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Os pesquisadores desenvolveram um novo método para exibir imagens holográficas altamente realistas usando 'holobricks' que podem ser empilhados para gerar hologramas em grande escala. Crédito: Universidade de Cambridge
Os pesquisadores desenvolveram um novo método para exibir imagens holográficas altamente realistas usando 'holobricks' que podem ser empilhados para gerar hologramas em grande escala.
Os pesquisadores, da Universidade de Cambridge e da Disney Research, desenvolveram uma prova de conceito holobrick, que pode agrupar hologramas para formar uma grande imagem 3D contínua. Esta é a primeira vez que esta tecnologia é demonstrada e abre as portas para exibições holográficas 3D escaláveis. Os resultados são relatados na revista Light: Science & Applications.
À medida que a tecnologia se desenvolve, as pessoas desejam experiências visuais de alta qualidade, desde TV 2D de alta resolução até realidade holográfica aumentada ou virtual 3D, e grandes telas 3D reais. Esses monitores precisam suportar uma quantidade significativa de fluxo de dados: para um monitor 2D full HD, a taxa de dados de informações é de cerca de três gigabits por segundo (Gb/s), mas um monitor 3D com a mesma resolução exigiria uma taxa de três terabits. por segundo, que ainda não está disponível.
Os displays holográficos podem reconstruir imagens de alta qualidade para uma percepção visual 3D real. Eles são considerados a tecnologia de exibição definitiva para conectar os mundos real e virtual para experiências imersivas.
Imagens holográficas reconstruídas de um trem de brinquedo com holobricks (parte superior) e imagem original capturada por uma câmera (parte inferior). Crédito: Universidade de Cambridge
“Oferecer uma experiência 3D adequada usando a tecnologia atual é um enorme desafio”, disse o professor Daping Chu, do Departamento de Engenharia de Cambridge, que liderou a pesquisa. “Nos últimos dez anos, temos trabalhado com nossos parceiros industriais para desenvolver displays holográficos que permitem a realização simultânea de grandes dimensões e grandes campos de visão, que precisam ser combinados com um holograma com um grande conteúdo de informação óptica. .”
No entanto, o conteúdo informativo das informações dos hologramas atuais é muito maior do que as capacidades de exibição dos atuais motores de luz, conhecidos como moduladores de luz espacial, devido ao seu produto limitado de largura de banda espacial.
Para monitores 2D, é prática padrão agrupar monitores de tamanho pequeno para formar um monitor grande. A abordagem explorada aqui é semelhante, mas para exibições 3D, o que não foi feito antes. “Unir pedaços de imagens 3D não é trivial, porque a imagem final deve ser vista como perfeita de todos os ângulos e profundidades”, disse Chu, que também é Diretor do Centro de Fotônica e Eletrônica Avançada (CAPE). “Simplesmente não é possível colocar imagens 3D lado a lado diretamente no espaço real.”
Para enfrentar esse desafio, os pesquisadores desenvolveram a unidade holobrick, baseada em exibições holográficas integradas grosseiras para imagens 3D em mosaico angular, um conceito desenvolvido no CAPE com a Disney Research há cerca de sete anos.
Cada um dos holobricks usa um modulador de luz espacial de alta largura de banda de informação para entrega de informações em conjunto com óptica integrada grosseira, para formar hologramas 3D angularmente lado a lado com grandes áreas de visualização e campos de visão.
O design óptico cuidadoso garante que o padrão de franja holográfica preencha toda a face do holobrick, de modo que vários holobricks possam ser empilhados perfeitamente para formar uma exibição 3D de imagem holográfica espacialmente lado a lado escalável, capaz de amplo ângulo de campo de visão e tamanho grande.
A prova de conceito desenvolvida pelos pesquisadores é feita de dois holobricks perfeitamente lado a lado. Cada bloco colorido tem 1024×768 pixels, com um campo de visão de 40° e 24 quadros por segundo, para exibir hologramas lado a lado para imagens 3D completas.
“Ainda há muitos desafios pela frente para criar telas 3D ultragrandes com ângulos de visão amplos, como uma parede 3D holográfica”, disse Chu. “Esperamos que este trabalho possa fornecer uma maneira promissora de resolver este problema com base na capacidade de exibição atualmente limitada dos moduladores de luz espacial.”
Referência: “Holobricks: exibições holográficas integrais grosseiras modulares” por Jin Li, Quinn Smithwick e Daping Chu, 16 de março de 2022, Luz: Ciência e Aplicações.
DOI: 10.1038/s41377-022-00742-7