Ультратонкий 3D-дисплей: новый взгляд на изображение

Революционная разработка в области 3D-технологий: ученые представили ультратонкий 3D-дисплей, который обещает вывести на новый уровень реалистичность и глубину изображения. Это устройство способно обеспечить широкий угол обзора и невероятную детализацию, преодолевая типичные ограничения существующих дисплеев без очков.

Новая технология открывает захватывающие перспективы для интерактивных приложений в сферах здравоохранения, образования и развлечений, где требуется высочайшая точность визуализации.

Ключевое преимущество – минимальная толщина. Разработчики смогли сократить ее до 28 мм, что значительно тоньше традиционных систем с направленной подсветкой, которые обычно достигают 500 мм. Такой компактный размер, в сочетании с существенно возросшим разрешением, делает эту технологию гораздо более практичной для внедрения в реальные продукты.

Прототип, созданный на основе этой разработки, представляет собой 32-дюймовый дисплей с углом обзора более 120° и впечатляющим объемом 3D-изображения (приблизительно 71 x 40 x 99 см). Он способен поддерживать кристально чистое изображение по всей глубине, что критически важно для задач, требующих точного пространственного понимания. Например, врачи смогут лучше визуализировать сложные анатомические структуры, такие как опухоли или переломы, в реальном времени.

В основе работы 3D-дисплеев лежит принцип направленной подсветки, которая управляет светом таким образом, чтобы каждый глаз воспринимал немного отличающееся изображение, создавая естественное ощущение глубины без необходимости использования специальных очков. Качество 3D-эффекта напрямую зависит от точности формирования вокселей — трехмерных пикселей, из которых состоит изображение. Чем меньше и аккуратнее сформированы воксели, тем выше детализация и реалистичнее глубина.

В отличие от существующих дисплеев, использующих дифракционные решетки или линзовые массивы, новая система значительно повышает точность формирования вокселей. Это достигается благодаря использованию свободной оптики — передовых оптических элементов с произвольными поверхностями, которые позволяют с высокой точностью управлять светом. Каждый канал формирования луча включает источник света, апертуру и линзу свободной формы, которая направляет свет для создания равномерной и точной подсветки. Эти каналы были скомпонованы для создания большой направленной системы подсветки. Кроме того, специальный модуль из двух слоев микропризм улучшает равномерность подсветки, сохраняя при этом ее направленность.

Тестирование 32-дюймового прототипа подтвердило его превосходство над традиционными дисплеями с рассеянной подсветкой. Новая разработка демонстрирует воксели, которые в шесть раз меньше, сохраняет высокое разрешение даже при удалении от экрана и примерно в 100 раз эффективнее использует визуальную информацию для создания изображений.

Команда исследователей продолжает работу над дальнейшим уменьшением толщины и веса устройства, а также повышением его оптической эффективности. Для коммерциализации предстоит решить задачи, связанные с разработкой более мелких пиксельных структур, увеличением их плотности и оптимизацией формы для лучшей совместимости с технологиями 3D-дисплеев.