Grote HD 3D-beelden nu zichtbaar zonder bril

"Ons optische ontwerp zou het praktisch kunnen maken om 2D-flatpanels te vervangen door 3D-beelden voor digitale borden, entertainment, onderwijs en andere toepassingen", zegt onderzoeksteamleider Byoungho Lee van Seoul National University in Korea. "Het kan ook worden aangepast om meeslepende ervaringen te bieden in bijvoorbeeld bioscopen."

In het tijdschrift Optics Letters van The Optical Society (OSA) beschrijven de onderzoekers hoe ze twee verschillende LFD-technologieën combineren om grootschalige 3D-beelden te projecteren met een bijna diffractiebeperkte resolutie. Het nieuwe beeldscherm is autostereoscopisch, wat inhoudt dat het verschillende 3D-beelden produceert waardoor het beeld vanuit verschillende hoeken bekeken kan worden.

Technologieën combineren

LFD’s werken door licht te reproduceren dat door een object wordt gereflecteerd op een manier die overeenkomt met de daadwerkelijke zichtbare positie. Omdat autostereoscopische LFD’s verschillende beelden produceren voor verschillende kijkhoeken, hebben ze een enorme hoeveelheid informatie nodig. Omdat de hardware van het scherm overweldigd wordt door de hoeveelheid benodigde informatie, moet altijd een afweging worden gemaakt tussen resolutie en de grootte van het weergegeven beeld.

Om deze beperking te overwinnen, ontwierpen de onderzoekers een nieuwe optische configuratie die een multifocaal scherm combineert met integrale beeldvorming. Doorgaans kan een multifocaal beeldscherm een ​​volumetrisch beeld van hoge kwaliteit genereren, maar het is technisch moeilijk te implementeren op een systeem met een groot scherm. Aan de andere kant is integrale beeldvorming beter in het vergroten van afbeeldingen.

In het nieuwe ontwerp genereert het multifocale display een 3D- of volumetrische scène met hoge resolutie, terwijl de integrale beeldtechnologie deze vergroot voor weergave op een groot scherm. De informatieconversie tussen het multifocale display en integrale beeldvorming wordt volledig optisch uitgevoerd, zonder enige digitale verwerking.  

 Uit de tests bleek dat het prototype een volumetrisch beeld van 21,4 cm x 21,4 cm x 32 cm kan synthetiseren, wat overeenkomt met 28,6 megapixels en een 36 keer hogere resolutie dan de originele afbeelding.

"Onze aanpak is zeer efficiënt in het verwerken van informatie, wat zorgt voor lage computerkosten en een eenvoudige, hoogwaardige, realtime systeemconfiguratie", aldus Lee. "Het optische ontwerp kan ook naadloos worden geïntegreerd met verschillende technieken die worden gebruikt in bestaande LFD’s."

De onderzoekers werken nu aan het optimaliseren van de optica en het verder verminderen van de complexiteit van het multifocale scherm om de projector compacter te maken. Ze merken op dat omdat het systeem een fusie is van twee verschillende technologieën, de prestaties van hun voorgestelde systeem waarschijnlijk zullen verbeteren naarmate elke technologie zich ontwikkelt.