نمایشگرهای هولوگرافیک آماده تغییر تکنولوژی بصری هستند

تصور کنید که تصاویر سه بعدی آنقدر شبیه به زندگی هستند که بدون هیچ عینک یا هدفون ویژه ای در مقابل چشم شما ظاهر می شوند.این داستان علمی تخیلی نیست این تکنولوژی نمایش هولوگرافی آینده است که در تلاش برای دستیابی به آن هستیمبا استفاده از اصول انحراف نور برای ساخت محتوای دیجیتالی سه بعدی، این تکنولوژی پیشگام در حال انتقال از آزمایشگاه به کاربردهای دنیای واقعی است.تغییرات تحول کننده ای در صنایع مختلف.

نمایشگرهای هولوگرافیک تصاویر پیش بینی شده را با استفاده از هولوگرام ها به جای تکنیک های تصویربرداری معمولی تولید می کنند.آنها تصاویر دو یا سه بعدی روشن تولید می کننددر حالی که هولوگرام های ساده می توانند با استفاده از نور طبیعی ایجاد شوند، تصویربرداری سه بعدی واقعی نیاز به پروژکتورهای هولوگرافیکی مبتنی بر لیزر دارد که امکان مشاهده چند زاویه با چشم انداز دقیق را فراهم می کند.

مفهوم اصلی - که برای اولین بار توسط دنیس گابور در دهه ۱۹۴۰ پیشنهاد شد - شامل بازسازی توزیع نور یک صحنه سه بعدی است تا به طور خودکار تمام نشانه های درک عمق را فراهم کند.این فرآیند به الگوهای شکاف نور و تداخل ثبت شده در رسانه های تخصصی که ویژگی های نور را حفظ می کنند (فازهولوگرافی مدرن تولید شده توسط کامپیوتر (CGH) از مدولاتورهای نور فضایی (SLMs) و فناوری دیجیتال برای ایجاد الگوهای تداخل هولوگرافیک استفاده می کند.امکان ویدئوی هولوگرافیک پویا.

علیرغم این که به عنوان شکل نهایی نمایش 3D در نظر گرفته می شود، تکنولوژی هولوگرافی با چالش های سخت افزاری و نرم افزاری قابل توجهی روبرو است.رزولوشن فعلی SLM بسیار پایین تر از الزامات نظری استحتی پردازش صحنه های سه بعدی برای صفحه نمایش های سایز گوشی های هوشمند نیاز به پردازش میلیاردها پیکسل دارد.در حالی که هولوگرام های پویا نیاز به سرعت داده در صدها میلیارد پیکسل در ثانیه دارند.

SLM ها به عنوان قطعات سخت افزاری حیاتی برای صفحه نمایش های هولوگرافیک با تنظیم دامنه موج نور و فاز برای بازسازی تصاویر سه بعدی عمل می کنند. SLM های ایده آل نیاز به:

• رزولوشن بالا:به عنوان مثال، دستیابی به یک صفحه نمایش ۴۰ اینچی با زاویه دید ۳۰ درجه در طول موج ۰٫۶ مکیومتر، نیاز به فاصله پیکسل کمتر از ۰٫۹۷ مکیومتر و رزولوشن بیش از ۷۶۴۰۰۰×۴۳۰ دارد.000.
• پیچ پیکسل کوچک:فاصله های کوچکتر زاویه های دید گسترده تری را فراهم می کند.
• بهره وری بسیار بالا از نوسان:درخشش و کنتراست تصویر را بهبود می بخشد.
• زمان پاسخ سریع:برای نمایش هولوگرام های پویا ضروری است.

فن آوری های فعلی SLM عمدتا شامل کریستال مایع بر روی سیلیکون (LCOS) و سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS) است که هر کدام از آنها دارای مزایای متمایز در رزولوشن در مقایسه با سرعت هستند.

سه نوع اصلی نمایش هولوگرافیک به کاربردهای مختلف خدمت می کنند:

در درجه اول برای تجربه های شخصی VR / AR، HMD های هولوگرافیک در هواپیمایی، خودرو، تشخیص پزشکی و کاربردهای جراحی امیدوار کننده هستند.با نیاز به پهنای باند پایین تر از سایر سیستم های هولوگرافیک، HMD ها احتمالا اولین صفحه نمایش هولوگرافیک آماده مصرف کننده خواهند بود.

این نمایشگرها ٬ در اندازه یا منطقه مشاهده محدود ٬ برای کاربران فردی از طریق تکنولوژی ردیابی چشم بهینه شده اند.برنامه های کاربردی شامل تلویزیون سه بعدی پیشرفته و شبیه سازی محاسباتی است که در آن قابل حمل نیست.

قادر به ارائه هولوگرام های پارالاکس کامل به چندین بیننده به طور همزمان، این سیستم های با وضوح بالا به ویژه برای طراحی مشترک، تولید، پزشکی،و برنامه های ورزشیپیاده سازی های فعلی در رزولوشن محدود باقی می مانند و معمولاً هولوگرام های کوچک پیش نمایش داده شده را نمایش می دهند.

محققان روش های مختلفی را برای غلبه بر محدودیت های فعلی دنبال می کنند:

• SLM های با وضوح بالا:مواد جدید و فرآیندهای تولید با هدف دستیابی به تراکم پیکسل های بی سابقه است.
• هولوگرافی محاسباتی:الگوریتم های پیشرفته صحنه های سه بعدی را به هولوگرام تبدیل می کنند، با روش های CGH نادر که وعده های ویژه ای را برای کاهش بار محاسباتی نشان می دهند.
• کاهش صدا از لکه ها:تکنیک هایی از جمله تنوع فضایی، زمانی و قطبی سازی، کنتراست تصویر و کیفیت رنگ را بهبود می بخشد.
• شکل گیری جبهه موج:اپتیک های سازگاری و محاسباتی به دقت ویژگی های امواج نور را کنترل می کنند.

در حالی که چالش ها باقی می مانند، تکنولوژی نمایش هولوگرافیک پتانسیل عظیمی در بخش های مختلف دارد:

• سرگرمی:تجربه های بازی، سینما و تلویزیون
• تحصیلات:مواد آموزشی تعاملی سه بعدی
• مراقبت های بهداشتی:تصویربرداری پزشکی، شبیه سازی جراحی و تله پزشکی
• طراحی و تولید:توسعه محصول و نمونه سازی مجازی
• ارتش:تجسم میدان نبرد و شبیه سازی آموزش

تلاش های استاندارد سازی مانند ابتکار JPEG Pleno با ایجاد پروتکل ها برای ضبط، نمایش و تبادل محتوای هولوگرافیک، به پذیرش صنعت کمک می کند.

با پیشرفت تکنولوژی های نوری، فوتونیک، نانو الکترونیک و پردازش سیگنال، نمایشگرهای هولوگرافیک به زودی می توانند بخشی جدایی ناپذیر از زندگی روزمره باشند.به طور اساسی تغییر نحوه تعامل ما با اطلاعات دیجیتال.