211service.com
Solis ceļā uz hologrāfisku videokonferenci
Pētnieki ir spēruši lielu soli ceļā uz hologrāfisku videokonferenču sistēmu, kas ļautu cilvēkiem sazināties vienam ar otru gandrīz tā, it kā viņi atrastos vienā telpā. Viņi ir izstrādājuši pilnkrāsu 3-D displeju, kas tiek atsvaidzināts ik pēc divām sekundēm, un viņi to ir izmantojuši, lai nosūtītu pētnieka Kalifornijā tiešos attēlus līdzstrādniekiem Arizonā. Nākamajos gados pētnieki cer izstrādāt sistēmu, kas atsvaidzina ar standarta video ātrumu un var konkurēt ar citiem 3-D displejiem.
Video hologramma: Šis displejs var atsvaidzināt attēlu ik pēc divām sekundēm.
Hologrāfija nodrošina labākos 3-D displejus, jo tā ir vistuvāk tam, kā mēs redzam savu apkārtni, saka Nasers Peygambarian , fotonikas un lāzeru katedra Arizonas Universitātē. Hologramma ir displejs, kas izmanto optisko efektu, ko sauc par difrakciju, lai radītu gaismu, kas būtu nākusi no attēlā redzamā objekta, ja fiziskais objekts būtu skatītāja priekšā. Šķiet, ka hologrāfiskie attēli tiek projicēti telpā displeja priekšā. Staigājot apkārt hologrāfiskajam attēlam, tajā iespējams aplūkot objektus no dažādiem leņķiem.
Lai skatītu hologrammas, nav nepieciešamas brilles, un atšķirībā no citām 3D sistēmām bez brillēm tās var izmantot vairāki cilvēki vienlaikus, nestāvot noteiktā vietā. Taču hologrāfisko displeju izstrāde ir atpalikusi no citām 3-D sistēmām, jo ir grūti izveidot hologrāfiskus materiālus, kurus var ātri pārrakstīt, lai atsvaidzinātu attēlu.
Pirmais video hologrāfiskais displejs tika izgatavots MIT Media Lab 1989. gadā. Hologrammas tilpums bija tikai 25 kubikmilimetri, kas ir mazāks par uzpirksteni. Kopš tā laika pētnieki ir mēģinājuši izstrādāt praktiskas hologrāfiskas sistēmas, taču ir saskārušies ar ierobežojumiem, mērogojot šos displejus līdz lielāka izmēra. Liels izaicinājums ir bijis mēģinājums likvidēt dārgus optiskos komponentus, nezaudējot atsvaidzes intensitāti.
Daži uzņēmumi pārdod 3-D displejus medicīniskiem un dizaina lietojumiem, taču daudzas no šīm sistēmām nerada īstas hologrammas un mēdz būt dārgas, jo īpaši tāpēc, ka tos ražo nelielos daudzumos. Dažiem ir nepieciešami lāzeri, dažiem ir nepieciešami jaudīgi datori, lai tie darbotos, vai daudzi displeji, kas ir sakrauti kopā, saka Dženifera Kolegrova , displeja tehnoloģiju direktors nozares pētījumu firmā DisplaySearch. Viņa atzīmē, ka 2010. gadā šādi tilpuma displeji radīs ieņēmumus 5 miljonu ASV dolāru apmērā, kas ir neliela daļa no 1 miljarda ASV dolāru 3-D displeju tirgus. Neskatoties uz izdevumiem, viņa saka, šie displeji joprojām ir primitīvi, un tiem trūkst attēla kvalitātes, ātruma un displeja izmēra kombinācijas.
Sadarbībā ar Nitto Denko tehniskais , Kalifornijā bāzētā Japānas uzņēmuma Peyghambarian pētniecības grupa ir strādājusi, lai uzlabotu hologrāfisko displeju izsmalcinātību un atsvaidzes intensitāti. Jaunie displeji tiek atsvaidzināti ievērojami ātrāk nekā iepriekšējās sistēmas, un tie ir pirmie, kas tiek apvienoti ar reāllaika kameru sistēmu, lai rādītu tiešos attēlus, nevis iepriekš ierakstītos. Jauno displeju pamatā ir kompozītmateriālu sistēma, ko izstrādājusi Nitto Denko Technical. 2008. gadā grupas izveidoja četras x četras collas sarkanu hologrāfisku displeju, ko varēja pārrakstīt ik pēc četrām minūtēm. Uzlabojot displeja izgatavošanai izmantotos materiālus un attēlu kodēšanai izmantoto optisko sistēmu, tagad tie ir demonstrējuši pilnkrāsu hologrāfisko displeju, kas tiek atsvaidzināts ik pēc divām sekundēm. Šis darbs ir aprakstīts šodien žurnālā Daba .
