2024-05-29 10:23

新的显示技术为普通眼镜上的“最逼真”全息图铺平了道路

研究人员发明了一种小到可以装进普通眼镜的设备,可以解决全息显示中存在已久的问题,从而产生有史以来最逼真的全息图。

全息图通常是使用称为空间光调制器(slm)的投影设备创建的。光通过该装置发射,因此它在特定距离上改变光波的形状,从而产生可见表面。

但由于slm是由液晶/硅(LCoS)显示技术制成的,目前的全息技术适用于窄视场,如平面屏幕或小观看区域(即小物体)。观看者必须被安置在一个狭窄的视角内——在它之外的任何地方,光线都会衍射太多,使光线不可见。

可以扩大图像清晰的角度,但保真度会降低,因为目前的LCoS技术没有足够的像素来保持图像在更宽的范围内。这意味着全息图要么小而清晰,要么大而分散,如果观看者朝另一个方向看,而这个方向离它可见的角度足够远,有时会完全消失。

普林斯顿大学计算机科学助理教授菲利克斯·海德(Felix Heide)是这篇论文的资深作者,他解释了视角的重要性。他说:“要获得使用显示器的类似体验,你需要坐在电影院屏幕的正前方。”

4月24日发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一项研究详细介绍了这项新技术,它可以创造出更详细的全息图,无论观众朝哪个方向看,也不管他们改变方向的速度有多快。投射它们所需的设备又小又轻,佩戴者不需要像笨重的VR头显这样的工具。

这一发现还将使全息图的应用——比如VR和AR显示——更加广泛,因为这种显示技术更容易使用、更轻、更薄。海德提到了一些例子,从开车时指路到协助手术,甚至看到如何修理漏水的管道的说明。

普林斯顿团队的关键创新是创造了与SLM一起工作的第二个光学元件,过滤其输出以扩大视野,同时保留全息图的细节和稳定性,同时图像质量下降得更低。

在论文中,该装置被描述为一小块磨砂玻璃,该装置被蚀刻了一个图案,将SLM的光散射到人类不易感知的频段。这提高了图像质量,扩大了视野。

图像质量和视野之间的权衡一直是实现逼真全息图的最大障碍,但正如合著者内森·松田所说:“这项研究使我们离解决这一挑战又近了一步。”