювалися зображеної там ідеєю голограм, коли персонажі спілкувалися не з двомірними зображеннями, а з невеликими тривимірними зображеннями. Чи пам'ятаєте дивну гру, яку спостерігали С3РО і Чубака? До речі, вона знімалася покадрово, як класична лялькова мультиплікація.



Цілком можливо, що протягом 2-3 років на ринку з'явиться комерційний продукт з дисплеєм, який дозволить виводити зображення, близьке до голографічного. На це дозволяють сподіватися розробки двох компаній, про яких ми хотіли б вам коротко розповісти.


На цій фотографії представлений светопольный (від «світлове поле») дисплей від компанії Ostendo, який здатний створювати тривимірне зображення.

Коли намагаєшся дивитися на стереоскопічні псевдотрехмерные зображення, то це свого роду ментальна гімнастика. В реальності, поки ми дивимося на якийсь об'єкт, мозок «виходить з припущення», що площину фокусування знаходиться на відстані, на якому сходяться вектори наших зіниць. Але коли ми дивимося на стереозображення, в яких для кожного ока призначена окрема картинка, то фокус знаходиться в площині екрану, а очі сходяться в точці, де, по ідеї, повинно бути результуюче зображення. Багатьом людям це заняття дається непросто, у деяких навіть починає боліти голова.



З голограмами все інакше. Вони будуються саме в тій точці простору, де їх «чекає» побачити наш мозок. Більш того, голограми по-справжньому тривимірними, їх можна розглядати з будь-яких кутів, і для цього не потрібні ніякі спеціальні окуляри. Але до недавнього часу голографічні, навіть не дисплеї, а цілі пристрою, були вельми громіздкими і крихкими. Судіть самі:











Подібні пристрої містили великі проектори та екрани, або мали обмежені кути огляду. І ось тепер відразу дві компанії, Ostendo Technologies і Читати (дочірня організація Hewlett-Packard), обіцяють протягом найближчих кількох років уявити комерційні зразки голографічних дисплеїв кишенькового формату. Точніше, дисплеїв, діючих за принципом світлового поля.

Правда, створювані ними зображення ще не буде дотягувати до «Зоряних воєн», але вже близько.



Ostendo

Цього літа компанія Ostendo продемонструвала результат дев'ятирічної роботи. Масив з восьми QPI-чіпів (Quantum Photonic Imager, квантове світловий пристрій відображення) проектують на екран три зображення, які в сумі дають ефект тривимірності: одне немов позаду екрану, друге в його площині, третє немов перед екраном.



Дивитися можна з 2:10.

Всі наявні сьогодні «традиційні» дисплеї випромінюють світло у всі сторони. Як мінімум, в секторі 180 градусів. Однак QPI зводить світлові пучки в дуже вузьких секторах, що дозволяє випромінювати різні зображення в різних напрямках. Як стверджують розробники, зображення нового дисплея зберігають тривимірність при перегляді з 2500 різних ракурсів.

Кожен QPI-чіп містить 1 млн LED-пікселів, які формують три шари: червоний, синій, зелений. Всі три випромінювальних шару розташовані поверх процесора обробки зображення. За словами виробників, це збільшує енергоекономічність пристрою і дозволяє задіяти менше обчислювальних ресурсів для виводу зображення. Розрахунки необхідні для забезпечення тривимірного ефекту з згаданих вище 2500 ракурсів.

Довжина кожного піксела коливається від 5 до 10 мікрон. Результуючий колір зображення регулюється з допомогою управління яскравістю світіння пікселів кожного шару.

Хвилеводи, що ведуть від пікселів, дозволяють кожному з них випромінювати в дуже вузькому секторі, практично променем. Світло від хвилеводів потрапляє на микролинзы, які фокусують і направляють в потрібну сторону випромінювання від кожного пікселя. Тільки виробники не повідомляють, яким чином це реалізується.



Крім значного обсягу обчислень, необхідних для створення ефекту тривимірності, другою серйозною трудністю є виробництво шару мікролінз, розташованих перед пікселями. Їх форма і розташування повинні бути дуже точно вивірені, тому що при відхиленні центрів лінз від осей хвилеводів псує зображення і руйнує ефект тривимірності.

Третьою проблемою, з якою зіткнулися розробники, стало забезпечення задовільного дозволу зображення. Враховуючи необхідність створення ефекту тривимірності з величезної кількості ракурсів, математичний апарат стає досить складним. Крім того, із зростанням кількості підтримуваних» ракурсів пропорційно знижується здатність зображення з кожного з них. Наприклад, при забезпеченні ефекту тривимірності з 10 ракурсів, дозвіл зображення буде в 10 разів менше, ніж у вихідного. Тому розробники трудяться над алгоритмами, що дозволяють пом'якшити втрату дозволу і знизити ресурсомісткість. На жаль, із-за складності і трудомісткості технології розробники сподіваються випустити перший комерційний продукт приблизно через три роки.

Читати



Швидше за все, компанія отримала назву на честь принцеси Леї з «Зоряних воєн», що з усією очевидністю натякає на джерело натхнення розробників.



В основу своєї розробки дослідники поклали автостереоскопічні принцип. Позаду звичайного LCD-дисплея розташована микроячеистая решітка. При цьому кожна комірка являє собою дифракційну решітку. Вони направляють проходить через них світло направляється в різні сторони, завдяки чому ефект тривимірності зображення створюється при перегляді з 64 ракурсів.



Розробники не без підстав вважають, що їх технологія потенційно легко масштабується. Теоретично з її допомогою можна створювати навіть прозорі 3D-дисплеї. Виробництво першого комерційного продукту заплановано вже на наступний рік.

Наша думка

Як бачите, успіхи розробників вельми вражають. Звичайно, проект компанії Leia виглядає найбільш вірогідним кандидатом на роль піонера тривимірних дисплеїв в смартфонах. Хоча нам він бачиться поки не як основний дисплей, а швидше як додатковий. Можливо, на початковому етапі такі дисплеї будуть розміщувати із зворотного боку пристрою, як екран на електронних чорнилі в YotaPhone. Використовуватися він буде в першу чергу, для ігор і перегляду відео, в тому числі відеодзвінків. Тут постає питання, як розробники будуть трансформувати 2D-зображення з камери в 3D. Навскидку можна припустити про алгоритм розпізнавання осіб і застосуванні якоїсь карти нормалей, грунтуючись на характерному рельєфі людського обличчя.

Для повноцінної заміни обидва технологіям поки не вистачає дозволу та достатньої якості передачі кольору. Хоча у п'ятирічній перспективі вони цілком можуть бути опрацьовані на достатньому рівні, щоб замінити основний дисплей. АЛЕ! Що робити з тачскріном? Якщо залишити сенсорний шар на тому ж місці, тобто на поверхні захисного скла дисплея, то управління смартфоном буде викликати відчуття неприродності, адже палець буде «провалюватися» всередину зображення. Втім, можливо, що це виявиться не так. Хоча можна пофантазувати і про тривимірному сенсорному управлінні, коли жести будуть розпізнаватися не на поверхні дисплея, а деякому невеликому відстані від нього. Тільки уявіть, можна буде рухати пальцем об'ємні об'єкти, що ширяють над поверхнею смартфона.

А які вам бачаться способи застосування 3D-дисплеїв в смартфонах?

Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.