Мультививідні (multiview) 3d дисплеї

Як випливає з визначення, даного в першій частині статті, мультівідовие 3D дисплеї (далі, для стислості М3D) відтворюють об'ємне зображення у вигляді декількох послідовних ракурсів об'ємної сцени, будь-які два з яких складають стереопару.

Принцип дії: Поділ обсягу відтворення кількома умовними вертикальними площинами, що проходять через центр екрана. У кожній частині розбитого площинами простору спостерігається свій вигляд (ракурс) об'ємної сцени.

Оскільки M3D є розвитком ідеї стерео дисплея, то для їх побудови застосовні ті ж технології паралакс-бар'єрів і лінзових растрів, тільки за кожною лінзою має розташовуватися стільки пікселів, скільки ракурсів зображення ми хочемо отримати. Очевидно, що існуючі сьогодні LCD панелі не дозволяють отримати за такою схемою пристойний M3D.

Візьмемо 17 "монітор, що має 1280х1024 пікселя розміром 0,27 мм. Якщо ми хочемо отримати 5 ракурсів, доведеться взяти лінзовий растр з кроком 1,35 мм, а горизонтальний дозвіл стане аж цілих 256 пікселів.

Але є технологія, що дозволяє використовувати масив пікселів кращим способом. Це голографічні оптичні елементи (Holographic Optical Elements - HOE). Перед LCD панеллю поміщається плівка, що складається з мініатюрних голограм, кожна з яких закриває один піксель і направляє проходить світло в одному із заданих напрямів.

Голограми, що формують стільки різних напрямків, скільки потрібно ракурсів, об'єднуються в патерн, що повторюється по всій поверхні екрана. Для отримання чотирьох ракурсів використовуються групи 2х2 пікселя, для дев'яти ракурсів - 3х3, тобто для того ж 17 "монітора дозвіл буде 640х512 і 427х341 піксел відповідно. Звичайно, для роботи з текстом такий монітор вже не годиться, а ось графіка і відео будуть виглядати цілком пристойно (для порівняння: відеомагнітофон формату VHS відтворює зображення з роздільною здатністю приблизно 384х288 пікселів) . Враховуючи, що дозвіл LCD панелей безперервно зростає, а виробництво голографічної плівки реально вже зараз, можна очікувати появу серійних моделей M3D в недалекому майбутньому.[4]

Голографічні 3d дисплеї

У першій частині ми визначили, що голографічні 3D дисплеї (далі H3D) відтворюють безперервне світлове поле, відповідне світловому полю реальної 3D сцени. Однак, сучасна техніка немислима без цифрової обробки сигналів, стало бути, будь-яка безперервна функція з деякою точністю апроксимується поруч дискретних значень. Світлове поле не виключення, тому H3D можна розглядати як подальший розвиток мультівивідних дисплеїв з дуже великою кількістю відтворюваних ракурсів.

Принцип дії: Поділ обсягу відтворення безліччю умовних вертикальних площин, що проходять через центр екрана. У кожній частині розбитого площинами простору спостерігається свій вигляд (ракурс) об'ємної сцени.

Зазвичай, коли мова заходить про H3D, мають на увазі пристрій, здатний відтворювати на деякому матеріалі подобу традиційної голограми, тобто обчислювати і відображати фіксуємо їй у вигляді дифракційних структур інтерференційну картину світлового поля, причому робити це в реальному часі. Такий підхід не враховує, що кожен малий ділянку голограми представляє з себе дифракційну решітку, що виконує роль відхиляє елемента і немає потреби кожного разу, коли потрібно змінити кут відхилення променя, розраховувати та відображати її. Найдивовижніше, що є вчені, які розробляють це фінансово та інформаційно надвитратний напрямок. Наприклад, американці з Массачусетського технологічного розробили прототип, в якому відтворюється зображення, розраховане на комп'ютері. Голограма формується за допомогою акустооптичного модулятора: промінь лазера модулюється акустичними коливаннями, які впливають на кристал, який розташований перед фокусує лінзою.

Промальовування зображення виконується механічної дзеркальної розгорткою. Для монохромного картинки розміром 15 x 15 x 20 см потрібно потік даних близько 2 гігапікселя в секунду. Японці намагаються відтворювати голограми за допомогою проекційних LCD матриць (використовуються в відеопроектори), кожна з яких відтворює слабкий окрема ділянка голограми. Оскільки діагональ таких матриць не перевищує 1,8 дюйма, для отримання голограми потрібної площі довелося використовувати множинні конфігурації й пристрої відомості для об'єднання різних частин голограми. Потік даних, необхідний для відтворення повноцінного способу, досягає приблизно одного терабайта в секунду. Монохроматична голограма з площею проекції 1 кв.см - це поки максимум, чого вдалося домогтися дослідникам.[5]