Дослідники з Університету Сучжоу розробили прототип 3D-дисплея без окулярів, в якому використовується серія наноструктурованих лінз для створення реалістичних зображень, які можна побачити на великій відстані при перегляді.
3D був новою актуальною тенденцією в кіно 80-х і 2010-х років, але кожен раз технології не вдавалося завоювати популярність. Необхідність носити спеціальні окуляри не тільки відлякує багатьох людей, а й обмежує можливості застосування 3D-дисплеїв і голограм.
Дисплеї без окулярів вже давно знаходяться в розробці і навіть випускалися в комерційних цілях у вигляді телевізорів, телефонів, ноутбуків або Nintendo 3DS. Але, на жаль, у них є свої технічні проблеми, в тому числі вузькі кути огляду або невелика відстань перегляду.
Тепер вчені спробували вирішити ці проблеми за допомогою нового 3D-дисплея зі світловим полем. Такі системи проектують щільне поле світлових променів, що створюють тривимірний ефект, який можуть переглядати кілька людей під різними кутами без окулярів.
Ключем нової конструкції стала пласка лінза з нанорозмірними структурами, які ламають світло певним чином. Комбінуючи кілька таких лінз з різним малюнком, можна створити кілька зображень в одному і тому ж світловому полі, тому люди, що спостерігають за ними під різними кутами, будуть бачити трохи різні речі - ключ до створення цієї тривимірної ілюзії. Дизайн також допомагає побачити ефект здалеку.
«Більшість 3D-дисплеїв зі світловим полем мають обмежений діапазон огляду, через що віртуальне 3D-зображення погіршується в міру видалення спостерігача від пристрою», - сказав Вень Цяо, провідний дослідник проекту.
«Розроблена нами наноструктурована плоска лінза має товщину всього 100 мікрон і дуже велику глибину різкості, що дозволяє бачити високоякісну віртуальну 3D-сцену з великої відстані».
У прототипі системи використовувався 4-дюймовий (10-сантиметровий) дисплей з роздільною здатністю 568 x 320 пікселів на кожне око. Команда говорить, що пристрій міг створювати 3D-зображення, які можна було переглядати на відстані від 24 до 90 см, що більше, ніж у інших дисплеїв зі світловим полем.
Світлова ефективність досягла 82 відсотків, що важливо для створення яскравих зображень, а «перехресні перешкоди», коли зображення від кожного ока накладаються один на одного, спотворюючи 3D-ефект, були знижені до менш ніж 26 відсотків.
Основним недоліком прототипу був кут огляду, який становив лише дев'ять градусів. Це означає, що глядачі повинні дивитися на дисплей прямо, а будь-які незначні рухи в бік зіпсують 3D-ефект.
Тим не менш, дослідники кажуть, що наноструктури на лінзах можуть бути змінені, щоб збільшити цей показник, потенційно збільшуючи його майже до 180 градусів.
Пошук кращих способів створення цих наноструктур є пріоритетом у майбутній роботі, що також має допомогти поліпшити світловіддачу.
Дослідження було опубліковано в журналі Optica.