Os pesquisadores combinaram duas tecnologias de exibição de campo de luz diferentes para projetar imagens 3D em grande escala com resolução quase limitada pela difração. Sua configuração óptica é mostrada. Crédito:Byoungho Lee, Universidade Nacional de Seul
Os pesquisadores desenvolveram um protótipo de display que usa projeção para criar imagens 3D em grande escala com ultra-alta definição. A nova abordagem ajuda a superar as limitações da projeção do campo de luz, que pode criar imagens 3D de aparência natural que não requerem óculos 3D especiais para visualização.
"Nosso design óptico pode tornar prático a substituição de monitores de tela plana 2D por imagens 3D para sinais digitais, entretenimento, educação e outras aplicações onde as imagens 3D fornecem um aprimoramento significativo, "disse o líder da equipe de pesquisa Byoungho Lee da Universidade Nacional de Seul, na Coréia." Nosso design também pode ser modificado para fornecer experiências imersivas em cinemas, por exemplo."
No jornal The Optical Society (OSA) Cartas de Óptica , os pesquisadores descrevem como combinam duas tecnologias de exibição de campo de luz diferentes para projetar imagens 3D em grande escala com resolução quase limitada pela difração. A nova tela é autoestereoscópica, o que significa que ele produz diferentes imagens 3D para que a imagem possa ser vista de vários ângulos.
“Desenvolvemos uma forma de realizar todos os processos de visualização opticamente sem qualquer processamento digital, "disse Lee." Isso compensa as limitações de cada tecnologia de exibição para permitir a criação de imagens 3D de alta resolução em uma tela grande. "
Combinando tecnologias
As exibições de campo de luz funcionam reproduzindo a luz que é refletida de um objeto de uma forma que corresponde à posição visível real. Como os displays de campo de luz autoestereoscópico produzem imagens diferentes para diferentes ângulos de visão, eles exigem uma grande quantidade de informações para serem processados. Essa demanda cria uma compensação entre a resolução e o tamanho da imagem exibida porque o hardware da tela fica sobrecarregado pela quantidade de informações necessárias.
O novo display transforma opticamente o volume de exibição do objeto gerado a partir do display multifocal no volume de projeção para imagem integral, mapeando automaticamente os raios através de uma matriz de microlentes (captação óptica). A informação transformada pode ser ampliada para a tela grande por meio de uma lente de projeção. Após a projeção, o volume de exibição do objeto é reconstruído, passando por outro conjunto de lentes de maneira semelhante ao sistema de imagem integral existente. Crédito:Byoungho Lee, Universidade Nacional de Seul
Para superar essa limitação, os pesquisadores projetaram uma nova configuração óptica que combina um display multifocal com imagem integral. Tipicamente, um display multifocal pode gerar uma imagem volumétrica de alta qualidade, mas é tecnicamente difícil de implementar em um sistema de tela grande. Por outro lado, a imagem integral é melhor para ampliar imagens.
No novo design, o display multifocal gera um 3D de alta resolução, ou volumétrico, cena enquanto a tecnologia de imagem integral amplia para visualização em uma tela grande. A conversão de informações entre o display multifocal e a imagem integral é realizada opticamente, sem qualquer processamento digital.
"Nosso método vai além de simplesmente combinar dois métodos existentes para alcançar uma exibição de campo de luz volumétrica de definição ultra-alta com resolução quase limitada pela difração, "disse Lee." Nós também encontramos uma maneira de resolver efetivamente a dificuldade de ampliar uma cena volumétrica e superar os problemas com perda de informações que tendem a afetar a imagem integral. "
Imagens 3D grandes e de alta resolução
Depois de verificar a resolução de seu sistema de protótipo, os pesquisadores confirmaram qualitativamente que uma imagem volumétrica foi reconstruída. Os testes mostraram que o protótipo pode sintetizar uma imagem volumétrica de 21,4 cm x 21,4 cm x 32 cm, o que equivale a 28,6 megapixels e resolução 36 vezes maior do que a imagem original.
"Nossa abordagem é muito eficiente no processamento de informações, que permite um baixo custo de computação, além de simples, alta qualidade, configuração do sistema em tempo real, "disse Lee." O design óptico também pode ser perfeitamente integrado com várias técnicas usadas em exibições de campo de luz existentes. "
Os pesquisadores agora estão trabalhando para otimizar a ótica e reduzir ainda mais a complexidade do visor multifocal para tornar o projetor mais compacto. Eles observam que, como o sistema é uma fusão de duas tecnologias diferentes, o desempenho do sistema proposto provavelmente melhorará à medida que cada tecnologia se desenvolve.