Tehnoloģijas atslēga ir uz gaismu reaģējošs polimēru kompozītmateriāls, kas uzklāts uz 12 x 12 collu substrāta un iestiprināts starp caurspīdīgiem elektrodiem. Kompozīts ir sakārtots reģionos, ko sauc par hogeliem, kas ir pikseļu hologrāfisks ekvivalents. Datu rakstīšana hogeliem ir sarežģīta, un tam ir nozīme daudziem dažādiem kompozīta savienojumiem. Ja hogelu apgaismo divu zaļu lāzera staru radīts traucējumu modelis, savienojums, ko sauc par sensibilizatoru, absorbē gaismu, un pozitīvie un negatīvie lādiņi sensibiliatorā tiek atdalīti. Kompozītmateriāla polimērs, kas daudz vairāk vada pozitīvos lādiņus nekā negatīvie, atdala pozitīvos lādiņus.
Šī lādiņa atdalīšana ģenerē elektrisko lauku, kas savukārt maina sarkano, zaļo un zilo krāsvielu molekulu orientāciju kompozītmateriālā. Šīs orientācijas izmaiņas maina veidu, kā šīs molekulas izkliedē gaismu. Šī izkliede rada 3D efektu. Kad Hogels tiek izgaismots ar gaismas diodes gaismu, tas izkliedēs gaismu, veidojot vienu vizuālu punktu hologrammā.
Datu ierakstīšana hologrāfiskajā displejā prasīja vairākas minūtes. Daļa no tā, kā Nikko Denko pētnieki paātrināja procesu, bija krāsvielu materiālu viskozitātes samazināšana, lai tie varētu ātrāk mainīt pozīciju. Krāsvielu molekulu kustība kompozīta iekšpusē ir līdzīga šķidro kristālu kustībai parastā displejā, teikts Džozefs Perijs , Džordžijas Tehnikas ķīmijas profesors. Ceļš, kā vēl vairāk palielināt displeja ātrumu, varētu būt padarīt šos materiālus vairāk līdzīgus šķidrajiem kristāliem, kas var pārslēgties ne tikai ar video ātrumu, bet arī ātrāk, nekā to spēj uztvert cilvēka acs.
Vēl viens ātruma palielinājums bija ātrāka lāzera izmantošana datu ierakstīšanai. Lai tas darbotos, pētniekiem bija arī jāsavieno lāzers ar displejā esošajiem polimēriem, kas varētu reaģēt uz šiem ātrākiem impulsiem, atdalot lādiņus, lai radītu elektriskos laukus ar mazāku aizkaves laiku. Citā sasniegumā salīdzinājumā ar iepriekšējo darbu uzņēmums ir izstrādājis pilnu krāsvielu molekulu komplektu sarkanai, zaļai un zilai krāsai.
Lai demonstrētu sistēmas relatīvo ātrumu, grupa to izmantoja kā teleklātbūtnes sistēmu, kas ir līdzīga hologrāfiskajai komunikācijai, ko izmanto zinātniskās fantastikas filmās, piemēram, Zvaigžņu kari — bet daudz nemierīgāks. Vairākas kameras ierakstīja Nitto Denko darbinieka attēlus; šie attēli tika apstrādāti, lai izveidotu datus katra hogela rakstīšanai, un nosūtīti grupai Arizonā, kur hologrāfiskais displejs parādīja viņu Kalifornijas līdzstrādnieka 3-D projekciju. Tagad tas, ko mēs varam parādīt, ir kā lēna filma, saka Peyghambarian. Lai izveidotu hologrāfisku video sistēmu, viņiem jāpalielina displeja atsvaidzes ātrums līdz vismaz 30 kadriem sekundē.
Universitāte un Nitto Denko grupas sadarbojas ar Maikls Bovs MIT par attēlu precizitātes uzlabošanu. Tas, ko viņi ziņo, darbojas lieliski, bez lieliem aprēķiniem, saka Bove. Cerot padarīt attēlus skaidrākus, Bove ir izstrādājis sistēmu hologrāfiska video ļoti ātrai renderēšanai parastā datorgrafikas mikroshēmā.